Схема включения и основные соотношения для асинхронных двигателей
4.2 Схема включения и основные соотношения для асинхронных двигателей
Очень удобно анализировать рабочие процессы в асинхронном двигателе и выводить уравнение его механической характеристики, если воспользоваться эквивалентной схемой замещения асинхронного двигателя. Имеется несколько схем замещения асинхронных двигателей, например, “Т-образная” и ”Г-образная”. Наиболее применяющейся является упрощенная Г – образная схема замещения, которая приведена на рис. 4.1,б.
Трёхфазный асинхронный двигатель имеет обмотку статора, подключаемую к трёхфазной сети переменного тока с напряжением 
и частотой 
, и обмотку ротора, выполняемую в виде “беличьей клетки” для двигателя с короткозамкнутым ротором, и обычной трёхфазной обмотки, включённой на внешнее сопротивление 
, в двигателе с фазным ротором. Включение дополнительного сопротивления используется для выполнения пуска и регулирования скорости двигателя.
В схеме замещения используются следующие обозначения:
- первичное фазовое напряжение;
- фазный ток статора;
- приведенный ток ротора;
- ток холостого хода;
- первичное и приведенное вторичное реактивные сопротивления;
и 
- первичное и приведенное вторичное активные сопротивления;
Рекомендуемые материалы
- активное и реактивное сопротивление контура намагничивания двигателя;
1. Основные соотношения для АД
Прежде чем рассматривать механические характеристики рассмотрим основные соотношения для асинхронного двигателя.
Если обозначить через 
и 
соответственно скорость вращения магнитного поля и ротора двигателя, то получим:
- скольжение двигателя, или относительная
скорость ротора по сравнению со скоростью магнитного поля двигателя;
- синхронная угловая скорость двигателя;
- номинальная угловая скорость двигателя;
,
где 
- частота сети
- число пар полюсов
Синхронная угловая скорость двигателя может быть также определена
;
- угловая скорость вращения ротора.
2. Приведённые параметры синхронного двигателя
Приведение параметров цепи ротора производится на основе сохранения равенства мощностей. Вращающим магнитным полем двигателя наводятся ЭДС 
и 
в цепи статора и ротора двигателя. При неподвижном роторе асинхронный двигатель представляет собой трёхфазный трансформатор с обмотками замкнутыми накоротко или на пусковое сопротивление. Возникающая при неподвижном роторе ЭДС , называется номинальной фазной ЭДС ротора 
. ЭДС обмотки статора в этом режиме 
или может быть принята 
.
Коэффициент трансформации по ЭДС в этом случае определится
.
Приведённые к обмотке статора параметры цепи ротора определятся:
;
;
; (4.1)
;
.
При анализе режимов работы асинхронного двигателя учитывают влияние скольжения 
на его параметры. ЭДС ротора и частота тока в роторе 
зависят от относительной скорости ротора 
по отношению к скорости магнитного поля 
, т.е. от скольжения двигателя 
. При неподвижном роторе 
. При этом ЭДС 
, 
. По мере увеличения скорости (уменьшения скольжения) эти параметры будут иметь вид:
(4.2)
При 
, 
, поэтому 
, 
При 
, 
Гц; 
.
В зависимости от величины скольжения двигателя различают следующие режимы асинхронных двигателей:
1) 
- двигательный режим АД;
2) 
- режим электромагнитного тормоза (режим
противовключения) АД;
3) 
до -¥ - генераторный режим работы АД.
3. Основные уравнения двигателя
4. Энергетический баланс двигателя
Вместе с этой лекцией читают "Типы взаимоотношений в коллективе".
- мощность, потребляемая из сети;
- электромагнитная мощность (мощность вращающего магнитного поля);
, где 
- момент развиваемый на валу АД;
- механическая мощность на валу двигателя;
- мощность скольжения или потери в роторе двигателя;
Таким образом, мощность скольжения , выделяемая в обмотках ротора, пропорциональна моменту на валу двигателя и его скольжению. Эта мощность рассеивается в виде потерь в обмотках ротора и в добавочных сопротивлениях.
