Принцип действия асинхронного двигателя

Наведенные вращающимся магнитным полем э. д. с. ротора создают в замкнутых его проводниках вторичные токи i₂, которые взаимодействуют с вращающимся магнитным полем статора. На проводники ротора действуют электромагнитные силы, направленные касательно к поверхности ротора (правило левой руки). В результате сложения электромагнитных сил и их моментов на валу ротора возникает суммарный электромагнитный момент, приводящий ротор в движение в направлении вращения магнитного поля статора.
Частота вращения ротора n₂ должна быть меньше частоты вращения поля статора n₁, так как только при этом условии магнитное поле статора будет двигаться относительно движущихся в ту же сторону проводников ротора и наводить в них необходимые для работы вторичные токи i₂.
По этой причине двигатель называется асинхронным.
Относительное отставание частоты вращения ротора от частоты вращения магнитного поля статора называется скольжением:

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться от 1 или 100%, когда ротор неподвижен, до 0, когда ротор вращается со скоростью поля. Чем больше нагрузка на валу, тем больше s, так как только при этом условии-э. д. с. E₂, ток I₂, а значит, и вращающий момент ротора будут большими. Номинальное скольжение асинхронных двигателей составляет от 1 до 6%.
При холостом ходе (P₂ = 0) скольжение практически равно нулю.
При холостом ходе двигателя ток ротора I₂ относительно мал. При нагрузке на валу (P₂ 0) он увеличивается.
Результирующий магнитный поток машины Ф создается совместным действием м. д. с. F₁ и F₂, так же как и в трансформаторе . Однако сложение м. д. с. F₁ и F₂ возможно только тогда, когда они неподвижны друг относительно друга, как в трансформаторе. Покажем, что в асинхронном двигателе м. д. с. F₁ и F₂ также взаимно неподвижны, но обе вращаются в пространстве со скоростью n₁; т. е. синхронно.
Частота тока в статоре f₁ n_1, а в роторе f₂ (n₁ — n₂)

При неподвижном роторе f₂ = f₁ • 1 = f₁. При синхронной скорости f₂ = f₁ • 0 = 0.
При вращении под полной нагрузкой (I₁ = I_1H), когда, например s_H = 2 - 4%, частота
f₂ = f₁ s = 50 • 0,02 50 • 0,04, т. е. 1—2 Гц.
Ток статора I₁ создает в обмотке статора м. д. с. F₁ вращающуюся с частотой n_1, а ток ротора I₂ создает в обмотке ротора м. д. с, вращающуюся вокруг ротора с частотой n₃ = f₂ • 60/p.
Сам ротор вращается в ту же сторону с частотой n₂. Поэтому

Таким образом, для асинхронного двигателя — трансформатора с вращающейся вторичной обмоткой — применимы все соображения, приведенные на страничке (Работа нагруженного трансформатора и диаграмма магнитодвижущих сил) , которые в дальнейшем и используются.
Следует отметить (рис. 9-7), что в трансформаторе ток I_Х = (4 10)% I_Н, а в асинхронном двигателе, благодаря воздушному зазору между статором и ротором, I_Х = (20 40)% I_1Н.