- •50 Конструкция и принцип действия ад
- •51 Ад при неподвижном роторе.
- •52 Замещение вращающегося ротора эквивалентным неподвижным.
- •53 Энергетическая диаграмма ад.
- •54 Векторная диаграмма ад.
- •55 Схема замещения ад.
- •56 Электромагнитный момент ад.
- •57 Механическая характеристика ад.
- •58 Устойчивость работы ад.
- •59 Рабочие характеристики ад и их расчет.
- •60 Опыты холостого хода и короткого замыкания ад.
53 Энергетическая диаграмма ад.
Процесс преобразования активной мощности в АД можно показать с помощью энергетической диаграммы 1.
Обмотка статора потребляет из сети активную мощность . Электрические потери в обмотке статора:
. (1)
Магнитные потери в статоре равны . Из статора в ротор пере-даётся активная мощность :
. (2)
Электрические потери в роторе равны:
. (3)
Магнитные потери в роторе очень малы, так как
Гц
и их не учитывают.
Полная механическая мощность:
. (4)
Часть этой мощности затрачивается на покрытие потерь механи-ческих и добавочных , возникающих при нагрузке.
Полезная механическая мощность равна:
. (5)
Добавочные потери трудно поддаются расчёту и экспериментальному определению. Они обычно составляют от подводимой мощности при номинальной нагрузке. При других нагрузках эти потери пересчитываются пропорционально квадрату тока статора.
Коэффициент полезного действия АД:
. (6)
У АД значения КПД колеблется от 0,7 до 0,95. С повышением мощности КПД увеличивается. Возрастает КПД также при увеличении частоты вращения.
В АМ первичной обмоткой является обмотка статора, вторичная – обмотка ротора.
Уравнение напряжения обмотки статора:
; (7)
.
Уравнение напряжения эквивалентного неподвижного ротора:
; (8)
.
Уравнение МДС:
. (9)
С учётом уранения
, (10)
уравнение (9) запишем в виде:
. Поделим обе части уравнения (11) на , получим уранение для токов:
; (12)
. (13)
ЭДС индуцируются в обмотках АМ основным потоком , который является потоком взаимной индукции. Он создаётся результирующей МДС . Результирующей МДС пропорционален ток , который согласно (11) можно считать составляющей тока статора :
. (14)
Ток по своей сути является током возбуждения и называется намагничивающим током.
Согласно (7) ЭДС совместно с падением напряжения в цепи обмотки статора уравновешивает приложенное напряжение . При изменении нагрузки от холостого хода до номинальной падение напряжения относительно мало и можно принять:
. (15)
Из уравнения (15) следует, что если , то поток A и соз-дающий его ток также должны оставаться постоянными. При идеальном холостом ходе (s = 0) ток .
При в обмотке ротора появляется ток , который будет стремиться изменить магнитный поток. Для сохранения магнитного потока неизменным, первичная обмотка, как это следует из (14), будет потреблять из сети кроме тока также дополнительный ток , уравновешивающий в магнитном отношении ток . Поэтому в АМ при увеличении скольжения одновременно с ростом тока будет расти ток .
Для практических расчётов можно принять, что ток равен току при реальном холостом ходе, то есть .
Намагничивающий ток в АМ относительно велик и составляет от . Это объясняется наличием воздушного зазора между статором и ротором. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше ток .
При s = 1 магнитный поток Ф равен половине его значения при холостом ходе, если .
Поток рассеяния сцеплён с обмоткой статора и индуцирует в ней ЭДС:
. (16)
Поток рассеяния сцеплён с обмоткой ротора и индуцирует в ней ЭДС:
. (17)
ЭДС пропорциональны соответствующим токам .