Режимы работы асинхронных двигателей (стр. 3 из 3)

Режим холостого хода асинхронной машины аналогичен режиму холостого хода трансформатора. В асинхронной машине и в трансформаторе ток в этом режиме имеется только в первичной обмоткеI₁ ≠ 0, а во вторичной — отсутствует (I₂ = 0); в машине и в трансформаторе магнитное поле образуется в этом режиме только первичным током, что позволяет называть ток холостого хода намагничивающим током(I₁ = I₀). В отличие от трансформатора система токовI₀в фазах многофазной обмотки статора образует вращающееся магнитное поле.

По аналогии с трансформатором уравнение напряжений необходимо составить при холостом ходе только для фазы обмотки статора, являющейся первичной обмоткой:

,

где

— ЭДС, индуктированная в фазе вращающимся магнитным полем с потоком Ф_га;

— фазное напряжение первичной сети;

R₁, Х₁— активное и индуктивное сопротивления рассеяния фазы первичной обмотки (см. далее).

В силу малости падений напряжений X₁I₀и R₁I₀напряжение

почти полностью уравновешивается ЭДС т. е. = - .

В режиме холостого хода R'_мех= R'₂

= ∞, ток R'₂= 0 и схема замещения содержит только одну ветвь Z₁ + Z₀ (Т-образная и Г-образная схемы не отличаются друг от друга).

В режиме короткого замыкания под действием внешнего момента Μ _в, уравновешивающего электромагнитный момент М, ротор удерживается в неподвижном состоянии (Ω = 0, s =

= 1) и не совершает полезной механической работы (Р_мех = Μ Ω = 0).

Направление тока i_2aи электромагнитного момента Μ остается таким же, как в режиме двигателя, и Μ > 0 (см. рис. 3.1, г). Электромагнитная мощность Р_эм = ΜΩ₁> 0 — она поступает в ротор из статора и превращается в электрические потери (Р_эм = = Р_э2). В этом режиме асинхронная машина работает как коротко-замкнутый со вторичной стороны трансформатор, отличаясь от него только тем, что в ней существует вращающееся поле взаимной индукции вместо пульсирующего поля в трансформаторе.

В режиме короткого замыкания R'_мех= R'₂

= 0 и сопротивление схемы замещения по рис. 42-3 определяется параллельно включенными сопротивлениями Z₁ + Z₀ и Z₁ + Z'₂. Имея в виду, что |Z₁ + Z'₂| « |Z₁ + Z₀|, можно отбросить ветвь Z₁ + Z₀ и считать сопротивление схемы замещения при коротком замыкании равным

Z_к = Z₁ + Z'₂ = R_к + jX_к(43-3)

где

R_к= R₁+ R'₂

Если к неподвижному ротору асинхронной машины подключить симметричную систему дополнительных сопротивлений R_2д + jХ_2д, то она будет работать как трансформатор, преобразующий электрическую энергию, поступающую из первичной сети, в электрическую энергию с другими параметрами, потребляемую дополнительными сопротивлениями R_2д + jХ_2д. Поэтому режим при s = 1 называется также режимом трансформатора.

Изменить режим работы асинхронной машины или скольжение машины в данном режиме (при U₁= const и f₁= const) можно только путем изменения внешнего момента М_в, приложенного к валу машины. При М_в= 0 ротор вращается со скоростью поля (Ω = Ω₁, s = 0) и машина не совершает полезного преобразования энергии. При воздействии на вал ротора внешнего момента М_в, направленного против направления вращения поля, скорость ротора уменьшается до тех пор, пока не появится электромагнитный момент Μ =f(s), который уравновесит момент М_в. Машина переходит в режим двигателя s =

> 0. Наоборот, при воздействии внешнего момента М_в направленного по вращению поля, скорость ротора делается большей, чем скорость поля (Ω > Ω₁), и машина переходит в режим генератора (s= <0).

Наконец, к режиму тормоза можно перейти из режима двигателя, изменяя внешний момент М_втаким образом, чтобы ротор сначала остановился, а затем пришел во вращение в противоположную сторону (по отношению к полю).

4. ЛИТЕРАТУРА.

1. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 928 с., ил.

2. Вольдек А. И. Электричесие машины. Учебник для студентов высших учебн. Заведений. Л., «Энергия», 1974.

3. Проектирование электрических машин: Учеб. Для вузов / Под ред. И. П. Копылова. М.: Высш. Шк., 2002. – 757 с.: ил.