- •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
2.3. Электромагнитный момент асинхронной машины
2.3.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. Вывод выражения электромагнитного момента асинхронной машины
В асинхронной машине происходит преобразование одного вида энергии в другой. В АД преобразовывается электрическая энергия в механическую
(рис. 2.9). Основным фактором преобразования энергии являются вращающиеся магнитные поля, с помощью, которых электромагнитная энергия передается в случае АД со статора на ротор, и наоборот, в случае АГ. Проследим процесс преобразования энергии в АД . Для этого воспользуемся энергетической диаграммой.
–потребляемая из сети мощность,
–электрические потери в обмотке статора,
–магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в статоре,
–электрические потери в обмотке ротора,
–электромагнитная мощность, передаваемая со статора на ротор,
–полная механическая мощность машины,
–механические и добавочные потери,
–полезная мощность на валу.
; ;
,
откуда . (2.11)
Согласно уточненной схеме замещения или
.
После подстановки в выражение (2.11) получим
. (2.12)
Последнее выражение является основным при анализе работы АМ. Из него следует:
1) момент , т.е. пропорционален квадрату приложенного напряжения питания;
2) момент тем меньше, чем больше активное сопротивление и чем больше индуктивное сопротивление рассеяния ();
3) в двигательном режиме и режиме электромагнитного тормоза иМ> 0;
4) М=0 при и.
Согласно (2.12) можно построить механическую характеристику АМ, т.е. зависимость(рис. 2.11) при,и постоянстве параметров схемы замещения. Зависимость имеет два явно выраженных максимума в двигательном и генераторном режимах. Максимальным моментамсоответствуют так называемые критические скольжения.
Механическую характеристику также можно представить в виде
и .
2.3.2. Максимальное значение электромагнитного момента
асинхронной машины
Для определения максимального электромагнитного момента необходимо определить критическое скольжение. Для определения этого скольжения следует взять производную момента по скольжению и приравнять ее к нулю . В результате чего будем иметь. (2.13)
Для определения необходимо подставить в (10), тогда
. (2.14)
Знак «+» относится к режиму двигателя.
Если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора (), то получим
и, следовательно, .
Если принять , то, где. Тогда формула момента примет вид:
.
Отсюда следует:
1) максимальный момент пропорционален квадрату напряжения питания ;
2) максимальный момент не зависит от активного сопротивления обмотки ротора;
3) максимальный момент обратно пропорционален индуктивному сопротивления рассеяния обмоток машины;
4) максимальный момент несколько больше в режиме генератора (рис.2.14);
5) критическое скольжение зависит от величины активного сопротивления обмотки ротора .
Таким образом, с увеличением активного сопротивления обмотки ротора увеличивается величина критического скольжения, а максимум механической характеристики АД смещается в сторону больших скольжений.
Существенной характеристикой АД является его перегрузочная способность, т. е. кратность максимального момента, которая обычно находится в пределах .