Материал: Лекция 13 Физические процессы в АМ

путем и носит название электромагнитной мощности. Часть этой мощности затрачивается на покрытие электрических потерь в обмотке ротора:

pэл2 m I r .

Остальная ее часть будет поглощаться в сопротивлении rд :

Рмх Рэм рэл2 m I r s .

s

В реальном вращающемся двигателе этой мощности будет соответствовать полная механическая мощность, которая получается в результате преобразования электрической энергии в механическую. В дальнейшем полная механическая мощность реальной асинхронной машины будет определяться по численно равным ей электрическим потерям в сопротивлении rд эквивалентного неподвижного ротора. Элек-

тромагнитный момент, развиваемыймашиной,

Это равенство показывает, что электромагнитный момент может быть найден делением полной механической мощности Рмх на угло-

вую скорость ротора или делением электромагнитной мощности Рэм на угловую скорость магнитного поля.

Приведение величин цепи ротора к обмотке статора. Приве-

дение величин, как и в трансформаторах, осуществляется для удобства сопоставления величин первичной и вторичной обмоток и изображения их в одном масштабе, а также для получения более простой схемы замещения для расчета характеристик.

Суть приведения состоит в том, что реальный ротор с числом фаз m и числом витков в обмотке w заменяется ротором, у которого

число фаз, число витков в обмотке и обмоточный коэффициент приняты такими же, как и у обмотки статора, при этом мощность, потери и МДС в приведенном роторе должны сохранить те же значения, что и в реальном роторе.

Параметры приведенного ротора обозначаются теми же символами, но со штрихом.

Определим соотношения между величинами в приведенном и реальном роторах.

Так как число витков приведенного ротора равно числу витков обмотки статора w w , то его ЭДС E2 изменится пропорционально

отношению w Kоб1 и будет равна ЭДС статора:

Активное сопротивление r найдем, приравняв электрические потери в обмотках роторов:

m I r m I r .

Подставив значение тока I из (2.7), получим

r2 r2kuki .

Для сохранения неизменным угла сдвига между ЭДС и током ротора необходимо, чтобы выполнялось равенство

x2 x2kuki .

Комплексное сопротивление приведенного ротора

z r jx .

При приведении величин обмотки ротора к обмотке статора следует иметь в виду, что для двигателей с фазным ротором число фаз ротора равно числу фаз статора: m m . Для короткозамкнутых двигателей число фаз ротора равно:

m2 Z2 . 2p

Число витков в фазе w2 1; kоб2 1.

Основные уравнения и векторная диаграмма асинхронной машины. Процессы, протекающие в асинхронной машине с эквивалентным неподвижным ротором, описываются системой уравнений, подобной системе уравнений для трансформатора.

В асинхронной машине первичной обмоткой является обмотка статора. Уравнение ЭДС обмотки статора

где U – напряжение, подводимое к обмотке статора; E – ЭДС, наво-

димая в обмотке статора (2.6); z r jx – комплексное сопротивление обмотки статора, состоящее из активного сопротивления обмотки статора r и ее индуктивного сопротивления рассеяния x ; I – ток в

обмотке статора.

Уравнения напряжения эквивалентного неподвижного ротора

где z r jx – комплексное сопротивление обмотки неподвижного

ротора; z s r jx . s

Уравнение МДС

носит название намагничивающего тока.

Приложенное к обмотке статора напряжение U1 уравновешива-

ется ЭДС обмотки статора и падением напряжения в сопротивлениях обмотки. При изменении нагрузки от холостого хода до номинальной падение напряжения в сопротивлениях обмотки относительно мало и поэтому можно принять:

U E . f w Kоб ,

откуда следует, что если U const , то поток и создающий его ток I практически также должны оставаться постоянными.

При идеальном холостом ходе ( s ) ток I и I I . При s

в обмотке ротора появляется ток I , который будет стремиться изменить магнитный поток. Для сохранения магнитного потока неизменным первичная обмотка будет потреблять из сети кроме тока I также дополнительный ток I , уравновешивающий в магнитном отноше-

нии ток I . Поэтому в асинхронной машине при увеличении сколь-

жения одновременно с ростом тока I будет расти ток I .

Для практических расчетов можно принять, что ток I0 равен то-

ку при реальном холостом ходе машины, когда отсутствует тормозной момент на валу (s ).

Намагничивающий ток в асинхронной машине относительно большой и составляет 20 – 50 % номинального тока статора. Большое значение намагничивающего тока объясняется наличием воздушного зазора между статором и ротором, требующим для создания магнитного потока значительной МДС Для снижения намагничивающего тока воздушный зазор следует уменьшать.

При больших скольжениях, когда токи будут значительно превышать свои номинальные значения, падением напряжения пренебрегать нельзя.

Поэтому при U const с ростом тока ЭДС E поток и ток

I будут уменьшаться. При s поток примерно равен половине его значения при холостом ходе

Поэтому при U const с ростом тока ЭДС E поток и ток

I будут уменьшаться.

При s поток примерно равен половине его значения при холостом ходе.