2. Е.Р.С. Обмотки ротора.

В процесі роботи АД його ротор обертається в сторону обертання магнітного поля статора з частотою п₂. Тому частота обертання поля статора відносно ротора дорівнює різниці

п_s = п₁ - п₂

Основний магнітний поток Ф₁, обертаючись відносно ротора з частотою п_s = п₁ - п₂, наводить в обмотці ротора е.р.с.

Е_2s = 4,44∙f₂ ∙Ф ∙W₂ ∙K_обм2

Частотою е.р.с. (струму) в обмотці ротора, який обертається пропорційно частоті обертання магнітного поля статора відносно ротора

f₂ =

f₂ =f₁∙s

частота струму пропорційна ковзанню.

Враховуючи це

Е_2s = 4,44∙f₁ ∙Ф ∙W₂ ∙K_обм2= Е₂∙S

Е₂ – е.р.с. , яка наводиться в обмотці нерухомого ротора при S=1.

Магнітний поток розсіяння ротора Ф_σ2 індукціює в ній е.р.с. розсіяння

Ė_σ2 = -jİ₂x₂∙S

х₂ – індуктивний опір обмотки нерухомого ротора.

Згідно з ІІ Законом Кірхгофа

Ė_2s + Ė_σ2 = İ₂∙r₂, або

Ė_2s -jİ₂x₂∙S - İ₂∙r₂ = 0 поділимо на S

Ė₂ - jİ₂x₂∙ - İ₂∙ = 0

• рівняння напруг для обмотки ротора, як і в трансформаторі при Ŭ₂ = 0.

3. Рівняння м.Р.С. І струмів для ад.

Основний магнітний поток Ф створюється спільною дією м.р.с. статора і

ротора

F₀ – результуюча м.р.с. двигуна, яка чисельно дорівнює м.р.с. статора в

режимі х.х.

F₀ = 0.45∙m₁∙I₀∙W₁∙K_обм1 / ∙р

М.р.с. обмоток статора і ротора на один полюс для навантаженого

двигуна

F₁ =

F₂ =

При змінах навантаження на валу двигуна змінюється струм в обмотках статора і ротора, але основний магнітний поток Ф при цьому залишається незмінним, бо напруга, підведена до двигуна

U₁ = const і майже повністю врівноважується е.р.с. Ŭ₁ ≈ -Ė₁.

Цим і пояснюється те, що незважаючи на зміну м.р.с. статора і ротора при змінах навантажень, результують, м.р.с. залишається незмінною.

İ₁ = İ₀ + (-İ₂^`)

Струм статора має дві складові – намагнічуючу І₀ ≈ const та – І₂^` - змінну складову, яка компенсує м.р.с. ротора.

Контрольні питання:

1. В чому полягає схожість трансформатора ат АД?

2. Які е.р.с. наводяться в обмотці статора і ротора?

3. Чому при зміні навантаження змінюється споживана потужність?

Тема: ВТРАТИ ТА ККД АД ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ МОМЕНТ

ТА МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ АД.

1. Складові втрат асинхронного двигуна.

В АД відбувається процес перетворення електричної енергії в механічну,

який незмінно супроводжується втратами енергії, тому корисна потужність на валу електричного двигуна Р₂ завжди менша від підведеної (споживаної) енергії Р₁ на величину втрат ΣР = Р₁ – Р₂.

Сумарні втрати перетворюються в теплову енергію, внаслідок чого електрична машина нагрівається.

Втрати в електричних машинах розділяють на основні та допоміжні. Основні страти складаються із магнітних, електромагнітних та механічних.

Магнітні втрати в АД визвані втратами на гістерезіс та вихрові струми. Величина магнітних втрат пропорційна частоті пере магнічення

Р_м ≡ f· β β = 1.3÷1.5

Якщо частота пере магнічення осердя статора дорівнює частоті струму в мережі живлення, тобто f₁ = 50 Гц, то частота пере магнічення ротора f₂ = f₁∙8 і при номінальному ковзанні (0,01 – 0,08) буде занадто малою. Тому магнітні втрати в осерді ротора практично не враховують.

Електричні втрати в АД визвані нагрівом обмоток статора і ротора, струмами, що в них протікають.

В статорі Р_э1=m₁I₁²r₁

В роторі Р_э2 =m₂I₂²r₂ = m₁(I₂^{`</sup>)<sup>2</sup> – r<sub>2</sub><sup>`}

Електричні втрати в роторі прямо пропорційні ковзанню

Р_э2 =S Р_эm

Р_эm – електромагнітна потужність АД.

Р_эm = Р₁ – (Р_m+P_e1)

Із цього робимо висновок, що робота АД є більш екологічною при малих значеннях ковзання, бо з ростом ковзання зростають електричні втрати в роторі.

У двигуні з фазним ротором мають місце також електричні втрати в щіточному контакті

Р_ещ = 3І₂ ΔU_щ= 2,2 В

Механічні втрати Р_max - це втрати на тертя в підшипниках та втрати на вентиляцію.

Величина цих втрат пропорційна квадрату частоти обертання ротора

Р_max ≡ п₂²

Додаткові втрати Р_дод = 0,005Р₁

ΣР = Р_м + Р_е1 + Р_е2 + Р_мах + Р_дод

Електричні втрати в обмотках Р_е1 та Р_е2 являються змінними, бо вони залежать від навантаження двигуна. Змінними є також і додаткові втрати.

Магнітні втрати та механічні являються постійними.

Для двигунів до 10 кВт η = 75-88%

> 10 кВт – (90÷94)%

При невеликих навантаженнях (0,7-0,8)Р_н.