Вопрос № 14 Режимы работы асинхронных машин

Двигательный режим (0 <; s < 1).

Асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность: Р1=m1*U1*I1*cos f1

a ) Двигатель б) Генератор в) Противовключение

В зависимости от частоты вращения и направления вращения ротора по отношению к полю различают четыре режима работы асинхронных машин.

К огда 0<_P<_C имеет место двигательный режим, при _С<_Р<∞ - генераторный режим. В этом режиме ротор вращается в ту же сторону, что и поле, но с большей частотой вращения. В тормозном режиме ротор асинхронной машины вращается в сторону, противоположную вращению поля. Когда асинхронная машина эксплуатируется при неподвижном роторе (_P=0), имеет место трансформаторный режим работы асинхронной машины.

Режимы работы асинхронной машины в функции скольжения. В двигательном режиме при 0<s<1 асинхронная машина преобразует электрическую энергию в механическую. В генераторном режиме, когда 0>s>-∞, ротор АМ вращается в сторону вращения поля с частотой, большей синхронной. При этом механическая энергия преобразуется в электрическую. В тормозном режиме механическая и электрическая энергия преобразуется в тепло. Этот режим как правило может быть кратковременным и используется для быстрого останова. Трансформаторный режим, когда S=1 используется для регулирования амплитуды и фазы напряжения.

Реактивная мощность расходуется на создание основного магнитного поля машины.

Рис. 24-10. Диа­грамма преобразо­вания реактивной мощности в асин­хронной машине

Асинхронный генератор также потребляет из сети реактивную мощность и индуктивный ток. Поэтому асинхронный генератор может работать только на сеть, к которой приключены такие электрические машины и устройства (например, синхронные генераторы или компенсаторы, конденса­торы), которые могут являться источниками реактивной мощности потребляемой асинхронным генератором для создания в нем магнит­ного поля или магнитного потока. Потребление асинхронными генераторами реактивной мощности является весьма существенным недостатком, вследствие чего эти генераторы при­меняются только в очень редких случаях.

Режим противовключения (1 <S<oo). В этом режиме ротор приключенный к сети асинхронной машины вращается за счет подво­димой из вне к ротору механической энергии против вращения поля, вследствие чего скорость вращения ротора n<0, согласно выра­жению, s> 1. На практике в этом режиме обычно 1 <s<2.

Поскольку как в двигательном, так и в режиме противовключе­ния s > 0, то в соответствии с выражением активные и реак­тивные составляющие вторичного тока имеют в режиме противо­включения такие же знаки, как и в двигательном. Это означает, что и в режиме противовключения машина потребляет из сети ак­тивную мощность и развивает положительный вращающий момент действующий в сторону вращения поля. Но, поскольку ротор вра­щается в обратном направлении, на него этот момент действует тор­мозящим образом. В режиме противовключения машина потребляет также меха­ническую мощность с вала или с ротора, поскольку внешний вра­щающий момент действует в сторону вращения ротора. Как мощ­ность, потребляемая из сети, так и мощность, потребляемая с вала, расходуются на потери в машине. Полезной мощности машина поэтому не развивает, а в отношении нагрева рассматриваемы режим является тяжелым,

Режим противовключения на практике используется для тормо­жения и остановки асинхронных двигателей и приводимых ими в движение производственных механизмов. Например, в ряде слу­чаев, при необходимости быстрой остановки двигателя, путем пе­реключения двух питающих проводов трехфазного двигателя из­меняют чередование фаз и направление вращения поля, а ротор в течение некоторого времени вращается при этом по инерции в прежнем направлении, т. е. теперь уже против поля

Режим короткого замыкания. Режимом короткого замыкания асинхронной машины называется ее режим при s — 1, т. е. при не­подвижном роторе. Этот режим соответствует начальному моменту пуска асинхронного двигателя из неподвижного состояния. Сопро­тивление асинхронной машины относительно ее первичных зажи­мов при s = 1 называется сопротивлением короткого замыкания