Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Потокоспепление рассеяния статора Ф, складывается из по- рас! токосцеплений магнитных линий поля, замыкающихся поперек пазов сердечника Ф вокруг лобовых соединений Ф и между зубцами стато. и л ра и ротора, т. е. в воздушном зазоре машины Фк Чем больше воздушньа! зазор, чем длиннее лобовые соединения и чем глубже заложены проводники обмотки в пазы, тем больше потокосцепление рассея- 429 ния Ф Та Т к как болылая часть пути магнитных линий этого пола проходит в воздухе, то на тех же основаниях, что и для т анса о маго а, мо р, жно считать потокосцепление рассеяния прямо пропорциональным току статора с, и совпадающим по фазе с этим током. Потокосцепление рассеяния инлуктирует в каждой из фаз обмотки статора ЭДС рассеяния е л по (2,2), которая совпадает по направлению с током !! (рис. !4.!3), На этом же рисунке указаны ЭПС е,, индуктируемая в фазной обмотке статора вращающимся магнитным полем, и фазное напряжение и, питающей сети.
Таким образом, ток в каждой фазной обмотке можно рассматривать как создаваемый совместным действием фазного напряжения сети и, и двух ЭДС— одной, индуктируемой вращающимся магнитным полем, и второй, индуктируемой потокосцеплением рассеяния. Для лальнейшего 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 г в!' У,+Е,+ Е =-г 2.
рас. в! Напряжение С1,, = — Е,, уравновеп!ивающее ЭЛС рассеяния, можно выразить по (2.32) и (2.33): рас! ! рас! ! ! Рас! Рвс 14 13 Ряс 14.14 430 где Е = Ф 1'1! — индуктивность рассеяния; х — индуктивное рас! рас! ! рас! сопротивление рассеяния фазной обмотки статора. Таким образом, электрическое состояние фазы статора определяется уравнением () =-Е + (г +1х )У!= -Е, +Е Гс, ! в! Рас! — об! (!4.11а) где с". = г + 1х — комплексное сопротивление фазной обмотки — об! в! Рас! статора, Это уравнение ничем не отличается от уравнения электрического со- стояния первичной обмотки трансформатора (9.11а), что естественно, так как и в асинхронном двигателе, и в трансформаторе передача энер- гии во вторичную цепь (передача энергии ротору) осуществляется по.
средством магнитного поля. Уравнение электрнчсского состояния фазы статора асинхронного двигателя иллюстрирует векторная диаграмма на рис. 14,14, где х.,!'! существенно больше, чем в уравнении первичной обмотки трансфор- матора. Это — результат наличия воздушного зазора в магнитной цепи машины.
Все же падение напряжения г,1! в двигателях средней и большой об! мощности в рабочем режиме при У <1 мало относительно значс! !ном ния Е,, которое приближенно определяется согласно (8.4в): (14.11 б) (1 = Е, = 4,44)'ю,й, Ф . Так как напряжение между вьшодамн фазной обмотки Ц неизменно, то приближенно моно!о считать магнитный поток вращающегося поля двигателя Ф в рабочем режиме также неизменным, т.
е. не завив сящим от нагрузки двигателя. тдт, УРАВНЕНИЕ ЗЛЕКТРИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ФАЗЫ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Вращающееся магнитное поле индуктирует в фазной обмотке ро. тора ЭДС ез с частотой 1! =р(л, -л)/60 (см. й 145).Чтобы выразить эту частоту через частоту питающей сети 1, разделим и умножим правую часть этой формулы на л, н, учитывая (14.1) и (14,8), получим частоту (148 2) называемую частотой гасольжелия, равной частоте сети, умноженной на скольжение. Электродвижущая сила е, в фазной обмотке статора и ЭДС е! в фазной обмотке ротора индуктируются общим для этих обмоток вращающимся магнитным полем двигателя, создаваемым совместным действием МДС токов статора и ротора. Однако ЭДС е, препятствует 43! изменению тока 1', в фазной обмотке статора, а ЭДС еа возбуждает ток !2 в фазной обмотке ротора. Поэтому если положительные направпения ЗДС е, и тока 11 в фазной обмотке статора выбирают совпадающими (см, рис.
14,13), то в фазной обмотке ротора положительное направление тока 12 обычно выбирают противоположным направлению ЭДС е,. Это соответствует встречному включению фазных обмоток статора и ротора, при котором результирующая МДС двигателя равна разности МДС токов статора и ротора. Аналогичные соотношения между ЭДС, токами и МДС были ранее получены для первичной и вторичной обмоток трансформатора (см. рис. 9.4, б) .
Ток 12 фаэной обмотки ротора создает магнитное поле, часть магнитных линий которого замыкается помимо обмотки статора. Сово. купность этих магнитных линий определяет потокосцепление рассеяния аР 2 фазной обмотки ротора. рас2 Запишем в комплексной форме уравнение электрического состояния фазы ротора с учетом противоположных положительных направлений ЗДС и тока. — Еа = г 22 + 1'5о52 12 в2 рас2 (14,13) где зоэ = 2яза = о221 г — активное сопротивление витков; 2, в2 рас2 = 'ча /12 — индуктивность рассеяния; зозЬ вЂ” индуктивное со. рас2 рас2 противление фазной обмотки ротора.
Действующее значение ЭДС фазы ротора определим по аналогии с (Л 4.! 16): (14.14) Еа = 4,44254рзкопзч'в' где для короткозамкнутого ротора ю, =112 и я =1, об2 Уравнению (14.13) соответствуют схема замещения фазной обмотки ротора на рис, 14.13 и векторная диаграмма на рис ! 4.16. ~асс йа=-са Рвс. 14 15 4Зг Замеп!м, что уравнение электрического состояния фазы ротора (14,13) аналогично уравнению электрического состояния вторичной цепи трансформатора (9,116) в режиме короткого замыкания, т, е. при Ц =О, за,в, ВАлянс мдгнитодвижущих сил В АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ 3 3 н !)с ~1 ~~2'с ~2 1о!)г об! .! об2 2 ' об! !»' (! 4.15) Здесь учтено, что результирующие МДС трехфазной н п22.фазной обмоток статора и ротора соответственно в 3/2 раза 1ло (14.5)] н п22/2 раз больше МДС одной фазы.
Из последнего уравнении можно выразить ток статора следующим образом: !пт!»за об2» ! ! »Н 1 у~ Зи» !» !»' об! (14.16) Величина ~оба 22 ~2 31»1» об! называется приведенным гоном ротора; это та часть тока статора, которая уравновешивает размап!ичивающее действие тока ротора. Ток намагничивания 1 в рабочем режиме двигателя (з < з ) !» ном практически равен току статора при идеальном холостом ходе двигателя. Чтобы определить последний из опыта, необходимо сообщить 433 Вращающиеся магнитные поля токов статора и ротора, как было показано, неподвижны относительно друг друга, Иа этом основании при вращении ротора МДС токов статора и ротора мох!но рассматривать как векторьй геометрическая сумма которых определяет МДС, возбужданацую вращающееся магнитное лоле двигателя, При расчете этих МДС необходимо учитывать то обстоятельство, что они создаются то.
ками в обмотках, секции которых распределены по нескольким лазам, вследствие чего магнитные поля токов отдельных секций обмоток не совпадают в пространстве. Чтобы учесть это, можно ввести в выражения МДС коэффициент, меньший единицы и приближенно равный обмоточному коэффициенту. Следовательно, по аналогии с балансом МДС в трансформаторе [см. (9,4) ) в асинхронном двигателе как при неподвижном, так и при вращающемся роторе справедливо условие ротору при помощи вспомогательного двигателя синхронную частоту вращения, т.
е. равную частоте вращения магнитного поля (г =О), при которой ток в роторе станет равным нулю. Таким образом, ток холостого хода двигателя при отсутствии нагрузки на валу больше тока идеального холостого хоца вследствие потерь энергии на преодоление трения в подвижных частях, на нагревание обмоток ротора и т. п. 249, СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ФАЗЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Для расчетов рабочих процессов асинхронного двигателя часто выбирается схема замещения фазы цвигателя, 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 7 и ротора 7'2 =72, во-вторых, различны числа витков фазных обмоток статора со, и ротора соз и их обмоточные коэффициенты lс б, и lс б, и в-третьих, об! об2' различны числа фаз статора тс = 3 и короткозамкнутого ротора тз = = тт', 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
