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
моздкими и дорогими: к тому же, если их емкость постоянна, то напряжение на зажимах генератора с увеличением нагрузки резко падает, а его стабилизация встречает большие затруднения.
Асинхронный генератор иногда включается на параллельную работу с синхронным генератором, позволяющим путем изменения его тока возбуждения изменять реактивную составляющую отдаваемого им тока ( sect; 4-7,в). Условия работы синхронной машины при этом ухудшаются, так как она должна работать с пониженным созур, отдавая отстающий реактивный ток не только во внешнюю сеть, но и асинхронной машине для создания в ней магнитного поля (рис. 3-41).
3-13. Вращающий момент
а) Зависимость момента от потока Фи активной составляющей тока ротора /гсозфг. Вращающий момент в асинхронной мащине, как отмечалось, создается в результате взаимодействия вращающегося поля и токов, наведенных им в обмотке ротора. Его значение можно найти, исходя из закона электромагнитных сил.
На рис. 3-42 представлены кривые распределения индукции В и наведенных в обмотке ротора токов laquo;2 по окружности ротора асинхронного двигателя, причем эти кривые приняты синусоидальными.
При постоянных наоряжении на зажимах статора и нагрузке на валу двигателя (s = const) обе кривые имеют неизменные амплитуды В и /2м и остаются неподвижными одна относительно другрй. Сдвиг между ними равен % (в электрических радианах) в соответствии со сдвигом по фазе э. д. с. и ток ротора.
Электромагнитная сила, действующая в тангенциальном направлении на проводник с током,
f=Bil.
(3-107)
Возьмем проводник, сдвинутый на угол 5 (в электрических радианах) относительно нулевого значения индукции. Индукция в месте, где находится проводник, B - Bsmi; ток в этом проводнике /гз, sin(? -фг)- Следовательно,
f= BJJsinisinii-,). (3-108)
На рис. 3-42 (вверху) показана кривая распределения тангенциальных сил / на окружности ротора, найден-
7 п. с. Сергеев.
Рис. 3-42. Распределение индукции В, токов t, и тангенциальных сил f по окружности ротора.
пая согласно (3-108). На этом же рисунке (внизу) показаны тангенциальные силы, приложенные к ротору.
Кривые В и гг относительно статора вращаются с синхронной скоростью 0)1. С такой же скоростью относительно статора вращается кривая /; относительно ротора она вращается со
скоростью SCO,.
Среднее значение тангенциальных сил /, необходимое для расчета момента, определяется следующим образом:
Общую силу F, действующую на ротор, найдем, умножив среднюю силу /ср число проводников iVj обмотки ротора:
= /cpiV.- (3-110)
Вращающий момент равен произведе-нию силы г на плечо у, где и-диаметр ротора:
-=-BJJN,cosb. (3-111)
Учитывая, что
В ; = -с; В /т = Ф;
м 2 ср 2jD ср
получим:
М=2Ф/.со5ф,. (3-112)
Формула (3-112) справедлива для обмотки ротора, выполненной в виде беличьей клетки. В общем случае для любой обмотки ротора необходимо учесть укорочение шага и распределение по окружности ротора катушек катушечной группы. Для этого нужно ввести в (3-112) обмоточный коэффициент k:
д .ф/зф [1 (3-113)
М = 0,102Ф/.,со5ф, [кГм].
(3-114)
Если помножить (3-113) на се, и при этом учесть, что
- 2пп, 2nf.
то получим выражение для электромагнитной мощности:
эм = = fn,E,l, cos = = miE, /2 cos4 lt;2-
Точно такое же выражение для Рэм мы получили при помощи векторной диаграммы двигателя ( sect; 3-10).
Формула (3-113) показывает, что М зависит от величин Ф, /2 и cos грг, которые в свою очередь зависят от скольжения. Поэтому она не дает в явной форме зависимости М ог скольжения или от скорости вращения. Однако вывод выражения (3-113) помогает уяснить физическую картину образования электромагнитного момента М.
б) Зависимость момента о т с к о л ь ж е н и я. Зависимость М = = f(s) при исследовании рабочих свойств асинхронной машины имеет важное значение. При определении
этой зависимости устанавливается также влияние на вращающий момент напряжения Ui на зажимах статора и параметров машины. Она может быть найдена из уравнений напряжений н токов (3-98) и уравнения мощностей (3-69), которые мы еще раз напишем в следующем виде:
2 Zs
SO),
(3-11.5) (3-116) (3-117)
(3-118)
где (по аналогии с трансформатором)
Из (3-117) и (.3-116) найдем:
(3-119) (3-120)
(3-121)
(3-122)
Подставляя в (3-115), получим:
-- 2
найденное значение /
(3-123)
Из последнего равенства следует: 2,2 + 2;,
1. = 0,
(3-124)
Разделив числитель и знаменатель правой части на Z, будем иметь:
I -1-
2,+ 2; +2; 2
1 -I-
z, + cX
16,2
(3-125)
(3-126)
Для нормальных асинхронных двигателей мощностью Pj gt; 1 -ь 2 кет
угол Yi по абсолютной величине обычно меньше 1 deg; и имеет отрицательное значение; модуль с, = 1,05-г-1,02.
Подставив в (3-116) значение из (3-122) и затем в найденное равенство У, из (3-125), получим:
(3-127)
Учитывая равенства (3-120) и (3-121) и принимая Ci = c можем написать согласно (3-127) формулу для модуля тока:
(3-128)
Теперь можем найти искомую зависимость M = f{s), подставив в (?-118) полученное значение /:
2 \ /2
(3-129)
В найденном уравнении параметры г Г2, Xi, Х2 и Ci приближенно считаются постоянными. Следовательно, М зависит только от S (при {/i = const). Отметим здесь также, что при данном S момент пропорционален квадрату напряжения Ui.
На рис. 3-43 представлена кривая M = f(s), пqcтpoeннaя по уравнению (3-129). Она показывает, что вращающий момент имеет два максимума: один при s gt;0, другой при s lt;0.
в) Максимальный момент. Максимальный момент определяем обычным путем. Вначале найдем значение аргумента Sk, при котором функция М будет максимальной. Для этого первую производную функции dM
приравняем нулю:
= 0. Отсюда
.получаем искомое значение
Сенератор
Рис. 3-43. Кривая зависимости врашаюгцего mo-i мента 1Л от скольжения s трехфазной машины.
В выражении (3-130) значение г\ по
сравнению со значением (-VjV) мало и им можно пренебречь. Это дает:
Y г\ -f {Xi -Ь cxj)
Скольжение - критическое скольжение, при котором момент достигает максимального значения.
7 raquo;
(3-131)
Подставив в (3-129) значение из (3-130),найдем максимальный вращающий момент:
plusmn; i -ь + {X, + c,x:f
(3-132)
Знак плюс в (3-130) -(3-132) относится к работе машины двигателем или тормозом, знак минус-к работе мащины генератором.
Так как Л] в нормальных двигателях мало по сравнению с Xi + cXi, то зависит главным образом от индуктивных сопротивлений рассеяния .v, и Х2.
Для нормальных двигателей максимальный момент Л1 больше номинального момента, соответствующего номинальной мощности на валу, в 1,8-2,5 раза:
= 1,8 4-2,5.
. (3-130) Значение
определяет
(3-133)
с пособ-
ностьк перегрузке двигателя, приче.м здесь имеется в виду перегрузка только в отношении вращающ,еге момента, а не по нагреву.
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 |