- •2.1. Устройство и принцип действия
- •2.1.1. Принцип действия асинхронной машины
- •2.2. Рабочий процесс трехфазной асинхронной машины
- •2.2.2. Частота вращения мдс ротора
- •2.2.3. Приведение рабочего процесса асинхронной машины при вращающемся роторе к рабочему режиму трансформатора
- •2.2.4. Приведение обмотки ротора к обмотке статора
- •2.2.5. Векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •2.3. Электромагнитный момент асинхронной машины
- •2.3.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. Вывод выражения электромагнитного момента асинхронной машины
- •2.3.2. Максимальное значение электромагнитного момента
- •2.3.3. Начальный пусковой момент
- •2.3.4. Относительное значение электромагнитного момента
- •2.3.5. Зависимость электромагнитного момента асинхронного
- •2.4. Круговая диаграмма асинхронной машины
- •2.4.1. Общие замечания
- •2.4.2. Обоснование круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.3. Характерные точки круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.4. Определение величин, характеризующих работу
- •2.4.5. Построение круговой диаграммы по данным опытов
- •2.4.6. Оценка точности круговой диаграммы
- •2.5. Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей
- •2.5.2. Прямой пуск
- •2.5.3. Реакторный пуск
- •2.5.4. Автотрансформаторный пуск асинхронных двигателей
- •2.5.5. Пуск переключением со звезды на треугольник (у – д)
- •2.5.6. Реостатный пуск ад с фазным
- •2.6. Асинхронные двигатели с вытеснением тока в обмотке
- •2.6.1. Глубокопазный асинхронный двигатель
- •2.6.2. Двухклеточный асинхронный двигатель
- •2.6.3. Другие разновидности ад с вытеснением тока
- •2.7. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.1. Общие замечания
- •2.7.2. Частотное регулирование
- •2.7.3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.5. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.8. Особые режимы работы и виды асинхронных машин
- •2.8.1. Асинхронный генератор
- •2.8.2. Режим противовключения (электромагнитного тормоза)
- •2.8.3. Индукционный регулятор. Фазорегулятор
- •2.8.4. Работа ад при неноминальных условиях
2.2.3. Приведение рабочего процесса асинхронной машины при вращающемся роторе к рабочему режиму трансформатора
В АМ с вращающимся ротором происходит преобразование электрической энергии в механическую или наоборот. При этом частота ЭДС и токов статора и ротора неодинаковы. Это вызывает затруднения при анализе работы АМ. Например, оказывается невозможным изображать электрические величины статора и ротора в виде векторов на совмещенной временной векторной диаграмме. Для устранения этого удобно АМ с вращающимся ротором привести к АМ с неподвижным ротором, работающей как трансформатор.
Уравнение напряжения вращающегося ротора
(2.1)
Схема замещения и векторная диаграмма цепи ротора будет иметь вид (рис. 2.3).
При этом
; .
Угол между током и ЭДС
Если уравнение (2.1) разделить на s, то получим
(2.2)
Или ,
где .
Схема замещения и векторная диаграмма роторной цепи соответствующая последнему уравнению примут вид (рис. 2.4).
Здесь ;;– сдвиг по фазе тока ротора относительно ЭДС, т. е. остался прежним.
В результате деления уравнения (2.1) на s, оно изменяет не только свой вид, но и приобретает другой физический смысл. Теперь в цепи ротора вместо ЭДС с частотойдействует ЭДСЕ2 с частотой f1. Вместо индукторного сопротивления , в цепи действует индуктивное сопротивление неподвижного ротора. Что касается тока ротора, то он не изменяется по величине и фазе, изменяется лишь его частота сна. Не изменяется так же величина и фаза первичного тока. Остаются прежними электрические потери в роторе и статоре, следовательно, не изменяется потребляемая машиной электрическая энергия или отдаваемая машиной в сеть электрическая энергия. Механическая мощность, развиваемая на валу вращающегося ротора равна электрической мощности, выделяемой на добавочном сопротивлениив цепи неподвижного ротора.
Это позволяет анализировать вращающуюся машину, заменив ее неподвижной, с указанным выше воображаемым сопротивлением в цепи ротора. В этом случае АМ становится аналогичной трансформатору, работающему на чисто активную нагрузку.
Этот вывод справедлив для любого режима машины. В двигательном режиме сопротивление положительно и электрическая энергия, выделяемая на этом сопротивлении, будет также положительна. В режиме двигателя АМ потребляет электрическую энергию и преобразует ее в механическую.
В режимах генератора и тормоза сопротивление – отрицательно. Направление преобразования энергии изменяется на обратное. Машина преобразует механическую мощность в электрическую.
2.2.4. Приведение обмотки ротора к обмотке статора
Для удобства анализа работы АМ целесообразно обмотку ротора привести к обмотке статора. Операция приведения сводится к замене реальной обмотки ротора приведенной обмоткой, имеющей такое же число фаз, число витков, пазов на полюс и фазу, что и обмотка статора.
ЭДС приведенной обмотки ротора определяется из соотношения
,,,,,,,,
Следовательно, приведенный вторичный ток можно получить, из уравнения МДС
,
,
или ,
где ,ki – коэффициент приведения по току.
Приведенное активное сопротивление вторичной обмотки получим из равенства электрических потерь, откуда
.
Приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора определяется из соотношения , откуда.
Приведенное полное сопротивление обмотки ротора будет
.