Главная Машины переменного тока



яяющиеся при изменении нагрузки двигателя (потери в меди обмоток и добавочные потери).

Повышение коэффициента мощности асинхронных двигателей. Основной недостаток асинхронных двигателей - низкий коэффициент мощности cos ср. Для повышения cos ф применяют следующие меры: 1. Выбирают мощность двигателя в строгом соответствии с нагрузкой, так как работа двигателя при недогрузке влечет за собой низкий cos ф двигателя. 2. Параллельно двигателю или группе двигателей включают статические конденсаторы, которые своей емкостью компенсируют сдвиг фаз, обусловленный двигателями, потребляющими реактивный ток длявозбуждения магнитного поля. 3. В случаях, когда асинхронный двигатель по условиям производственного процесса длительно работает с нагрузкой меньше 50% номинальной мощности и имеет обмотку статора, допускающую переключение с треугольника на звезду, то при малых нагрузках обмотку статора двигателя, соединяемую при нормальной нагрузке треугольником, переключают в звезду. При этом фазное напряжение понижается вУЗ раз, вследствие чего малнитиый поток уменьшается тоже примерно в УЗ раз, что уменьшает реактивный намагничивающий ток и потери в стали, повышает cos ф и к. п. д. двигателя. •

Глава 23

круговая диаграмма асинхронной машины

§ 23.1. Обоснование и построение круговой диаграммы

Обоснование круговой диаграммы. Характеристики асинхронного двигателя, определяющие его работу (пусковые, рабочие и регулировочные), могут быть определены путем непосредственной нагрузки машины. Однако этот метод требует, громоздкой аппаратуры, вызывает затрату электрической энергии, отнимает много времени и не обеспечивает высокой точности. Все эти характеристики могут быть определены (косвенным методом) с помощью круговой диаграммы, для построения которой нужно произвести только два опыта - х. х. и к. з. - и измерить активное сопротивление обмотки статора. При этом следует иметь в виду, что круговую диаграмму строят лишь для ненасыщенных двигателей с постоянными параметрами и синусоидальным изменением переменных величин (напряжения, тока, н. с. и др.). К таким двигателям близки двигатели нормального исполнения, но для двигателей специального исполнения, например глубокопазных и с двойной беличьей клеткой на роторе, имеющих переменные параметры, может быть построено геометрическое место концов вектора тока статора, значительно отличающееся от окружности.

Из упрощенной эквивалентной схемы, изображенной на рис.



21.3, б, можно записать выражение для приведенного тока ротора.

1 + и г

Усчч-4/5)2 +№ + х;)2 1 + 2

- sin «р.

(23.1)



Рис. 23.1. Круговые диаграммы для приведенного тока ротора (а) и асинхронного двигателя (б) и определение токов статора и ротора из круговой диаграммы (в)

Это выражение является уравнением окружности в полярных координатах, и, следовательно, геометрическим местом концов вектора приведенного тока ротора является окружность с диаметром, равным t/i/(Xi+X2) (рис. 23.1, а).

Упрощенная эквивалентная схема асинхронной мащины дает возможность упростить обоснование и построение круговой диаграммы, не лишая ее необходимой точности. Упрощение состоит в том, что намагничивающий контур выносят на внешние зажимы с,неизменным напряжением f/i. При этом мы получаем два контура - основной и намагничивающий, включенные каждый в сеть с неизменным напряжением и работающие независимо один от другого. Ошибка, которую мы допускаем при этой упрощении, оказывается ничтожно малой.

Уравнение равновесия н. с. статора и ротора имеет следу-

ющий вид: /i = /o-

При включении намагничивающего контура в сеть с неизменным напряжением Ui его параметры го и Хо и ток h остаются неизменными при неиз--менном фазном сдвиге фо. Поэтому геометрическим местом концов вектора тока статора будет та же окружность, что и для тока ротора.

Построение круговой диаграммы. Для построения круговой диаграммы асинхронного двигателя необходимо определить две точки



Ро = Яс + "1/1 + Л.ех+Л. (23.2)

"(Л и я на рис. 23.1, б). Для этого нужно произвести опыты х. х. и к. 3.

OnbfT x. x. производят при номинальных напряжении Ui и частоте /.1- Ток X. X. /о отстает от напряжения, сети Ui «а угол сро. Потребляемая двигателем мощность Ро расходуется на покрытие потерь в стали Рс, в обмотке статора miVri, механических Рмех и добавочных Рд:

Тогда

cosoPolimifdLi). (23.3)

Зная /о и созфо, можно определить на круговой диаграмме точку А.

Опыт к. 3. производят при заторможенном роторе и пониженном напряжении [/к, подводимом к обмотке статора, которое обычно составляет 15-=-257о номинального значения. Измеренные при опыте к. 3. ток /к и мощность Рк пересчитываются на номинальное напряжение. Если параметры к. з. (гк и Хк) можно считать постоянными, то ток, мощность и созфк определяются следующими соотношениями: .

/к.ном = /l = /к/ном/к; Р...ои = Р. (ном/к); COS <р„ = PJ{mPJ).

(23.4)

Зная /к.ном и cos фк, можно построить точку к, лежащую на окружности токов.

Для построения окружности токов соединяем точки А к К прямой линией (ток -/г) и из ее середины восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с прямой АВ, проведенной из точки А параллельно оси абсцисс. Полученная гщяш образом точка Ог является центром окружности токов. *

Выбрав произвольно точку С на окружности токов (рис. 23.1, е) и соединив ее с точками О и Д определим значение токов 1\ и -/г.

§ 23.2. Определение рабочих характеристик асинхронного двигателя по его круговой диаграмме

Для определения характеристик асинхронного двигателя построим круговую диаграмму (рис. 23.2). Коэффициент мощности двигателя cos ф для любого значения тока определим, отложив на оси ординат отрезок Of длиной 10 линейных единиц и построив на нем, как на диаметре, полуокружность. Продолжив вектор ОС до пересечения с этой полуокружностью в точке h и измерив Ш (лин. ед.), получим cos ф=0/г/0т=0/г/10.

Подведенная к двигателю мощность Pi = 3i7i/i созф1 при неизменном напряжении сети Ui пропорциональна активной составляющей тока статора Pi /1С03ф1=/а1. На круговой диаграмме 1а\



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


0.0144