Режимы работы, энергетические диаграммы асинхронной машины
Режимы работы, энергетические диаграммы асинхронной машины
Двигательный режим
(0 < s < 1). Схема замещения асинхронной машины отражает все основные процессы, происходящие в ней, и представляет собой удобную основу для изучения режимов работы машины. Процесс преобразования активной энергии и мощности при двигательном режиме работы асинхронной машины.
Асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность.
Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении первичной обмотки:
а другая часть — в виде магнитных потерь в сердечнике статора (первичной цепи):
Рекомендуемые материалы
оставшаяся часть мощности
представляет собой электромагнитную мощность, передаваемую посредством магнитного поля со статора на ротор. На схеме замещения этой мощности соответствует мощность в активном сопротивлении вторичной цепи. Поэтому
Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении вторичной обмотки:
Остальная часть мощности Рэм превращается в механическую мощность Рмх, развиваемую на роторе:
или
Часть механической мощности теряется внутри самой машины в виде механических потерь (на вентиляцию, на трение в подшипниках и на щетках машин с фазным ротором, если эти щетки при работе не поднимаются), магнитных потерь в сердечнике ротора и добавочных потерь. Последние вызваны в основном высшими гармониками магнитных полей, которые возникают ввиду наличия высших гармоник н. с. обмоток и зубчатого строения статора и ротора. Во-первых, высшие гармоники поля индуктируют э.д.с. и токи в обмотках, в связи с чем появляются добавочные электрические потери. Эти потери заметны по величине только в обмотках типа беличьей клетки. Во-вторых, эти гармоники поля обусловливают добавочные магнитные потери на поверхности (поверхностные потери) и в теле зубцов (пульсационные потери) статора и ротора. Вращение зубцов ротора относительно зубцов статора вызывает пульсации магнитного потока в зубцах, и поэтому соответствующая часть потерь называется пульсационным и потерями. Магнитные потери в сердечнике ротора при нормальных рабочих режимах обычно очень малы и отдельно не учитываются.
Добавочные потери принимают равными 0,5% от подводимой мощности при номинальной нагрузке. Отметим, что в обмотках возникают также добавочные потери от вихревых токов в связи с поверхностными эффектами..
Полезная механическая мощность на валу, или вторичная мощность
Сумма потерь двигателя.
К.п.д. двигателя
Рекомендуем посмотреть лекцию "Борьба за коллективную безопасность в Европе".
К.п.д. двигателя мощностью Рн = 1 - 1000 кВт при номинальной нагрузке находится соответственно в пределах 0,72 - 0,95. Более высокие к. п. д. имеют двигатели большей мощности и с большей скоростью вращения.
Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.
Режим двигателя.
Режим генератора.