Все обмотки АИД находятся на статоре, ротор зубчатый без обмоток. Рассмотрим принцип взаимодействия основных гармоник магнитных полей АИД, принцип передачи электромагнитной энергии магнитным полем из
первичного контура в контур статорной вторичной обмотки и преобразование ее в механическую энергию вращающегося ротора. При выборе чисел пар полюсов вторичной и первичной обмоток, уложенных в одни и те же пазы статора (рис. 2-23), должно соблюдаться основное условие (2-71) соотношения между числами пар полюсов р2 и p1 указанных обмоток, исключающее их трансформаторную связь по основным гармоникам поля p2~2kpt, где k — 1, 2, 3 ...
Процесс преобразования электромагнитной энергии в механическую в АИД упрощенно можно представить следующим образом. Токи первичной обмотки создают в зубчатом зазоре ЛИД спектр вращающихся в ту или иную сторону гармоник поля. Зубцовые гармоники поля наводят во вторичной обмотке э. д. с. При замкнутой вторичной обмотке в ней протекают токи, создающие свою н. с. и спектр гармоник поля, которые, взаимодействуя с полем, созданным н. с. первичной обмотки, обусловят возникновение тангенциальных механических сил, действующих на зубцы ротора. Возникший электромагнитный момент приводит во вращение ротор АИД. Так как все обмотки расположены на статоре, то ротор вращается в противоположную сторону относительно рабочей зубцовой гармоники.
Из всего спектра гармоник рассмотрим лишь основные. Основная гармоника н. с. первичной обмотки FP1 согласно здесь принятым допущениям создает в зубчатом воздушном зазоре АИД три гармоники поля: основную Β1 порядка * p1 и две зубцовые гармоники: прямую Вγ и обратную Вγ соответственно порядков z2+p1 и z2—p1. Магнитный поток основной гармоники Φ1 сцеплен с первичной обмоткой и наводит в ней э. д. с. самоиндукции Е1, а зубцовые гармоники наводят э. д. с. во вторичной обмотке. Для эффективной работы АИД необходимо выбрать число зубцов ротора по уравнению (2-82) и геометрию зубцовой зоны таким образом, чтобы было исключено наведение в ней э. д. с. одной из основных зубцовых гармоник полей, созданной н. с. первичной обмотки.
Так, например, при выборе для вторичной обмотки в качестве рабочей зубцовой гармоники поля обратной зубцовой гармоники В, ее обмоточный коэффициент должен быть близок к единице, а в поле нерабочей гармоники — близок к нулю. На рис. 2-29 показаны связи, имеющие место в случае, когда в качестве рабочей гармоники выбрана обратная зубцовая гармоника.
α) б)
Рис. 2-29. К принципу наведения э. д. с. в обмотках АИД. а —схема АИД; б —схемы взаимодействия полей и наведение э. д. с. в обмотках.
Рабочая зубцовая гармоника создает поток взаимоиндукции Ф, сцепленный со вторичной обмоткой АИД; этот поток наводит в ней э. д. с. взаимоиндукции, которая обусловливает систему токов. Таким образом, в дальнейшем при составлении уравнений будем учитывать лишь основные рабочие зубцовые гармоники поля.
