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

Йз (3-132) следует, что максимальный момент пропорционален квадрату напряжения, приложенного к статору. Поэтому laquo;понижение Ui приводит к заметному уменьшению Мм-

Так, например, если напряжение U, понизилось по сравнению с номинальным (7,, на

ЗОУо, то М при Ui = 0,7Ui будет составлять 0,7=0,49 от Af при если отноше-

= 2, то теперь оно будет -д =

= 0,49-2 = 0,98; следовательно, двигатель не сможет нести даже номинальную нагрузку на Валу.

Еще больше ухудшаются условия, если обмотка статора ошибочно соединена звездой, а не треугольником, как это требуется при данном напряжении. Тогда напряжение, приложенное к фазе обмотки, будет в У 3 раз меньше номинального, а максимальный момент, следовательно, уменьшится в 3 раза.

Из (3-132) также следует, что значение М при данном напряжении не зависит от активного сопротивления /2. От гг согласно (3-130) зависит скольжение Sk, при котором момент становится максимальным. На рис. 3-44 приведены кривые M = f(s) для различных значений г при работе машины с s gt;0. Они показывают, что с увеличением Гг максимум момента смещается в сторону больших скольжений, сохраняя при этом свое значение. Аналогичные кривые получаются и для генераторного режима.

г) Начальный пусковой момент. Вращающий момент прп 3 = 1 называется начальным пусковым моментом. Его значение найдем, подставив в (3-129) s=l:

м .

(3-134)

Уравнением (3-134) устанавливается зависимость Л1 нач = f(-г). которую мы будем рассматривать при изучении вопросов пуска в ход двигателей. Та же зависимость может быть получена из кривых рис. 3-44.

В предыдущем рассматривался электромагнитный момент, развиваемый ротором. При определении момента на валу нужно учесть механические (на трение) и добавочные потери, а также потери, вызванные пульсациями поля в зубцах статора и


Рис. 3-44. Кривые /И = f (s) для различных значений активного сопротивления роторной цепи

ротора. Практически электромагнитный момент мало отличается от пог лезного момента на валу, так как указанные потери незначительны.

3-14. Устойчивость работы машины

а) Двигатель. Рассмотрим вначале вопрос об устойчивости работы трехфазного асинхронного двигателя. Напишем уравнение вращающих моментов, действующих на ротор двигателя при изменении его скорости вращения:

М = /5 = М з (3-135)

М -момент, развиваемый двигателем;

М - статический момент или момент сопротивления рабочего механизма, приводимого двигателем во вращение (с учетом потерь в самом двигателе);

Мцз5 = У - избыточный момент (положительный или отрицательный), обусловленный изменением кинетической энергии всех вращающихся частей двигателя и приводимого им во вращение механизма, имеющи общий приведенный к валу двигателя момент инерции У.

Момент У называется также динамическим или моментом сил инерции. Выражение для него может быть полу raquo; чено следующим образом: кинетическая



энергия вращающихся частей равна

первая производная энергии dA

Д10 времени -мощность; мощность,

деленная на угловую скорость, - =У -динамический момент.

= 0 и М зб = 0; следова-

тельно, М-Мст = 0. В этом случае двигатель работает с постоянной скоростью вращения, момент двигателя М уравновещивается статическим моментом Л1ст, т. е. М = Мст. Однако практически указанное равенство не может сохраняться длительно. Всегда возможны возмущения режима, которые вызовут изменения М или Мт и, следовательно, изменение скорости вращения. Если по прекращении возмущения система (состоящая в данном случае из двигателя и механизма) стремится вернуться в исходное состояние и к нему возвращается, то она представляет собой устойчивую систему.

Обратимся к рис. 3-45, где представлена кривая момента двигателя М=1(п2). Она легко может быть получена из ранее приведенной кривой M = f{s), так как П2= (\-s)ni. На том же рисунке приведена пунктирная кривая McT = f{n2), соответствующая, например, изменению момента подъемного крана при изменении скорости вращения. Точки пересечения этой кривой с кривой момента двигателя получаются I при равенстве М = Мст-

Правая точка соответствует устойчивой работе; здесь при возмущении, вызвавшем положительное приращение скорости вращения, возникает от-


Рис. 3-45. К рассмотрению устойчивости работы асинхронного двигателя.


Рис. 3-46. Схема для реверсирования двигателя (изменения направления вращения) и для перевода его в режим работы тормозом (для сокращения времени выбега).

рицательный избыточный момент Лиэб = Л1-Лст, стремящийся замедлить вращение; при возмущении, вызвавшем отрицательное ориращение скорости вращения, избыточный момент Мизб = Л4-iVfcT будет положительным, ускоряющим вращение. В левой точке устойчивая работа невозможна, так как здесь при отклонении скорости вращения в любую сторону возникает избыточный мо.мент, действующий в ту же сторону.

Следовательно, неравенство

lt;м dm

dn laquo;

lt;- (3-136)

может служить критерием устойчивости работы. При соблюдении этого неравенства работа будет устойчивой, при несоблюдении его - неустойчивой.

б) Тормоз. Обратимся к рассмотрению работы машины тормозом. Этот режим работы (при5 gt;1) иногда применяется при необходимости быстро затормозить механизм, приводимый во вращение асинхронным двигателем. В этом случае применяется та же схема, что и при реверсировании двигателя (рис. 3-46). Для перевода машины в тормозной режим нужно изменить в ней направление вращения поля, что делается при помощи показанного на рис. 3-46 переключателя.

Если тормозной режим используется только для быстрой остановки машины, то устойчивость этого режима не имеет значения; но иногда требуется длительная работа машины



empi/vi/Sff/)pafy/77ff при

Рис. 3-47. Устойчивость работы машины в тормозном режиме.

В режиме тормоза, например в случае, когда рабочим механизмом является подъемный кран. Такая работа также должна быть устойчивой. На рис. 3-47 приведены кривые M = f(s): I - при обычном сопротивлении г. обмотки ротора, 2-при увеличенном сопротивлении цепи ротора ггЧ-Гд, где Гд - добавочное сопротивление (приведенное к обмотке статора), вводимое в цепь ротора; здесь же приведена кривая iMcT=/(s) подъемного крана. Очевидно, только ори второй кривой M = f(s) работа в тормозном режиме будет устойчивой, так как здесь

- 1 lt; -. Следовательно, для устои-

ds as

чивой работы тормозом нужно в цепь ротора включить относительно большое сопротивление /д, что приводит также к уменьшению тока в обмотке ротора, а следовательно, и в обмотке статора.

3-15. Схемы замещения

Теория асинхронной машины основана на ее аналогии с трансформатором ( sect; 3-7-3-12). Необходимые величины и зависимости, характеризующие работу вращающейся машины, можно получить, заменив ее неподвижной машиной, работающей как трансформатор. При этом активное сопротивление роторной цепи, как указывалось, должно быть взято рав-

На основе полученных ранее уравнений мы можем получить, так же как для трансформатора, схему замещения асинхронной машины, позволяющую легко найти соотношения между величинами, характеризующими ее работу.

Обратимся к уравнению (3-123) и перепишем его в следующем виде:

0\ = i

(3-137)

2s ,

Выражению в скобках соответствует сопротивление схемы, приведенной на рис. 3-48. Уравнения напряжений и токов для этой схемы, составленные согласно законам Кирхгофа, будут такие же, как для машины [уравнения (3-115)- (3-117)]. Поэтому она называется схемой замещения асинхронной машины. Можем написать:

Л-г..

1 -S

2 2

1 - S

, (3-138)

где = / -j- /х - сопротивление роторной обмотки при 5 = 1.

Активное сопротивление г можно

рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку неподвижного ротора. Машина в этом случае работает как трансформатор, имеющий чисто активную нагрузку. Электриче-

,2 1 - s

екая мощность mj , отдаваемая

таким трансформатором, равна механической мощности Р, развиваемой ротором при работе машины, например двигателем со скольжением s, что следует из полученного ранее равенства (3-70а) или (3-100).

Можно вместо схемы рис. 3-48 получить схему, более удобную для исследования асинхронной машины, позволяющую составить простые расчетные формулы для токов, мощностей, cos lt;pj, и построить круговую диаграмму.

Из схемы рис. 3-48 следует:

(3-139)

lt;a-i

12

Рис. 3-48. Схема замещения синхронной машины (Т-образная).



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