Где I — длина ротора; т — ширина полюсного деления



При определении ЭДС еь индуктируемой в каждой из фазных обмоток статора, необходимо учесть, что эта ЭДС индуктируется не переменным магнитным полем, а вращающимся. Обычно фазная обмотка статора с числом витковwlделится на ркатушечных групп поwlKвитков, каждая из которых распределена на две секции (см. рис. 14.1, в). Ширина зубцов сердечника статора определяет геомет­рический центральный угол между двумя соседними пазами: (3 = 360°/z3;здесьz3— число зубцов сердечника статора, равное чис­лу пазов. Вращающееся магнитное поле пересекает стороны секций неодновременно, что вызывает сдвиг фаз между ЭДС соседних сек­ций катушечной группы. Угол а этого сдвига фаз больше геометри­ческого угла (3 в р раз:

а =Рр = p-360°/z3,                         (14.9)

т.е. повороту 2р-полюсного поля на 360° соответствует изменение фазы индуктируемых ЭДС на р-360°.

Угол сдвига фаз а называется электрическим углом. Он, так же как и геометрический угол, измеряется в градусах или радианах. Из-
за сдвига фаз между ЭДС Ёс отдельных секций (векторная диаграмма на рис. 14.12) действующее значение ЭДС Екатушечной группы меньше произведе­ния действующего значения ЭДС одно­го витка Ев на число витковwlKкатушеч­ной группы:

ElK<EBwlK.

Второй причиной уменьшения ЭДС обмотки является часто при­меняемое укорочение шага обмотки, т.е. дуга между двумя сторона­ми витка принимается несколько меньше полюсного деления т. Это делается для уменьшения длины лобовых соединений. При таком укорочении виток статора сцепляется не со всем потоком полюса и, следовательно, в нем индуктируется соответственно меньшая ЭДС.

Уменьшение ЭДС из-за сдвига фаз между ЭДС отдельных сек­ций и из-за укорочения шага при расчетах обмоток учитывается вве­дением обмоточного коэффициента &об ^ 1. У асинхронных машин = 0,92-0,96.

Таким образом, ЭДС, индуктируемая вращающимся магнитным полем в каждой фазной обмотке статора, содержащейwx= wlKpвитков,

Ех = pElK= ™Аб1£в = 4,44/эд1&0б1Фв = и;Фь (14.10а)

Где

*i =                                  (14.106)

— действующее значение потокосцепления вращающегося поля с фазной обмоткой.

Отметим, что понятия обмоточного коэффициента и электричес­кого угла относятся не только к асинхронным машинам, а ко всем электрическим машинам и устройствам, в которых при работе воз­никает вращающееся магнитное поле в той или иной форме.

Рис. 14.12

В фазной обмотке статора ЭДС индуктируются не только враща­ющимся магнитным полем, магнитные линии которого сцепляются одновременно с проводниками статора и ротора. Каждая фазная об­мотка статора имеет также потокосцепление рассеяния ФраС1. Это та часть магнитных линий, которые замыкаются помимо ротора. На рис. 14.13 фазная обмотка статора условно показана в виде одновитковой секции. Потокосцепление рассеяния статора Фрас1 складывается из по- токосцеплений магнитных линий поля, замыкающихся поперек па­зов сердечника Фп вокруг лобовых соединений Фл и между зубцами статора и ротора, т.е. в воздушном зазоре машины Ф3. Чем больше воздушный зазор, чем длиннее лобовые соединения и чем глубже за­ложены проводники обмотки в пазы, тем больше потокосцепление рассеяния ФраС1. Так как большая часть пути магнитных линий этого поля проходит в воздухе, то на тех же основаниях, что и для транс-


 

форматора, можно считать потокосцепление рассеяния прямо пропор­циональным току статора ц и совпадающим по фазе с этим током.

Потокосцепление рассеяния индуктирует в каждой из фаз обмот­ки статора ЭДС рассеяния ерас1 по (2.2), которая совпадает по на­правлению с током ц (рис. 14.13). На этом же рисунке указаны ЭДСеъиндуктируемая в фазной обмотке статора вращающимся магнит­ным полем, и фазное напряжение щ питающей сети. Таким образом, ток в каждой фазной обмотке можно рассматривать как создавае­мый совместным действием фазного напряжения сети щ и двух ЭДС — одной, индуктируемой вращающимся магнитным полем, и второй, индуктируемой потокосцеплением рассеяния.

Для дальнейшего анализа удобно воспользоваться комплексным методом, представив все синусоидальные величины соответствую­щими им комплексными значениями.

Согласно второму закону Кирхгофа, записанному для контура цепи фазной обмотки статора с активным сопротивлением витков Дв1,

иг + Ех + Ерж1 = i?„i /1-

Напряжение t/pacl= — Ёр.Ас1, уравновешивающее ЭДС рассеяния, можно выразить по (2.32) и (2.33):

Ц>ас1 = J^paclA = juLp.dclIb

где Lpacl= Фрасх/^! — индуктивность рассеяния; Храс1 — индуктивное сопротивление рассеяния фазной обмотки статора.

Таким образом, электрическое состояние фазы статора опреде­ляется уравнением

Ux= -Ёг + (Дв1 + jX^cl)h= + i, (14.11а)

гдеZQб1 = Д,,! -I- jXpaLCi — комплексное сопротивление фазной обмот­ки статора.

Это уравнение ничем не отличается от уравнения электрическо­го состояния первичной обмотки трансформатора (9.11а), что есте­ственно, так как и в асинхронном двигателе, и в трансформаторе передача энергии во вторичную цепь (передача энергии ротору) осу­ществляется посредством магнитного поля.

Уравнение электрического состояния фазы статора асинхронно­го двигателя иллюстрирует векторная диаграмма на рис. 14.14, где Wi существенно больше, чем в уравнении первичной обмотки трансформатора. Это — результат наличия воздушного зазора в маг­нитной цегш машины.

Все же падение напряженияZo(AIxв двигателях средней и боль­шой мощности в рабочем режиме при 1Х< 11шш мало относительно значения Еькоторое приближенно определяется согласно (8.4в):

Uxъ Ег = AMfw^fo.                (14.116)

Так как напряжение между выводами фазной обмотки Uxнеиз­менно, то приближенно можно считать магнитный поток вращаю­щегося поля двигателя Фв в рабочем режиме также неизменным, т.е. не зависящим от нагрузки двигателя.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 440; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!