Э. д. с, индуктированная в фазе обмотки ротора, определится по формуле:

где — обмоточный коэффициент, учитывающий уменьшение э. д. с. ротора вследствие геометрического сложения э. д. с, наводимых в отдельных его проводах, и укорочения шага обмоткн ротора;

f₂ — частота тока в обмотки ротора;

— число витков обмотки фазы ротора;

Ф_m— максимальное значение магнитного потока статора.

Под действием э. д. с E_2s в обмотке ротора будет протекать ток I₂, величину которого можно определить по формуле:

где г₂ — активное сопротивление фазной обмотки ротора;

x_2s — индуктивное сопротивление рассеяния фазы роторной обмотки.

Индуктивное сопротивление рассеяния x_2s зависит от частоты тока н определяется по формуле:

где L _2s —индуктивность рассеяния фазы обмотки ротора.

В момент пуска, когда ротор еще неподвижен, частота тока в обмотке ротора наибольшая (f₂=f₁) и поэтому индуктивное сопротивление x_2s имеет наибольшее значение. Так как э. д. с. Е₂, индуктированная в обмотке ротора в момент пуска, имеет максимальное значение, то ток в обмотке ротора I ₂ в этот момент превышает величину номинального тока двигателя в 2—7 раз. Токи ротора, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем статора, создают вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться в сторону вращения поля статора. В этом заключается принцип действия асинхронного двигателя.

Очевидно, что ротор при своем вращении не может догнать вращающееся магнитное поле статора. Если предположить, что ротор будет иметь такую же скорость вращения, как и магнитное поле статора, то токи в обмотке ротора исчезнут. С исчезновением токов в обмотке ротора прекратится взаимодействие их с полем статора и ротор станет вращаться медленнее вращающегося поля статора. Однако при этом обмотка ротора вновь начнет пересекаться вращающимся полем статора и на ротор снова будет воздействовать вращающий момент. Следовательно, ротор при своем вращении всегда должен отставать от скорости вращения магнитного поля статора, т. е. вращаться асинхронно (не в такт с магнитным полем), почему эти двигатели и получили название асинхронных.

Если через n₁ обозначить скорость вращения вращающегося магнитного поля статора (синхронная скорость), а через n₂— скорость вращения ротора двигателя, то скорость его относительно вращающегося поля статора будет равна разности:

n₁ — п₂.

Число, показывающее, во сколько раз относительная скорость ротора меньше скорости вращающегося магнитного поля статора, называется скольжением двигателя и обозначается буквой S.

Таким образом, скольжение будет равно:

Скольжение асинхронного двигателя в зависимости от нагрузки меняется незначительно.

Чем больше мощность двигателя, тем меньше его скольжение.

Пример. Определить скольжение в процентах для шестиполюсного асинхронного двигателя, если ротор его делает 960 об/мин.

Таким образом, асинхронная машина, работая в режиме двигателя, изменяет скорость вращения от n = 0 (момент пуска) до n n₁ (холостой ход) и, соответственно, скольжение от S= + 1 до S=0

При номинальной нагрузке двигателя малой мощности их скольжение бывает равно 3—6°/», а двигателей большой мощности— 1—3°/о.

С изменением скорости вращения двигателя изменяется частота э. д. с. и токов в обмотке ротора, что видно из уравнения

Рассмотрев работу асинхронного двигателя, проведем аналогию между ними н трансформатором. Как двигатель, так и трансформатор имеет две обмотки, между которыми существует магнитная связь. Роль первичной обмотки трансформатора выполняет в двигателе обмотка статора, роль вторичной — обмотка ротора. В момент пуска (или при заторможенном роторе) обе обмотки неподвижны и частота токов в обеих обмотках одинакова. Изменение режима работы вторичной обмотки трансформатора отражается на работе его первичной обмотки. Такая же картина наблюдается при работе асинхронного двигателя.

Увеличение нагрузки на валу двигателя вызывает увеличение тока в обмотке ротора. Благодаря магнитной связи между обмотками ротора и статора увеличение тока в обмотке ротора вызывает увеличение тока в обмотке статора. Следовательно, по амперметру, включенному в цепь статора, можно судить о нагрузке двигателя.

Разница между асинхронным двигателем и трансформатором заключается в конструкции магнитной цепи. У двигателя первичная и вторичная цепи разделены воздушным промежутком, чего не бывает у трансформаторов обычной конструкции. При работе двигателя ротор вместе с его обмоткой находятся во вращении. Частота э. д. с. и тока ротора меняется с нагрузкой двигателя, чего не бывает у трансформатора.