7 Лекция.

Г- образная схема замещения.

Т- образная схема неудобна для изучения режимов работы асинхронной машины, в связи с тем, что при изменении скольжения будут изменятся все три тока. И для решения этой проблемы была предложена Г- образная схема замещения, у которой намагничивающий контур вынесен на зажимы первичной цепи.

Намагничивающим называется контур, который образуется в Т- образной схеме, когда скольжение равно 0. (идеальный холостой ход).

Так как напряжение сети остается постоянным, то при изменении режима асинхронной машины будут изменятся только два тока - , ток намагничивающего контура остается постоянным.

В связи с преобразованием Т- образной схемы в Г- образную, вводится поправочный коэффициент из условия, что .

Г- образная схема замещения:

поправочный коэффициент.

В том случае, если параметры схемы замещения имеют поправочный коэффициент комплексное число, то схема называется точной, если действительное число, то схема называется уточненной.

Введены обозначения:

Режим асинхронного двигателя.

Образуется вращающееся поле, частота вращения изменяется от до .

П ри вращении магнитного поля оно будет пересекать проводники ротора, в проводниках возникает ЭДС, под действием которой будет протекать ток, проводник с током взаимодействует с вращающимся магнитным полем и возникает электромагнитный момент.

По правилу правой руки определяем направление тока в проводнике, далее используем правило левой руки, чтоб определить силу, действующую на проводник. Момент получили вращающийся- это доказывает, что мы имеем режим асинхронного двигателя.

- режим асинхронного двигателя.

Уравнение равновесия:

У читывая, что асинхронные двигатели работают от сети с постоянным напряжением , увеличение тока нагрузки приводит к уменьшению ЭДС , а поскольку пропорциональна магнитному потоку, то увеличение тока приводит к уменьшению магнитного потока.

Поскольку падение напряжения при номинальной нагрузке составляет несколько % от , принято считать, что магнитный поток при изменении нагрузки остается постоянным.

Асинхронный двигатель из сети потребляет активную и реактивную мощность, активная идет на покрытие потерь и преобразовывается в механическую, реактивная мощность потребляется для создания магнитного потока.

Режим асинхронного генератора.

Как видно из векторной диаграммы асинхронного двигателя – с уменьшением нагрузки двигателя будет происходить перемещение вектора в положение тока холостого хода.

В том случае, если довести с помощью вспомогательного элемента скорость ротора до синхронной мы получим идеальный холостой ход.

Когда машина из сети потребляет мощность, необходимую для покрытия потерь в стали и меди, а потери механические и добавочные будут покрываться за счет приводного двигателя.

Если увеличить скорость в роторе выше синхронной (с помощью приводного двигателя), то получим новый режим.

частота будет изменяться от

Проводник перемещается по направлению часовой стрелки. Электромагнитный момент меняет свое направление и становится тормозным.

У равнение равновесия:

Ток разложим на две составляющие:

Общее выражение для активной и реактивной составляющей тока:

При работе в режиме генератора скольжение меняет свой знак на отрицательный и, следовательно, как видно из полученных выражений активная составляющая тока так же меняет свой знак.

Проведенные исследования позволяют сделать заключение, что в генераторном режиме машина будет отдавать в сеть активную мощность, а потреблять реактивную. В связи с этим ограничено применение генератора. К генератору необходимо подключить блок конденсатора.

Кроме того у синхронных генераторов мощность, которая идет на возбуждение, составляет 1% от полной мощности, а у асинхронных 20-40%.

Режим электромагнитного тормоза.

Диапазон, в котором изменяется скорость:

М ощность подводится как со стороны сети, так и со стороны вала, режим характеризуется низким и большими токами.

Для улучшения и уменьшения токов, в ротор включаются активные дополнительные сопротивления.

Энергетическая диаграмма асинхронной машины:

В этой диаграмме отсутствуют потери в стали ротора, это обусловлено тем, что работающей машины частота перемагничивания очень мала, потери на вихревые токи и гистерезис очень малы. Кроме основных потерь, указанных на диаграмме есть еще добавочные потери, которые делятся на добавочные потери холостого хода и добавочные потери при нагрузке.

При холостом ходе добавочные потери поверхностные (это потери в поверхностном слое зубцов статора и ротора, от пульсации индукции в воздушном зазоре) и пульсационные - в стали зубцов, от пульсации индукции в зубцах.

При нагрузке - потери, которые возникают под действием полей рассеяния, ступенчатости кривых распределения МДС обмоток статора и ротора, пульсации в воздушном зазоре, в короткозамкнутых роторах потери от токов между стержнями.

Если добавочные потери не рассчитываются, то они берутся как 0,5 от номинальной мощности двигателя.

КПД достигает максимального значения, когда переменные потери равны постоянным.