Активная и реактивная составляющие тока в асинхронном двигателе
Рис.11.1 Механическая и электромеханическая характеристики асинхронного двигателя.
Уменьшение момента после достижения критического скольжения (Рис.11.1) объясняется тем, что в создании момента АД участвует только активная составляющая тока. Активная составляющая тока при уменьшении скорости уменьшается и доходит до минимального значения при остановке ротора .
А ток при неподвижном роторе имеет максимальное значение индуктивной составляющей (индуктивное сопротивление ротора 
максимальное при 
, когда ротор неподвижен).
В однородном магнитном поле на проводник с током действует электромагнитная сила 
. Эта формула справедлива, когда магнитное поле 
и проводник длиной 
с током 
движутся в пространстве с одинаковой скоростью и взаимно неподвижны.
Рассмотрим появление активной и реактивной составляющей тока в асинхронном двигателе[гер 343] .
Если прямолинейный проводник с синусоидальным током
находится в пульсирующем с той же частотой 
магнитном поле с индукцией 
,и углом сдвига фаз магнитной индукции и тока равным углу ( 
):
Электромагнитная сила, действующая на проводник с током, периодически изменяется с двойной частотой:
Постоянная (средняя) составляющая электромагнитной силы:
Постоянная составляющая электромагнитной силы 
зависит от сдвига по фазе (угол ) синусоидальных тока и магнитной индукции, а ток зависит от действующих значений 
и 
.
В электрических машинах переменного тока ЭДС 
обмотки ротора совпадает по фазе с магнитной индукцией поля статора 
. Поэтому угол сдвига фаз между ЭДС ( 
) и током обмотки ротора 
равен углу ( ), углу сдвига фаз магнитной индукции и тока.
Следовательно в формуле (2.5) произведение 
определяет значение проекции вектора 
на вектор 
, другими словами равно активной составляющей тока ротора.
Из вышеизложенного следует, чтопостоянная (средняя) составляющая электромагнитной силы 
, действующая на проводник с синусоидальным током, находящимся в пульсирующем с той же частотой магнитном поле статора асинхронного двигателя, пропорциональна активной составляющей тока ротора 
.
= 
Момент асинхронного двигателя, как и любой электрической машины, пропорционален магнитному потоку 
Ф и активной составляющей тока ротора [чил 80]
где 
конструктивнаяпостоянная асинхронного двигателя;
угол сдвига фаз между ЭДС ( ) и током обмотки ротора.
Непропорциональность между моментом асинхронного двигателя и током статора при пуске ( пусковой момент меньше максимального при пусковом токе достигающем максимального значения) объясняется значительным снижением магнитного потока двигателя, а также уменьшением коэффициента мощности цепи ротора при пуске, за счёт максимального значения индуктивного сопротивления ротора[чил 80].
При изменении нагрузки на валу двигателя [гер392] от нуля до номинальной значение скольжения увеличивается (от значения при холостом ходе) примерно до 
. При этом сохраняется неравенство
<< 
и 
= 
,
т.е. активная составляющая тока ротора 
пропорциональна скольжению (при 
).
При увеличении нагрузки скольжение так же возрастает и растёт ЭДС ротора = 
, растёт ток ротора в соответствии с (2.5), асимптотически стремясь к некоторому предельному значению, а 
с ростом 
уменьшается (причём на рабочем участке механической характеристики 
уменьшается очень мало, рис.11.1 участок DB), асимптотически стремясь к нулю при 
.
Магнитный поток двигателя также уменьшается при возрастании тока из-за падения напряжения на сопротивлениях обмотки статора [чил81]. Все эти процессы и обуславливают отсутствие пропорциональности между током и моментом двигателя.
А реактивная составляющая тока ротора
с двойной частотой 
и ротор, имея большую инерцию не успевает проворачиваться два раза при частоте 50Гц. Двойная частота 100Гц. Если бы ротор был тонким проводником он бы успевал проворачиваться [гер344]. Поэтому при анализе установившихся режимов нужно учитывать только постоянную (средную) составляющую электромагнитной силы 
.