Главная Машины переменного тока



направлению вращения поля статора или встречно направлению движения ротора, т. е. является тормозным. Так как скольжейие велико (S>1), то и э. д. с. в роторе при работе тормозом будет большой.

Для уменьшения тока в роторе и, следовательно, в статоре обмотку ротора (фазного) замыкают на активное сопротивление-- тормозной реостат, который помимо ограничения бросков тока в роторе и статоре увеличивает тормозной момент машины, так же как включение пускового реостата в цепь ротора увеличивает пусковой момент двигателя.

3*лава 22

электромагнитный момент и рабочие характеристики асинхронного двигателя

§ 22.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя

За время dt электрическая энергия Pidt, потребляемая асинхронным двигателем из сети, преобразовывается в механическую Pzdt. При работе машины неизбежно происходит потеря преобразуемой ею энергии и, следовательно, потребляемая дви-. гателем мощность Pi будет больше полезной Рг, развиваемой на валу двигателя.

Процесс преобразования энергии и потери, происходящие при работе двигателя, можно иллюстрировать энергетической диаграммой <рис. 22.1). Потребляемая двигателем мощность из сети Pi = miUiIi со8ф1 частично расходуется на покрытие потерь в обмотках статора Pmi=i/ii и в стали сердечника статора Рс1 на гистерезис и вихревые токи. Оставшаяся часть мощности Рэм = Pi-Рм1-Pel, называемая электромагнитной, передается ротору через воздушный зазор вращающимся магнитным полем. Энергия, полученная ротором, преобразуется в механическую и частично расходуется на покрытие потерь в роторе. На диаграмме показано, 4to электромагнитная мощность, поступающая на ротор, может быть представлена в виде суммы двух мощностей: Рзм=Р2+ +Рм2, где Рг - мощность, развиваемая вращающимся ротором, т. е. Pzdt - энергия, преобразованная двигателем в механическую; Рм2 - потери в. меди обмоток ротора.

Так как сердечник ротора при работе двигателя перемагничи-вается с малой частотой p/Zs/GO=/2=5/1, то потери в стали ротора будут также малы (на энергетической диаграмме они не показаны).


Рис. 22.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя



Не вся энергия, преобразованная машиной в механическую (РгО. является полезной энергией P2dt, так как часть ее расходуется на покрытие механических потерь Pwedt от трения в подшипниках и о воздух вращающихся частей машины. Таким образом, мощность, развиваемая вращающимся ротором, Р2=Р2-\-Рмех-Из энергетической диаграммы следует, что

Рэг.-Р2 = Ри2. (22.1)

Так как мощность может быть представлена произведением момента, развиваемого машиной, на угловую частоту, то (22.1) можно придать следующий вид:

Жа,-ЖЙ2=Я;2=т2/.Г2, (22.2)

где М - электромагнитный момент, развиваемый машиной; £2], йг-

угловые частоты вращения поля статора и ротора; -число фаз ротора; - ток в фазе обмотки вращающегося ротора; гг - активное сопротивление фазы обмотки ротора.

Выражение (22.2) можно преобразовать к виду MQi-М£22= =MQi(£2,-Q2)/Qi = PaMS, откуда

Я„2=5Р,„, .. (22.3)

т. е. потери в меди обмотки ротора определяются произведением скольжения на электромагнитную мощность. 143 (22.3) получим

Ps.=P.2iS=mAr2lS, (22.4)

или после приведения параметров обмотки ротора к цепи статора

P,u==mi{l2sfr2!S. (22.5)

§ 22.2. Электромагнитный момент асинхронной машины

Момент, развиваемый машиной,

Ж = P.JQi = бОРз „/(2яя,) = jP/wWi),

где Qi==2nni/60=2nfi/p - угловая частота вращения поля статора.

Электромагнитная мощность, поступающая на ротор, Pva= - /Пгг/гв cos 42=Wi£2/2s cos 42-

Так как £2=£i = 4,44feo6K;ifiQ, получим, что

Ps«=mi4,Mk„(,iWifiOl2sCOs4f2,

=:[4,44„6j"iP™i/(2)] Ф/2 cos 42.

Обозначив 4,44feo6imipbyi/(2«) =С, где С - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных данных машины, найдем, что электромагнитный момент зависит от магнитного потока и актиВ ной составляющей тока в роторе:

-Ж-=СФ/2.С05Ф2. . (22.6)



Из энергетической диаграммы была получена Psm=Pm2/S = = mi (I2s) r/IS, тогда М=![р/ {2nh) ]m, {Г2s) W/S.

Из эквивалентной схемы асинхронной машины выражение для

тока в фазе ротора iLUilViri-]-r2lSf-\-iXi-]-X2f , где ill - напряжение, приложенное к фазе обмотки статора. Подставив это значение тока в выражение электромагнитного момента, получим

2я/1

(22.7)

В (22.7) все величины, кроме S, постоянны, поэтому оно представляет собой зависимость электромагнитного момента от скольжения (рис. 22.2). Кривая электромагнитного момента поясняется выражением (22.6). Так как при постоянстве приложенного напряжения амплитуда магнитного потока Ф остается также праквд-чески постоянной, то электромагнитный момент пропорционален активной составляющей тока в роторе: M~/2s cos W2.

Рис. 22.2. Зависимость электромагнитного момента асинхронной машины от скольжения

Гзнератвр

0 £

max

S .

Хм™,

Двигатель

Тормоз

: В фазе ротора ТОК 12=-Е2\\/rlXlsSEzir\-(SX,

cos 42=r2r\X\s rzlVrl-]- {SXzf .

При увеличении скольжения /2s повышается, а cos W2 уменьшается. При небольших скольжениях (5<5тах) угол W2 мал и cos 42 уменьшается медленно с увеличением скольжения так, что активная составляющая тока ротора и электромагнитный момент растут. При больших скольжениях (S>Smax) угол W2 становится большим и увеличение скольжения вызывает уменьшение собГг в большей степени, чем увеличение тока ротора так, что при дальнейшем увеличении скольжения происходит уменьшение активной составляющей тока ротора и электромагнитного момента машины. - Если вращающий момент асинхронного двигателя уравновешен тормозным моментом на его валу: M-Mi, то частота вращения ротора неизменна. При нарушении равновесия моментов происходит изменение частоты вращения ротора. При работе машины на восходящей ветви зависимости момента от скольжения (точка А) непрерывного изменения скорости не происходит.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0177