Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Характеристик асинхронного двигателя




Исследование и анализ механических характеристик осуществляют по эквивалентным схемам замещения. Наиболее целесообразной для анализа механических характеристик является Г-образная схема замещения, у которой намагничивающий контур вынесен на зажимы первичной цепи (рис. 5.2).

Схема замещения построена для одной фазы при следующих допущениях:

1) параметры всех цепей постоянны, т.е. вторичное приведенное сопротивление r2' не зависит от частоты тока ротора f2, а насыщение стали машины не влияет на реактивное сопротивление X1 и X2;

2) полная проводимость намагничивающего контура неизменна и намагничивающий ток пропорционален приложенному напряжению сети;

3) добавочные и магнитные потери в статоре не учитываются;

4) не учтены моменты, создаваемые высшими гармоническими составляющими магнитодвижущей силы [6].

Рис. 5.2. Схема замещения асинхронного двигателя

 

Обозначение элементов схемы замещения:U1 - фазное напряжение обмотки статора, В; I1 - фазный ток статора, А; Im1 - ток намагничивания, А; I2' - ток ротора, приведенный к напряжению статора, А; х1 - реактивное сопротивление обмотки статора, Ом; хm - реактивное сопротивление контура намагничивания, Ом; х2 - реактивное сопротивление ротора, приведенное к напряжению статора, Ом; r1, r2', rm - активное сопротивление статора, приведенные сопротивления ротора и контура намагничивания, Ом; S - скольжение ротора, S = (w0-w)/w0; w0 - синхронная скорость, рад/с;

.

Из схемы замещения ток ротора

(5.1)

Примем х1 + х2' = хк и преобразуем:

(5.1')

Полученное выражение называют электромеханической характеристикой асинхронного двигателя. Оно показывает, что ток ротора двигателя с учетом принятых допущений определяют только скольжением S (или скоростью w). Так, при S = 0, когда w = w0, ток ротора I2' = 0. В этом случае обмотка ротора неподвижна относительно поля статора и ЭДС Е2 в ней не наводится.

По мере роста скольжения S (уменьшения скорости w) увеличивается I2 и при остановке ротора (w = 0, S = 1) ток I2'пуск будет максимальный. Ток статора I1 в этом случае носит название пускового:

(5.2)

Пусковой ток асинхронного двигателя превышает номинальное значение в 5...10 раз [7]. Кратность пускового тока приводится на щитке двигателя и в каталогах. Это очень важный показатель двигателя, так как от кратности зависят падение напряжения в сети, сечение питающих проводов, мощность источника, выбор коммутирующих и защитных аппаратов.

Асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность Р1. Часть этой мощности теряется в намагничивающем контуре и в меди обмотки статора. Оставшаяся мощность передаётся электромагнитным полем со статора на ротор. Эта мощность на схеме замещения теряется в активном сопротивлении :



. (5.3)

Учитывая (5.1), можно записать:

(5.4)

Из курса "Электрические машины" известно, что электромагнитную мощность, передаваемую из статора в ротор, определяют по выражению:

где Мэм - электромагнитный момент статора; w0 – синхронная скорость поля статора.

Решив совместно выражения (5.4) и (5.5), получим:

. (5.6)

Это уравнение механической характеристики асинхронного двигателя. Для простоты написания в дальнейшем Мэм обозначим М. График механической характеристики имеет максимум, который наступает при определенном значении скольжения Sк. Для определения этого максимума и соответствующего значения скольжения Sк возьмем производную по скольжению от Мэм и приравняем ее к нулю:

Частная производная при r'22 - r2S2 - хк2S2 = 0. Отсюда определим скольжение S = Sк, при котором момент двигателя имеет максимум:

. (5.7)

Знак плюс относится к двигательному режиму, знак минус к тормозному. Подставим значение Sк со знаком «+» в уравнение механической характеристики асинхронного двигателя (5.6): (5.8)

В тормозном режиме скольжение Sк отрицательно:

. (5.9)

Если изменять скольжение ротора двигателя в пределах 0 £ S £ 1, то с учетом Sк и Мк график механической характеристики, построенной по выражению (5.6), можно представить следующим образом (рис. 5.3).

 

Рис. 5.3. Механическая характеристика асинхронного двигателя

 

Момент Мк называется критическим, так как при нагрузке на валу, превышающей это значение, двигатель остановится (иногда говорят "опрокинется") или будет вращаться в обратную сторону.



В тормозном режиме критический момент несколько больше, чем в двигательном. Объясняется это тем, что за счет потерь мощности в активном сопротивлении статора r1 критический момент в двигательном режиме будет меньше, чем в тормозном.

Для асинхронных двигателей мощностью 20 кВт и более активное сопротивление статора r1 на порядок меньше индуктивного хк. Поэтому значением r1 можно пренебречь (приравнять к нулю). В этом случае

(5.7')

(5.8')

. (5.9')

 

 


.

mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.019 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал