ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 210
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
или
Векторная диаграмма асинхронного двигателя при разомкнутом роторе дана на рис. 9.4.
В асинхронном двигателе, ввиду наличия между статором и ротором воздушного зазора, намагничивающий ток I0 больше, чем в трансформаторе, и составляет у двигателей малой мощности 35— 50%, а у двигателей средней и большой мощности — 20-35% номинального тока. Сопротивления r1 и x1 у двигателей также больше, чем у трансформаторов. Поэтому э. д. с. ES1и Ea1асинхронных двигателей составляют 2 — 8% от напряжения U1 и пренебрегать ими нельзя.
Ток I0 имеет две составляющие: индуктивную (намагничивающую) I0 p, отстающую от U1на 90°, и активную Ioa совпадающую с U1 по фазе.
§ 9.4. Электродвижущие силы и токи в обмотках статора и ротора при коротком замыкании машины
Если ротор асинхронного двигателя заторможен и замкнут накоротко, то в асинхронной машине имеют место явления, подобные явлениям режима короткого замыкания трансформатора (см. § 9-1). Когда обмотка ротора замкнута на сопротивление, по ней течет ток I2.
Так же, как в трансформаторе, от совместного намагничивающего действия первичной и вторичной обмоток в двигателе установится такой поток Ф, который наведет в обмотке статора э. д. с, соответствующую приложенному первичному напряжению. При этом геометрическая сумма м. д. с. первичной и вторичной обмоток F1и F2равняется по величине м. д. с. при холостой работе
При определении м.д.с. асинхронного двигателя, в отличие от трансформатора, надо иметь в виду, что число фаз
m1в статоре и m2 в роторе может быть различным; кроме того, необходимо учесть обмоточные коэффициенты k1и k2. Тогда уравнение м. д. с. примет вид
Если разделить обе части полученного уравнения на m1
k1 то
При разомкнутом роторе I2=0, и ток в обмотке статора является намагничивающим током, т. е. I1=I0.
При замыкании обмотки ротора накоротко, в случае заторможенного двигателя, можно подвести к первичной (статорной) обмотке пониженное напряжение, чтобы ток в статоре был равен своему номинальному значению. В этом случае ток в роторе будет близок к своему номинальному значению, а намагничивающим током I0 можно будет пренебречь. Тогда из (9.6) получим
откуда можно найти отношение токов, не обращая внимания на знак минус (см. гл. VII)
где kl— коэффициент трансформации токов.
Отсюда видно, что приведенный ток ротора
При приведении активного и индуктивного сопротивлений r2 и x2 к обмотке статора исходят из того, что потери в меди приведенной и фактической обмоток ротора должны быть равны: m2I’22 r2 =m1(I’2)2 r’2, а угол сдвига фаз между Е2и током I2 должен остаться неизменным.
Решая уравнение потерь в меди относительно r’2получаем
Коэффициент k=kekiявляется коэффициентом трансформации асинхронного двигателя
Угол сдвига фаз при приведении должен оставаться неизменным, и поэтому можно написать
откуда
Отсюда следует, что приведенные значения r’ и x’ прямо пропорциональны коэффициенту трансформации k асинхронного двигателя.
Так же, как и у трансформаторов, сопротивления rK.3=ri+r2' и хк.а=х1+x2'называют активным и индуктивным сопротивлениями короткого замыкания или параметрами короткого замыкания асинхронной машины.
Векторная диаграмма двигателя при коротком замыкании подобна векторной диаграмме трансформатора (см. рис. 8.10). В опыте короткого замыкания обычно напряжение UK.3=(0,15-=-0,25) Ua.
§ 9.5. Электродвижущие силы и токи в обмотках статора и ротора при
вращающемся роторе.
При вращении ротора э. д. с. и токи в роторе будут изменяться в зависимости от величины скольжения. В неподвижном роторе э. д. с.
Во вращающемся роторе э. д. с
или
Частота тока в роторе уменьшается по мере роста скорости вращения ротора, так как f2=f2(n1-n2)/n2,и э. д. с, наводимая в обмотке ротора при холостом ходе, может быть весьма мала, всего (0,03÷0,05) Ez.
Т
ок в роторе двигателя так же, как и ток обмотки статора, создает магнитный поток рассеяния, замыкающийся вокруг витков обмотки ротора. Этот поток наводит в обмотке ротора реактивную э. д. с.
Реактивное сопротивление обмотки вращающегося ротора
По закону Ома ток в неподвижном роторе
Соответственно во вращающемся роторе
или
Ток обмотки ротора I2 создает магнитный поток Ф2, который вращается относительно ротора со скоростью п'1= п1—п2.
Скорость вращения самого ротора равна п2, тогда скорость вращения поля ротора в пространстве, т. е. относительно неподвижного ротора,
ппр =п'2 + п2 = п1 - п
2 + п2=п1
Таким образом, поле ротора вращается в пространстве с той же скоростью и в ту же сторону, что и поле статора, и образует с ним общее результирующее поле. Благодаря этому, независимо от скорости вращения ротора, м. д. с. статора и ротора геометрически складываются, образуя полезный магнитный поток, т. е.
где м.д.с. статора при холостом ходе.
Аналогично трансформатору с помощью приведенных величин Е'2, I'2, r'2и x'2 для асинхронного двигателя можно построить векторную диаграмму (рис. 9.5, а) и схему замещения (рис. 9.5, б). Эта схема не вполне аналогична схеме замещения трансформатора, изображенной на рис. 8.8. Нетрудно видеть, что на этом рисунке r'2=const, в то время как приведенное активное сопротивление обмотки ротора r'2 делится на переменную величину s, следовательно, и r2 /s будет переменной величиной. Чтобы схема замещения стала вполне аналогичной схеме замещения трансформатора, произведем
несложное преобразование. Заменим величину r’2/s суммой двух величин
Рис. 9.5. Векторная диаграмма и схема замещения асинхронного двигателя
Тогда схема замещения будет соответствовать схеме замещения трансформатора, вторичная обмотка которого нагружена на сопротивление r’2(1-s/s) (рис.,9.5, в); r’2является постоянным по величине активным сопротивлением обмотки ротора Величина
Векторная диаграмма асинхронного двигателя при разомкнутом роторе дана на рис. 9.4.
В асинхронном двигателе, ввиду наличия между статором и ротором воздушного зазора, намагничивающий ток I0 больше, чем в трансформаторе, и составляет у двигателей малой мощности 35— 50%, а у двигателей средней и большой мощности — 20-35% номинального тока. Сопротивления r1 и x1 у двигателей также больше, чем у трансформаторов. Поэтому э. д. с. ES1и Ea1асинхронных двигателей составляют 2 — 8% от напряжения U1 и пренебрегать ими нельзя.
Ток I0 имеет две составляющие: индуктивную (намагничивающую) I0 p, отстающую от U1на 90°, и активную Ioa совпадающую с U1 по фазе.
§ 9.4. Электродвижущие силы и токи в обмотках статора и ротора при коротком замыкании машины
Если ротор асинхронного двигателя заторможен и замкнут накоротко, то в асинхронной машине имеют место явления, подобные явлениям режима короткого замыкания трансформатора (см. § 9-1). Когда обмотка ротора замкнута на сопротивление, по ней течет ток I2.
Так же, как в трансформаторе, от совместного намагничивающего действия первичной и вторичной обмоток в двигателе установится такой поток Ф, который наведет в обмотке статора э. д. с, соответствующую приложенному первичному напряжению. При этом геометрическая сумма м. д. с. первичной и вторичной обмоток F1и F2равняется по величине м. д. с. при холостой работе
При определении м.д.с. асинхронного двигателя, в отличие от трансформатора, надо иметь в виду, что число фаз
m1в статоре и m2 в роторе может быть различным; кроме того, необходимо учесть обмоточные коэффициенты k1и k2. Тогда уравнение м. д. с. примет вид
Если разделить обе части полученного уравнения на m1
k1 то При разомкнутом роторе I2=0, и ток в обмотке статора является намагничивающим током, т. е. I1=I0.
При замыкании обмотки ротора накоротко, в случае заторможенного двигателя, можно подвести к первичной (статорной) обмотке пониженное напряжение, чтобы ток в статоре был равен своему номинальному значению. В этом случае ток в роторе будет близок к своему номинальному значению, а намагничивающим током I0 можно будет пренебречь. Тогда из (9.6) получим
откуда можно найти отношение токов, не обращая внимания на знак минус (см. гл. VII)
где kl— коэффициент трансформации токов.
Отсюда видно, что приведенный ток ротора
При приведении активного и индуктивного сопротивлений r2 и x2 к обмотке статора исходят из того, что потери в меди приведенной и фактической обмоток ротора должны быть равны: m2I’22 r2 =m1(I’2)2 r’2, а угол сдвига фаз между Е2и током I2 должен остаться неизменным.
Решая уравнение потерь в меди относительно r’2получаем
Коэффициент k=kekiявляется коэффициентом трансформации асинхронного двигателя
Угол сдвига фаз при приведении должен оставаться неизменным, и поэтому можно написать
откуда
Отсюда следует, что приведенные значения r’ и x’ прямо пропорциональны коэффициенту трансформации k асинхронного двигателя.
Так же, как и у трансформаторов, сопротивления rK.3=ri+r2' и хк.а=х1+x2'называют активным и индуктивным сопротивлениями короткого замыкания или параметрами короткого замыкания асинхронной машины.
Векторная диаграмма двигателя при коротком замыкании подобна векторной диаграмме трансформатора (см. рис. 8.10). В опыте короткого замыкания обычно напряжение UK.3=(0,15-=-0,25) Ua.
§ 9.5. Электродвижущие силы и токи в обмотках статора и ротора при
вращающемся роторе.
При вращении ротора э. д. с. и токи в роторе будут изменяться в зависимости от величины скольжения. В неподвижном роторе э. д. с.
Во вращающемся роторе э. д. с
или Частота тока в роторе уменьшается по мере роста скорости вращения ротора, так как f2=f2(n1-n2)/n2,и э. д. с, наводимая в обмотке ротора при холостом ходе, может быть весьма мала, всего (0,03÷0,05) Ez.
Т
ок в роторе двигателя так же, как и ток обмотки статора, создает магнитный поток рассеяния, замыкающийся вокруг витков обмотки ротора. Этот поток наводит в обмотке ротора реактивную э. д. с.Реактивное сопротивление обмотки вращающегося ротора
По закону Ома ток в неподвижном роторе
Соответственно во вращающемся роторе
или
Ток обмотки ротора I2 создает магнитный поток Ф2, который вращается относительно ротора со скоростью п'1= п1—п2.
Скорость вращения самого ротора равна п2, тогда скорость вращения поля ротора в пространстве, т. е. относительно неподвижного ротора,
ппр =п'2 + п2 = п1 - п
2 + п2=п1
Таким образом, поле ротора вращается в пространстве с той же скоростью и в ту же сторону, что и поле статора, и образует с ним общее результирующее поле. Благодаря этому, независимо от скорости вращения ротора, м. д. с. статора и ротора геометрически складываются, образуя полезный магнитный поток, т. е.
где м.д.с. статора при холостом ходе.
Аналогично трансформатору с помощью приведенных величин Е'2, I'2, r'2и x'2 для асинхронного двигателя можно построить векторную диаграмму (рис. 9.5, а) и схему замещения (рис. 9.5, б). Эта схема не вполне аналогична схеме замещения трансформатора, изображенной на рис. 8.8. Нетрудно видеть, что на этом рисунке r'2=const, в то время как приведенное активное сопротивление обмотки ротора r'2 делится на переменную величину s, следовательно, и r2 /s будет переменной величиной. Чтобы схема замещения стала вполне аналогичной схеме замещения трансформатора, произведем
несложное преобразование. Заменим величину r’2/s суммой двух величин
Рис. 9.5. Векторная диаграмма и схема замещения асинхронного двигателя
Тогда схема замещения будет соответствовать схеме замещения трансформатора, вторичная обмотка которого нагружена на сопротивление r’2(1-s/s) (рис.,9.5, в); r’2является постоянным по величине активным сопротивлением обмотки ротора Величина