Всегда ли ток холостого хода двигателя меньше тока нагрузки?

Из двух интуитивно понятных состояний – холостого хода и нагрузки – можно сделать вывод, что при нагрузке двигателя, в зависимости от фактического положения нагрузки, ток нагрузки двигателя будет относительно большим, поэтому ток нагрузки двигателя будет больше тока холостого хода. Однако это относится не ко всем двигателям. У некоторых двигателей ток холостого хода превышает ток нагрузки.

Электрическая функция статорной части асинхронного двигателя двояка: одна — ввод электрической энергии, а другая — создание вращающегося магнитного поля двигателя.

Когда двигатель находится в режиме холостого хода, основным компонентом тока является ток возбуждения, а активный ток, соответствующий потерям холостого хода, относительно невелик.

То есть, при отсутствии нагрузки входная электрическая энергия невелика, и ток статора в основном используется для создания магнитного поля.

В условиях нагрузки для её питания требуется больше электроэнергии. Как правило, основной составляющей тока является ток нагрузки. Поэтому в нормальных условиях ток нагрузки превышает ток холостого хода, который составляет всего от четверти до половины тока нагрузки.

Электромеханическое преобразование энергии в двигателе — весьма сложный процесс. Среди прочего, создание магнитного поля, служащего единственной средой для электромеханического преобразования, зависит от ряда факторов, в результате чего ток холостого хода некоторых специально разработанных или классифицированных двигателей превышает ток нагрузки.

Для трехфазных асинхронных двигателей трехфазные обмотки симметрично распределены в пространстве, входные трехфазные токи симметричны, а устанавливаемое магнитное поле всегда является круговым магнитным полем. Как правило, соотношение тока возбуждения к току нагрузки меняется незначительно, и это соотношение имеет определенную закономерность. Однако для некоторых специально разработанных двигателей, таких как однообмоточные многоскоростные двигатели с переменными полюсами с определенной схемой скорости или числа полюсов, реактивное сопротивление рассеяния или поток рассеяния чрезвычайно велики. Падение напряжения реактивного сопротивления рассеяния, вызванное током нагрузки, значительно, в результате чего уровень насыщения магнитной цепи под нагрузкой намного ниже, чем на холостом ходу, а ток возбуждения нагрузки намного меньше тока возбуждения холостого хода, в результате чего ток холостого хода больше тока нагрузки.

Магнитное поле однофазного двигателя является эллиптическим магнитным полем, и его эллиптичность сильно меняется, когда он находится на холостом ходу и под нагрузкой. Как правило, статор однофазного асинхронного двигателя имеет два набора обмоток, основную обмотку и вспомогательную обмотку. Более того, их оси часто расположены под углом 90° в пространстве. После того, как соответствующий конденсатор вставлен последовательно во вспомогательную обмотку, она подключается параллельно с основной обмоткой к электросети. Из-за эффекта разделения фаз такими компонентами, как конденсаторы, ток в основной обмотке и вторичной обмотке отличается по времени на фазовый угол. Импульсные магнитные потенциалы, генерируемые основной обмоткой и вторичной обмоткой соответственно, объединяются во вращающийся магнитный потенциал, генерируя индуцированный ток в роторе и устанавливая индуцированное магнитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей создает вращающий момент двигателя. Теоретический анализ показывает, что эллиптический синтетический вращающийся магнитный потенциал однофазного двигателя можно разложить на два круговых вращающихся магнитных потенциала: прямой и обратной последовательности. Вращающийся магнитный потенциал прямой последовательности доминирует во вращении двигателя, в то время как магнитный потенциал обратной последовательности оказывает обратное тормозящее воздействие на двигатель, существенно влияя на величину вращающего момента.