Главная Машины переменного тока



pa в сеть трехфазная обмотка ротора создает вращающееся магнитное поле, которое индуктирует э. д. с. в фазах обмоток статора (£i) и ротора (Е2). Если пренебречь падением напряжения в активном и индуктивном сопротивлениях обмотки ротора, то для фазных значений приложенного напряжения Ui и э. д. с. ротора можно записать, что tfi~-Ё2 (справедливо для любого положения ротора). Таким образом, вектор з. д. с. Ё2 равен и противоположен вектору С\ при любом положении ротора в пространстве.


i / / / /

Рис. 20.3. Векторная диаграмма для одной фазы индукционного регулятора

Для удобства построения диаграммы будем считать, что з. д. с. фазы статора меньше з. д. с. фазы ротора: £t<£2. Если ротор занимает такое положение, при котором оси катушек статора и ротора совпадают, то и э. д. с, индуктируемые вращающимся магнитным полем в обмотках статора и ротора, также совпадают по фазё т. е. вектор Ei совпадает с вектором Ё2 и направлен противоположно вектору Oi.

Если повернуть ротор на какой-либо угол по направлению вращения магнитного поля { + а\), то силовые линии вращающегося поля пересекают витки катушек статора раньше, чем витки катушек рртора. Тогда з. д. с. статора опережает по фазе э. д. с. ротора, т. е. вектор э. д. с. статора Ё\, неизменный по величине, окажется повернутым на угол +ai относительно неизменного вектора £2=-равного вектору €\ с обратным знаком. При повороте ротора против поля (-ai) 3. д. с. статора будет отставать по фазе от з. д. с. ротора и на диаграмме вектор Ei" повернут на угол -ai в сторону отставания относительно вектора Ё2- Изменяя угол поворота ротора, мы будем менять угол между векторами фазных з-. д. с. статора и ротора, и если непрерывно поворачивать "ротор, то вектор з. д. с. статора будет изменять свое положение так, что конец этого~ вектора опишет окружность радиусом Ei из точки А, являющейся концом вектора JJi.

Напряжение U2 зависит не только от приложенного напряжения Ui, но также и от э. д. с. статора Е\, так что оно определится как



геометрическая сумма Ui и Ei, т. е. ?72=Z7i+£i. Численное значение напряжения Lf2 = VLfj-\-El - 2UiEi cosa .

При повороте ротора от О до 180° может быть получено любое напряжение на выходе в пределах от f/2min=f/i-Ei (при а=0) до

i/2max = f/l+I (при а=180°).

Если выполнить регулятор с коэффициентом трансформации равным единице, т. е. Ei=E2=Ui, то L2min=0 и f/2max=2t/i и, следовательно, такой регулятор дает возможность регулировать напряжение на выходе в пределах от нуля до двойного напряжения сети.

Возможность равномерного изменения напряжения "в широких пределах - очень ценное свойство, благодаря которому этот регулятор широко применяют. Однако регулятор обладает рядом недостатков, которые выражаются в следующем:

1) регулируемое напряжение U2 изменяется не только по величине, но и по фазе, что не позволяет включать этот регулятор параллельно с каким-либо другим регулятором;

2) на валу регулятора создаются большие вращающие моменты," вызывающие необходимость в громоздкой механической передаче с самоторможением;

3) обмотки регулятора имеют большие индуктивные сопротивления, которые приводят к значительному изменению напряжения, при колебаниях нагрузки;

4) за счет наличия воздушного зазора между статором и ротором в регуляторе, так же как и в любой асинхронной машине, оказывается большим реактивный намагничивающий ток и регулятор имеет низкий cos ф.

Первые два недостатка"-изменение фазы напряжения и механические силы на валу регулятора - в устройствах большой мощности устраняются сдвоенными регуляторами, векторы э. д. с. ста-торных обмоток которых поворачиваются в противоположных направлениях при повороте ротора.

Следует иметь в виду, что регулятор используют при автотрансформаторной схеме и, следовательно, его регулируемая или выходная мощность Р, отдаваемая приемникам энергии, не равна номинальной или габаритной мощности Рцом- Между этими мощностями так же, как в автотрансформаторе, имеет место следующее соотношение: Pkom=PU-U\I{Ui+Ei)] или P = Phom{Ui+Ei)IUi.

Глава 21

РАБОТА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ ПРИ ВРАЩАЮЩЕМСЯ РОТОРЕ

§ 21.1. Скольжение, частота тока, ток и э. д. с. обмотки вращающегося ротора

При рассмотрении принципа действия асинхронного двигателя было отмечено, что частота вращения ротора меньше частоты поля статора (n2<ni), т. е. поле статора перемещается относительно ротора с частотой ns = «i-«2-



Степень отставания ротора от вращающегося магнитного поля статора характеризуется скольжением S, представляющим собой разность между щ и «2, выраженную в относительных единицах или процентах, относительно частоты вращающегося магнитного поля статора:

пг - щ

или 5=

«1

П1 - П2

«1

100%,

откуда ns=Sni = ni-«а; «2=ni-««= (1-S)tti = 60/i(1-S)/p.

В современных машинах скольжение мало и при номинальной нагрузке составляет 0,03-f-0,05 (3-5%). В некоторых машинах оно может достигать значений 0,12-=-0,15 (12--15%) при номинальной нагрузке. При неподвижном роторе частота тока в роторе равна частоте тока сети /i и каждая фаза-обмотки ротора обладает активным и реактивным сопротивлениями Г2 и Х2, так что ток в фазе замкнутой накоротко обмотке неподвижного ротора


Рис. 21.1. Эквивалентная схема фазы обмотки неподвижного (а) и вращающегося (б) ротора

/2=E2lVrl-\-xl . (21.1)

При вращении ротора частота тока в роторе f2 меньше частоты тока сети. Так как за один оборот магнитного поля относительно ротора э. д. с, индуктируемая в роторе, претерпевает р периодов изменения, где р - число пар полюсов, а магнитное поле относительно ротора вращается с частотой tis, то частота э. д. с. и тока в обмотке вращающегося ротора /2=pns/60=Spn]/60=S/i. Э. д. с. пропорциональна частоте, и, следовательно, в фазе обмотки вращающегося ротора будет создана э. д. с. E2s=hE2lh=E2. Индуктивное сопротивление фазы обмотки вращающегося ротора также пропорционально частоте: X2s=SX2. Активное сопротивление обмотки ротора не зависит от частоты (пренебрегая поверхностным эффектом): Г2 = const.

Таким образом, ток в фазе замкнутой накоротко обмотки вращающегося ротора

l2s=E2slVr\XlsSE2lVrl{SX2f,

или l2s = F2lV{r2lSf-i-XL

(21.2)

Таким образом, ток в роторе зависит от скольжения, и если скольжение уменьшается, то ток в роторе также уменьшается, так как уменьшается э. д. с. в обмотке ротора.



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


0.0112