Электротехника Касаткин (967630), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Намагничивающин ток двигателя мало зависит от нагрузки, так как ее увеличение вызы. вает лишь возрастание потокосцеплений рассеяния, пропорциональных токам в обмотках статора и ротора, а главный магнитный поток машины при возрастании нагрузки незначительно уменьшается. Но активный ток двигателя пропорционален его механической нагрузке. Таким образом, с увеличением нагрузки двигателя относительное значение реактивного тока быстро убывает и соя чч увеличивается. При холостом ходе двигателя его коэффициент мощности довольно низок — примерно 0,2.
С увеличением нагрузки он быстро возрастает и достигает максимального значения (0,8--0,95) при нагрузке, близкой к номинальной, Таким образом, даже у полностью загруженного двигателя реактивный ток составляет 60-30% тока статора. Неполная загруженность асинхронных двигателей — это одна из главных причин низко~о соа Р промышленных предприятий. Естественным способом повышения соя зс является полная загрузка асинхронных двигателей, Главный магнитный поток двигателя пропорционален напряжению питающей сети [см.
(14.11б)). Намагничивающий ток, возбуждающий этот поток, при заданном значении потока обратно пропорционален магнитному сопротивлению на пути потока. В этом магнитном сопротивлении большую часть составляет сонротнвление воздушного зазора между статором н ротором. По этой причине конструктор стремится уменьшить этот зазор до минимума, определяемого условиями подвижности в подшипниках и необходимым запасом на их износ, прогибом вала н точностью центровки.
С увеличением номинальной мощности двигателя необходимый воздушный зазор 447 возрастает значительно медленнее этой мощности, благодаря чему с повышением номинальной мощности двигателя его сов ю! увеличивается, С уменьпвнием номинальной частоты вращения двигателя увеличивается его магнит!!ьш поток, так как при меньшей частоте вращения он индуктнрует в фазной обмотке статора меньшую ЭДС. Следовательно, у тихоходных двигателей намагничиваюший ток относительно больше, а сову, существенно меныпе.
Коэффициент полезного действия определяется отношением полезной мощности на валу Р, к мощности Р,, определяющей потребление двигателем энерпги из сети; Мощность Р, равна сумме полезной мощности и мощности всех потерь в двигателе; Р, = Рг + Р пот' Мощность всех потерь в двигателе можно разделить на постоянную составляаяцую, практически не зависящую от нагрузки, и переменную составляющую, зависящую от нее. Мощностью постоянных потерь в двигателе можно считать мощность потерь в сердечнике статора из-за гистерезиса и вихревых токов и мощность механических потерь, которая определяется экспериментально из ольпа холостого хода двигателя. Мощность переменных потерь в двигателе равна мощности потерь на нагревание проводов обмоток статора и ротора: Р =5г Гг Р птг Гг пр! в! !" прг г аг г' Максимального значения (65 — 95%) КПД достигает, если переменные потери равны постоянным (см.
В 9). У большинства двигателей этот максимум КПД имеет место примерно при нагрузке, равной 75% номинальной, так как двигатели проектируются с учетом того обсщятельства, что далеко ие всегда оии погностью загружены. 14.16. УНИВЕРСАПЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА асинхронной машины Асинхронная машина, как и все электрические машины, обратима, т, е. в режиме двигателя она может преобразовывать электрическую энергию в механическую, а в режиме генератора — механическую в электрическую. Чтобы перевести асинхронную машину из режима двигателя в режим генератора, необходимо при помо!ци внешней механической силы, приложенной к валу асинхронной машины, сообщить ротору ча.
чав стогу вращения, превышающую синхронную, т, е. нужно, чтобы выполнялось условие и > л,. Тогда ротор будет обгонять вращающееся магнитное поле, а провода его обмотки будут пересекать линии маг. нитного поля в направлении, обратном направлению пересечения прн вращении в режиме двигателя. Вследствие этого направления ЭДС и токи в обмотке ротора изменятся на противоположные. В результате силы взаимодействия вращающегося поля и токов ротора также изменят свое яаправленне на обратное и станут противодействовать вращению ротора. Для поддержания вращения требуется передача ротору механической энергии от внешнего источника.
Однако намаг. ничнваюшнй ток останется неизменным, так как условия возбуждения вращающегося поля в асинхронном генераторе и двигателе одни и те же. Мощность, развиваемая машиной, в таких условиях отрицательна, т. е. машина не потребляет энергию, а отдает ее в сеть. При таком режиме машины скольжение з = (я, — и)/л, ( О. Отрицательное скольжение — характерный признак работы асинхронной машины в режиме генератора, С возрастанием по абсолютному значению этого скольжения индуктивное сопротивление обмотки ротора машины будет возрастать, из-за чего будет увеличиваться сдвиг фаз между ЭДС и током в обмотке ротора, Вместе с тем пропорционально скольжению растет ЭДС ротора, н так как тормозной момент асинхронного генератора выражается так же, как врашакапнй момент двигатели 1см.
(!4.27) ), т. е. М = сопатФ Гтсоа рт, тор в то, следовательно, максимальное значение этого момента будет соответствовать скольжению (14,31): э =-г /(х +х кр ва рва3 раеэ)' При дальнейшем увеличении отрицательного скольжения момент уменьпнется, Таким образом, характеристика ат, (э) генератора в общем напоминает такую же характеристику двигатела и является ее продолжением в третьем квадранте системы координат (рис. 14.25) . Асинхронный генератор потребляет из сети инцуктивиый реактивный (намагничивающнй) ток, как и двигатель, и поэтому нуждается в источнике реактивной мошатости.
Следовательно, асинхронный генератор пе мэжет работать независимо. Подключенный к сети, асинхронный генератор своим реактивным током ухудшает общий коэффициент мощности системы. Однако возможна и независимая (автономная) работа асинхронного генератора, так как необходимый реактивный ток мэгут давать включенные параллельно с ним конденсаторы. В этом случае при пуске асинхронного генератора в ход имеют место явления и-Зт 449 Гас.
14.25 самовозбуждения от остаточного намагничивания магнитной цепи асинхронной мапмны. Преимуществом асинхронного генератора является простота его устройства и обслуживания Если при помощи внешней механической силы вращать ротор против направления вращения магнитного поля машины, то в выражение скольжения (14,1) частота вращения ротора и войдет уже с отрицательньаи знаком, а в таких условиях скольжение г =(л1+ л)(л, > 1.
В этих условиях направление тока в обмотке ротора не изменит- ся, а следовательно, ротор будет развивать момент, противодействую- щий тормозному моменту, приложенному к валу машины. Последняя будет получать механическую энергию, подводимую со стороны ва- ла, и электрическую энергию нз сети. Это будет режим электромаг- нитного тормоза, График зависимости М (а) при з > 1 является прявр мым продолжением характеристики двигателя и составляет третий участок универсальной характеристики М (г) асинхронной машины.
вр Режим тормоза применяется для быстрои остановки двигателя или в случае применения асинхронной машины для торможения привечно- го механизма, например в крановых и подъемных устройствах при,спус- ке грузов, Зля того чтобы перевестн двигатель в режим тормоза, применяется противовключение, т. е. изменение порядка подключения к сети любых двух фаэ статора (рис. 14.8, а), прн этом направление вращения маг- нитного поля становится противоположным направлению вращения ротора. В этих условиях скольжение г = (л, + л)/п > 1 и ротор вра- 1 щается в направлении, противоположном вращению поля под дей.
станем внешней механической силы (например, тяжести опускающе. гося груза) или лод действием силы инерции. Когда ротор остановит- ся, необходимо отключить машину от сети, чтобы избежать перехода машины в режиме двигателя, 450 талв, пуск АсинхРОннОГО дВиГАтеля В хОд Важное практическое значение для оценки асинхронных двигателей имеют их пусковые свойства, Эти свойства в основном определяются следующими величинами пусковым током Тпуск и начальным пусковым вращающим моментом М, плавностью и экономичвр пуск' постыл пускового процесса, длительностью пуска. В каталогах обычно указывается кратность пускового значения величины к ее номинальПусковые свойства асинхронного двигателя зависят от его конструкции, в частности от устройства ротора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
