Главная Машины переменного тока



Следовательно, для одной фазы статора уравнение равновесия э. д. с. будет

f7i=-A + Vi + y/oi.

(20.2)

Соответствующая этому уравнению эквивалентная схема изображена на рис. 20.1, а, а векторная диаграмма асинхронного двигателя- на рис. 20.1, б, которые подобны эквивалентной схеме и векторной диаграмме трансформатора при х. х.


Рис. 20.1. Эквивалентная схема {а) и векторная диа-.

грамма (б) асинхронной машины при х. х. . .

Ток X. X. /о имеет реактивную или намагничивающую составляющую /д, потребляемую для возбуждения магнитного поля, и активную составляющую h, необходимую для покрытия потерь в-стали статора и ротора, а также в обмотке статора. Так как асинхронный двигатель имеет воздушный зазор между статором и ротором, то его ток X. X. /о всегда значительно больше, чем у трансформатора той же мощности, где магнитный поток замыкается в основном через сталь. Поэтому если у трансформатора средней мощности ток X. X. составляет 5-10%, то у асинхронного двигателя такой же мощности он составит 20-35% номинального значения. Индуктивное Xi и активное Ti сопротивления асинхронного двигателя также относительно больше и, следовательно, падения напряжения hri и /оХь малые при х. х. трансформатора, в асинхронных двигателях достигают нескольких процентов номинального напряжения. Но все же и здесь основной магнитный поток Фтах и соответственно э. д. с. £1 имеют основное значение, а поэтому приближенно можно считать £1X Ui.

§ 20.2. Короткое замыкание асинхронной машины

При заторможенном роторе и короткозамкнутой его обмотке асинхронный двигатель подобен короткозамкнутому трансформатору стой лишь разницей, что ток к. з. /к.з двигателя превышает номи-



иальный ток /ном в 4-н7 раз, тогда как в трансформаторе /к.з= = (12-f-I8)/noM- Однако двигатель, так же как и трансформатор, нельзя длительно оставлять под полным напряжением при к. з. во избежание чрезмерного нагрева. Поэтому для определения параметров к. 3. производят опыт к. 3.: к двигателю подводят такое пониженное напряжение, при котором /к.з=/ном.

Так как между асинхронным двигателем и трансформатором при к. 3. существует полное подобие, то эквивалентная схема и векторная диаграмма- асинхронного двигателя не имеют принципиаль-«ого отличия от эквивалентной схемы и векторной диаграммы трансформатора. Однако условия приведения ротора к цепи статора асинхронной машины сложнее, чем в трансформаторе, так как .ротор конструктивно может сильно отличаться от статора. Под приведенной обмоткой ротора подразумевают такую обмотку, которая «меет те же числа фаз и витков в фазе и то же расположение обмотки, что и обмотка статора.

При опыте к. 3. асинхронного двигателя приложенное напряжение значительно меньше номинального, а токи, возникающие в обмотке ротора, создают вращающееся магнитное поле, направленное встречно магнитному полю статора. Поэтому основной магнитный поток Ф мал и и. с. Fo=tniko6iwlo (и соответственно током /о), возбуждающей, этот магнитный поток, можно пренебречь. Тогда шз условия равновесия и. с. статора и ротора получим

где mi и т2 - числа фаз; /i и h - токи в фазах статора и ротора соответственно.

Коэффициент трансформации токов

ki = l2lh=miKail{"2K62W2). - (20.3)

Приведенный ток ротора l2=h = hlki-

При определении приведенного значения активного сопротивления фазы обмотки ротора будем исходить из того, что потери в обмотке ротора должны остаться неизменными: m2lr2 - mi(l2)r2, откуда

Г2 = Г2-=Г2

2

«1 (/2)2 «1

«206221/

= /"2

Л1Г2Кк1=Г2к (20.4)

0622 П2об2И2

где k=keki - коэффициент трансформации асинхронного двигателя.

При определении приведенного значения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора будем исходить из того, что фазный угол между э. д. с. и током в роторе должен остаться неизменным: t.g 42=2/г2=Х27Г2, откуда

X2 = r2X2ir2kkiX2 = kX2. (20.5)



Сеть источника

энергии

По аналогии с трансформаторами параметры к. з. асинхронной машины (активное и индуктивное сопротивление) будут

Гк=Г1 + Г2; „ = 1 + 2, (20.6)

гдетк и Хк - активное и индуктивное сопротивление к. з. фазы двигателя.

Мощность, потребляемая двигателем при к. з., практически расходуется на покрытие потерь в обмотках статора и ротора:

P=mj\r-m2l1r2rnj\r-\-mi [Ifrzmllr. (20.7)

Следзет иметь в виду, что в отличие от трансформаторов параметры к. 3. асинхронной машины Ги и .к не всегда постоянны.

§ 20.3. Индукционный регулятор

Индукционный регулятор представляет собой асинхронную машину с заторможенным ротором, регулирующим напряжение в широких пределах. В роторе регулятора помещается фазная обмоТ" ка. Напряжение регулируется поворотом ротора, приводящим к изменению сдвига фаз между э. д. с, созданными вращающимся магнитным полем в фазах обмоток статора и ротора. Для поворота и торможения ротора служит червячная передача с самоторможением (в такой передаче тангенс угла наклона винтовой Статпр- линии червяка меньше коэффициента трения).

Схема трехфазного индукционного регулятора показана на рис. 20.2. Обмотки статора началами фаз подключены к трем проводам сети источника энергии с напряжением t/i. К той же сети через

скользящие контакты щеток и колец подключена трехфазная обмотка ротора, соединенная звездой. Обмотки статора концами фаз соединены с сетью приемника энергии, напряжение которой 112 может изменяться в широких пределах с помощью индукционного регулятора.

Возможна схема регулятора, при которой обмотки статора соединены звездой (или треугольником), а обмотки ротора включены между сетями источника и приемника энергии. Недостаток такой схемы - наличие двух комплектов контактных колец. Для устранения скользящих контактов обмотки ротора соединяют гибкими проводниками с сетями приемника и источника энергии, а на роторе ставят ограничитель, не позволяющий повернуть ротор на 360°.

Действие регулятора поясняет векторная диаграмма (рис. 20.3), построенная для одной фазы регулятора. При включении регулято-

I- b

Щетки и /кольца

Ротор

Сеть приемника

энергии

Рис. 20.2. Схема трехфазного индукционного регулятора



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


0.0083