www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

хронная машина заменяется непо-движной, работающей как трансформатор с активным сопротивлением роторной цепи - и ее индуктивным со-противлением рассеяния Х2-

3-8. Пространственная диаграмма н. с. двигателя

Как указывалось, основное поле в машине создается совместным действием н. с. обмоток статора и ротора.

Намагничивающая сила обмотки статора вращается относительно статора со скоростью п, (об/мин) (или

с угловой скоростью Ы).

Намагничивающая сила обмотки ротора вращается относительно рото-

бО/г 60sf.

pa со скоростью ~ ~р i

(или swi) в направлении его вращения. Последнее объясняется тем, что при одном и том же направлении вращения поля относительно обмоток статора и ротора (при s gt;0) порядки чередования фаз этих обмоток будут одинаковы. Так как сам ротор вращается в сторону вращения поля со скоростью/12(032), то н. с. ротора относительно статора вращается со скоростью

Srt, 4-tt 5Л, -f (1 - S) П, = tt, ((о,).

Отсюда видим, что н. с. статора и ротора вращаются относительно статора в одну и;ту же сторону с одной н той же скоростью; следовательно. они неподвижны одна относительно Другой.

Обратимся к рис. 3-31, где изображены статор и ротор вращающейся машины. Ее основное поле, синусоидально распределенное в воздушном зазоре, можно изобразить пространственным вектором Вм, вращающимся с синхронной скоростью СО). При этом индукция в любой точке внутренней окружности статора определяется проекцией вектора Вм на линию, проведенную через центр и выбранную точку.

Пусть в рассматриваемый момент времени вектор В направлен по горизонтали, как показано на рис. 3-31. Такое же направление будет иметь пространственный вектор Fq н. с, создающей в воздушном зазоре осноаное

поле с амплитудой В . В этот момент времени в фазах обмоток статора и ротора, оси которых перпендикулярны к вектору Вм, будут наводиться максимальные э. д. с. 1 и 2 - Направления и fssv., найденные по правилу правой руки, одинаковы при s gt;0, так как в этом случае поле относительно обеих обмоток перемещается в одну и ту же сторону (против часовой стрелки).

Если бы роторная цепь имела только активное сопротивление, то максимум тока /гм в фазе обмотки ротора получался бы одновременно с максимумом э. д. с. Еям в этой фазе. Но так как роторная цепь наряду с активным сопротивлением имеет индуктивное сопротивление рассеяния, то максимум тока /гм наступит позднее, чем максимум э. д. с. 2,sm. В рассматриваемый момент времени максимальный ток /гм будет иметь место в фазе 2, сдвинутой относительно фазы / на угол 2 (в электрических радианах) в соответствии со сдвигом по фазе (во времени) на угол ф2 э. д. с. и тока в обмотке ротора.

Так как амплитуда вращающейся н. с. совпадает с осью той фазы, ток которой имеет в данный момент времени максимальное значение


Рис. 3-31. Пространственная диаграмма н. с. двигателя (scoi laquo;г = i)-



(рис. 3-27), то пространственный вектор р2 н. с. роторной обмотки совпадает с осью фазы 2.

Результирующая н. с. Fo=Fi-fF2. Следовательно, F, = Fo-F2. Последнее равенство при известных Fq и F2 позволяет определить пространственный вектор F, н. с. статора и ту фазу его обмотки, которая имеет максимальный ток /iM-

На рис. 3-31 показаны векторы и. с. и только те фазы обмоток статора и ротора, в которых э. д. с. и токи в рассматриваемый момент времени имеют максимальные значения.

Значения В и соответствующего потока Ф, сцепляющегося с обмоткой статора, определяются в основном напряжением Uf-. поток Ф должен иметь такое значение, чтобы наведенная им э. д. с. , почти полностью уравновешивала напряжение Ui. При увеличении скольжения, что вызывается возрастанием нагрузки на валу, увеличиваются ток /2 и F2, а это в свою очередь приводит к увеличению / и Р\, так как н. с. Fg должна остаться почти неизменной, поскольку остается почти неизменным создаваемый ею поток Ф.

3-9. Приведение вращающейся машины к неподвижной, работающей как трансформатор

Намагничивающая сила ротора при его вращении совместно с н. с. статора создает основное толе. Очевидно, что точно такое же поле будет создаваться в машине и при неподвижном роторе, если токи в его обмотке по величине и фазе (относительно э. д. с.) остаются теми же, что и при вращении.

На рис. 3-32 представлена векторная диаграмма роторной цепи при s gt;0, соответствующая уравнению на-


Рис. 3-32. Векторная диаграмма роторной цепи при S gt; 0.


Рис, ,3-33. Векторнач диаграмма роторной црпи при неподвижном роторе.

пряжений (3-85). Из этого уравнения находим:

(3-86)

Если числитель и знаменатель правой части равенства разделить на s, то получим тот же ток I

2

(3-87)

где и - э. д. с. и индуктивное сопротивление рассеяния роторной цепи при неподвижном роторе.

Таким образом, вместо вращающегося ротора можно рассматривать неподвижный ротор, но при этом необходимо считать активное сопротивле-

ние его цепи равны.м . В этом случае ток роторной цени /2 остается тем же самым, что и при скольжении s, так же как и сдвиг его по фазе г)2 относительно э. д. с. (рис. 3-32 и 3-33). Теперь мы можем перейти от вращающегося ротора к неподвижному (эквивалентному), взяв здесь только фазы статора и ротора, оси которых совпадают, и рассматривать работу машины как работу условного трансформатора, первичная (статорная) и вторичная (роторная) обмотки которого пронизываются одновременно одним и тем же главным потоком Ф (рис. 3-34). При этом необходимо, чтобы н. с. обмоток по амплитуде были равны F, и

и чтобы эти и. с. по фазе (во времени) были сдвинуты на такой же угол, на который они были сдвинуты в пространстве при работе машины двигателем.

Уравнения напряжений для фаз статора и ротора можем написать так



же, как для первичной и вторично?! обмоток трансформатора. Уравнение напряжений роторной цепи (3-85) после деления его членов на s получает следующий вид:

1,-. (3-88)

Отсюда также видим, что при замене вращающейся машины неподвижной, когда она работает как трансформатор (рис. 3-34), нужно в ее роторной цепи иметь активное сопротивление

- . Тогда временный сдвиг н. с. ста-

торной и роторной обмоток такого трансформатора будет соответствовать пространственному сдвигу н. с. вращаюи1ейся машины и мы можем написать:

здесь взятое учетом потерь в стали статора Р и вследствие этого несколько отличается от Рц на диаграмме рис. 3-31, где для упрощения мы пренебрегали этими потерями (практически F F).

Согласно (3-59) перепишем уравнение (3-89) в следующем виде:

=OAbmJ,

(3-90)

Разделим обе части этого равенства на

0,45/и,

. При этом получим:

л+/;=/ос. (3-91)

есть ток ротора, приведенный к обмотке статора.

Обратимся теперь к уравнению напряжений роторной цепи (3-88). Помно-

жим его на --.- два последних члена правой части еще на .v laquo;н.

Тогда, учитывая формулы для э. д. с. (3-77) и (3-80) и для приведенного то-iCa (3-92), получим:

o=E,-ji;x,-i;, (3-93)


Рис. 3-34. Фазы обмоток статора и ротора асинхронной машины, работающей как трансформатор.

2 т.ф.

(3-94)

-э. д. с. обмотки ротора, приведенная к обмотке статора;

- сопротивления обмотки ротора, приведенные к обмотке статора.

С учетом (3-92) и (3-94) те же соотношения между Гг и и между х, и х\ мы получили бы, исходя из равенств:

mil,= mj Гз

(3-97)

Приведенные величины Ez и /г были бы равны действительным величинам обмотки ротора, если бы она была выполнена с теми же числами фаз, витков в фазе, пазов на полюс и фазу и с тем же шагом, что и обмотка статора. В такой обмотке электрические потери, а также относительные падения напряжения согласно (3-97) должны остаться неизменными.

3-10. Векторная диаграмма асинхронного двигателя

На основе уравнений напряжений (3-84) и (3-93) и уравнения токов (3-91), которые мы еще раз напишем:



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92