![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Характеристики трехфазных асинхронных двигателей
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет на статоре три обмотки, оси которых сдвинуты в пространстве на
где p – число пар полюсов; f – частота тока, 50 Гц. Если р = 1, то
Рисунок 3.12. К вопросы о принципе работы асинхронного двигателя.
Поле статора пересекает ротор и наводит в обмотке ротора ЭДС. При замкнутом роторе возникает ток. Взаимодействие активной составляющей этого тока с полем вызывает момент двигателя:
где kФ – электромагнитное вращающееся поле статора. Под действием момента ротора асинхронного двигателя вращается со скоростью ω, причем ω < ω 0. Относительная разность этих скоростей выражается соотношением:
При ω =ω 0 скольжение S=0. Если ω =0, то S=1. Если ω > ω 0 (что не может быть в двигателе, его ротор вращает сторонняя сила), то скольжение становится отрицательным, а двигатель переходит в генераторный режим. Если ω будет отрицательной, т.е. ротор заставят вращаться против поля, то S> 1, это режим электромагнитного тормоза (рисунок 3.13). Угловая скорость ротора находится по формуле:
Для нахождения основных зависимостей воспользуемся «Г»-образной схемой замещения, изображенной на рисунке 3.14.
Рисунок 3.14. Упрощенная «Г» - образная схема замещения однофазной обмотки асинхронного электродвигателя.
Это схема известна из курса электрических машин. На схеме рисунка 3.14 r0, X0 – активное и индуктивное сопротивление контура намагничивания; Х1, Х2’ – приведенные индуктивные сопротивления рассеяния статора и ротора; r1, r2’ – приведенные активные сопротивления обмотки статора и ротора; I1 – фазный ток статора; I0 – ток намагничивания; I2’ – приведенный ток ротора. Из схемы рисунка 3.13 следует, что ток ротора определяется по закону Ома выражением:
Из выражения (3.17) следует, что ток зависит от напряжения, от параметров обмотки статора и ротора, от скольжения ротора. Если взять производную от тока I2’ по скольжению S и прировнять к нулю, т.е.
Рисунок 3.13. Режимы работы асинхронной машины.
Отрицательное значение скольжения указывает на его генераторный режим. На рисунке 3.15 изображено изменение тока ротора и статора от величины скольжения во всех режимах его работы.
Рисунок 3.15. Изменение токов ротора и статора асинхронного двигателя при разных режимах работы.
Из этого рисунка следует, что в режиме электромагнитного тормоза токи выше, чем пусковые, и что в генераторном режиме при скольжении Обычно электромеханическая характеристика изображается в виде В двигательном режиме кривая тока будет иметь вид:
Рисунок 3.16. Электромеханическая характеристика асинхронного двигателя.
Чтобы найти уравнение механической характеристики асинхронного электродвигателя, воспользуемся уравнениями потери мощности в роторе:
Из уравнения (3.18):
Подставим в (3.20) значение потерь из уравнения (3.19):
Подставим в (3.21) значение тока из уравнения (3.17). Получим уравнение момента асинхронного двигателя, выраженное через параметры:
Из уравнения (3.21) следует что: 1) 2) M зависит от параметров обмотки 3) Установим скольжение, при котором момент максимальный. Для этого возьмём производную момента по скольжению и прировняем ее к нулю, т.е.
Если это значение скольжения подставить в формулу (3.21), то получим уравнения критического момента:
Из уравнения (3.23) видно, что критический момент не зависит от сопротивления ротора. Для двигательного режима момент меньше, чем для генераторного режима, поскольку в двигательном режиме подставляется Sк положительное уравнение (3.22) и в уравнении (3.23) знак перед r1 берется +.
Рисунок 3.17. Зависимость момента от скольжения асинхронной машины в двигательном и генераторном режимах.
Для практического пользования используют уточненную формулу Клосса, которая получена при делении момента двигателя уравнения (3.21), на момент критический уравнение (3.23):
где E – коэффициент для двигателей, у которых
Зависимость Механическая характеристика электродвигателей строится упрощенно точно по уравнению 3.24. Значение Механическую характеристику строят по 5 точкам, в координатах ω – М (рисунок 3.18). Точка 1 соответствует ω = 0,
где
где Sн – номинальное скольжение. Если в справочнике задано номинальная частота вращения n (об/мин), то:
Точка 2 соответствует минимальному моменту Ммин при пуске и минимальной скорости ω н. Значение кратности тока μ мин задано в справочнике по электрическим машинам, а ω мин соответствует скорости 0.15ω 0. Именно при этой скорости наблюдается провал момента при пуске от действия высших гармоник момента (пятой и седьмой).
Точка 3 соответствует критическому моменту Мк и критической скорости ω к. В справочнике по электрическим машинам задаются μ к и Sк. Тогда:
Если Sк не задан в справочнике (для старых серий деталей), то его находят по формуле:
Для крупных двигателей (
Точка 4 соответствует номинальному режиму (Мн, Sн). Точка 5 соответствует синхронной скорости (ω 0 находится по уравнению (3.31), а момент М=0).
Рисунок 3.18. Механическая характеристика асинхронного двигателя и ее 5 характерных точек.
|