Схема замещения фазы асинхронного двигателя

Для расчетов рабочих процессов асинхронного двигателя часто выбирается схема замещения фазы двигателя, состоящая из резис­тивных и индуктивных элементов с постоянными параметрами, а также резистивного элемента с переменным сопротивлением, заме­щающим механическую нагрузку на валу двигателя.

Сложность получения такой схемы замещения заключается в том, что, во-первых, неодинаковы частоты токов фаз статора / и ротора /₂ = fs_yво-вторых, различны числа витков фазных обмоток статора w_lи ротораw₂и их обмоточные коэффициенты fc_o6lи &_оГ)2, и в-треть- их, различны числа фаз статора т₁ = 3 и короткозамкнутого ротора га₂ = N. Поэтому необходимо все параметры и величины, характе­ризующие режим фазы ротора, привести к частоте, числу витков, об­моточному коэффициенту и числу фаз статора.

Приведем сначала эти величины к частоте фазы статора. Введем в рассмотрение эквивалентный неподвижный ротор таким образом, чтобы вращающееся магнитное поле двигателя осталось неизмен­ным, соответствующим его рабочему режиму. Неизменность враща­ющегося магнитного поля означает постоянство энергии, передава­емой от статора к вращающемуся ротору в рабочем режиме или к эквивалентному неподвижному ротору.

Ввиду постоянства вращающегося магнитного поля действующее значение ЭДС в фазной обмотке эквивалентного неподвижного ро­тора определяется по той же формуле, что и действующее значение ЭДС в фазной обмотке статора в рабочем режиме [см. (14.116)], так что с учетом (14.14)

Е_2н = 4,44/к/₂А^₂Ф_в =E₂/s,           (14.17)

где для короткозамкнутого ротораw₂= 1/2,k_i)62= 1.

Величина E_2llназывается ЭДС фазы ротора, приведенной к часто­те статора. Заметим, что Е_2и является одной из важных расчетных ве­личин для асинхронного двигателя, а ее значение примерно вдвое больше действующего значения ЭДС Е_ъ индуктируемой фактически в фазной обмотке заторможенного ротора. Это объясняется тем, что во втором случае увеличивается примерно в 6,5 раза ток в фазной об­мотке статора относительно номинального значения, вследствие чего увеличивается падение напряжения на ней и уменьшается на­магничивающий ток, возбуждающий вращающееся магнитное поле.

Чтобы вращающееся магнитное поле осталось неизменным при замене вращающегося ротора эквивалентным неподвижным рото­ром, необходимо, чтобы токи в фазах, имеющие в первом случае ча­стоту /₂ = fsj а во втором — /, были одинаковы по амплитуде и сдвигу фаз относительно возбуждающих токи ЭДС. Это достигается при­ведением тока фазы вращающегося ротора к частоте / тока непод­вижного статора. Ток фазы вращающегося ротора со схемой заме­щения по рис. 14.15, учитывая (14.17), можно выразить следующим образом:

Правой части этого равенства соответствует схема замещения фазы эквивалентного неподвиж­ного ротора (рис. 14.17), частота тока в которой равна /, а величинаR_b2/sпредставлена суммой активного сопротивления фазной обмотки рото­раR_B2 и некоторого добавочного активного сопро­тивленияR₂(s),во много раз большего, чемR_b2.

Из сравнения схем замещения фаз вращающе­гося и эквивалентного неподвижного ротора сле­дует, что ток в каждой из них отстает по фазе от ЭДС на одинаковый угол

R_nо                                      / &

фо = arccos —т= _п       — arccos-р= "

Таким образом, работающий асинхронный двигатель для расче­тов может быть заменен эквивалентным неподвижным, в котором цепь каждой фазной обмотки ротора замкнута резистором с сопро­тивлением

R₂(s)=R_b2(1 -s)/s.

Мощность этого резистораR₂I₂равна развиваемой механичес­кой мощности одной фазы ротора.

Приведем теперь все величины, характеризующие фазу эквива­лентного ротора, к числу витков, обмоточному коэффициенту и чис­лу фаз статора подобно тому, как приводились к числу витков пер­вичной обмотки трансформатора величины, относящиеся к его вто­ричной обмотке (см. 9.5).

Электродвижущая сила фазы статора связана с ЭДС фазы не­подвижного эквивалентного ротора Е_2нсоотношением

Ei = (wxk^ /(w₂k_o62))Е_2н = к_еЕ_2ю

где к_е — коэффициент трансформации напряженийасинхронного двигателя.

Как следует из схемы замещения фазы эквивалентного ротора (рис. 14.17),

"4„ = (■^ + )/₂ =(R_b2+ R₂+                                         = ад + R₂i_T

Следовательно,

-Ё_х =(Z^+R₂)kJ₂.

Ток фазы ротора /₂ можно заменить приведенным током по (14.16):

Рис. 14.17

/₂ = (Sw₁k_o6l/m₂w₂k_(>62)i2 =

гдеfy — коэффициент трансформации токовасинхронного двига­теля.

Сделав подстановку, получим

Е_г = —(Z_o62+ R^KKI*

Произведениеk_ek_{— это коэффициент трансформации асинхрон­ного двигателя.

Введем теперь в уравнения электрического состояния фазы ста­тора асинхронного двигателя приведенные сопротивления цепи эк­вивалентного ротора:

А£об2 = 2м и *Й2 = К             (14.18)

Элементы с такими сопротивлениями в цепи фазы статора будут потреблять такую же энергию и при том же сдвиге фаз между на­пряжением и током, как это имеет место в соответствующих сопро­тивлениях элементов цепи фазы ротора (см. рис. 14.17).

---

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 570; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!