6 Лекция.

При увеличении тока нагрузки до индукционные сопротивления рассеяния практически неизменны, т.к магнитный поток их обуславливающий, замыкается по воздуху, следовательно, насыщение в зубцовой зоне незначительно сказывается на величине тока, а следовательно и на ,при больших увеличениях тока нагрузки, индукционное сопротивление уменьшается в пределах 15-20%. У асинхронных машин все составляющие индукционного сопротивления рассеяния имеют приблизительно одинаковые значения. У синхронных машин в следствии большей величины воздушного зазора сопротивление дифференциального рассеяния меньше всех остальных составляющих.

Поля рассеяния оказывают значительное влияние на работу машины:

1. Они создают ЭДС рассеяния, которые оказывают определенное значение на выходное напряжение машины и характеристики (см. векторную диаграмму).

2. Поле рассеяния неравномерно распределено по пазу, что приводит к вытеснению тока в проводниках, увеличивая их активное сопротивление и, следовательно, потери. Потоки рассеяния, сцепленные с лобовыми частями на обмотке статора, могут производить вихревые потоки в бандажах, что может привести к местному перегреву.

Как положительное, можно отметить, что в синхронных машинах поле рассеяния ограничивают токи короткого замыкания, поэтому в синхронных машинах рассеяние относительно велико.

Асинхронные машины.

Холостой ход асинхронной машины.

Асинхронная машина с фазным ротором:

Мы рассматриваем режим, когда ротор разомкнут - заторможенная магнитная система.

Под действием магнитного потока в первичной и вторичной обмотках будет индуктироваться ЭДС

магнитный поток.

число витков в фазе статарной обмотки.

обмоточный коэффициент статорной обмотки.

частота питающей сети.

Заторможенная асинхронная машина практически представляет собой трансформатор, у которого имеется воздушный зазор, поэтому можно ввести понятие коэффициента трансформации:

Режим работы под нагрузкой при заторможенном роторе.

П од действием в обмотке ротора будут протекать токи, которые создают магнитный поток, вращающийся в пространстве с частотой .

Поток, создаваемый статарной обмоткой будет взаимодействовать с роторной обмоткой и получим результирующий магнитный поток. По аналогии с трансформатором можно записать:

Можно построить диаграмму:

Так же как у трансформатора вторичная обмотка приводится к первичной обмотке, т.е реальная вторичная обмотка заменяется фиктивной обмоткой, имеющей то же самое число фаз, витков, шаг обмотки, число пазов на полюс фазу, как и у первичной обмотки, для того, чтобы энергетические показатели остались без изменений, в реальные параметры вторичной обмотки вводятся поправочные коэффициенты.

поправочный коэффициент по току.

число фаз первичной и вторичной обмоток (в случае короткозамкнутого ротора число фаз равно числу стержней).

приведенные значения вторичной обмотки.

Рассмотренный режим применяется в индукционных регуляторах, который представляет заторможенную асинхронную машину с фазным ротором, у которой ротор может поворачиваться.

В случае подачи питания на обмотку ротора, образуется магнитное вращающееся поле, которое индуктирует в фазах статора и ротора ЭДС, в том случае, если пространственно оси фаз статора и ротора совпадают, ЭДС будут иметь одинаковое направление.

Если мы ротор повернем на угол , диаграмма будет выглядеть так:

Применяется так же этот режим в фазорегуляторах, который представляет собой асинхронную машину. На статарную обмотку подается напряжение . При повороте ротора изменяется фаза напряжения , относительно напряжения фазы .

Работа асинхронной машины при вращающемся роторе.

, следовательно, в проводниках ротора будет создаваться ЭДС с частотой .

скорость, с которой поле пересекает проводники ротора.

скольжение.

частота, когда ротор заторможен.

В машинах малой мощности скольжение достигает 20%, а в машинах большой мощности 1-4%.

Скольжение в номинальном режиме -

Скольжение в заторможенном режиме -

Скорость вращения намагничивающей силы ротора.

скорость ротора.

Следовательно, скорость поля относительно ротора будет равна:

поле ротора в пространстве вращается с той же скоростью, что и поле статора.

Схема замещения асинхронной машины с вращающимся ротором.

Уравнение электрического равновесия для первичной обмотки:

Для вторичной обмотки:

ротор закорочен.

Из анализа полученного уравнения и уравнения трансформатора можно сделать вывод, что для анализа работы асинхронной машины с вращающимся ротором может быть применена схема замещения трансформатора, если во вторичную обмотку будет включено добавочное сопротивление:

Электрическая мощность, выделяемая в этом сопротивлении, будет равна механической мощности, развиваемой двигателем.

Т-образная схема замещения асинхронной машины с вращающимся ротором.

r₁ – активное сопротивление фазы обмотки статора;

x₁ – индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора;

r’₂ – активное сопротивление фазы ротора, приведенное к обмотке статора;

x’₂ – индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора, приведенное к обмотке статора;

r_m – активное сопротивление намагничивающего контура (с определенным допущением можно считать, что это сопротивление учитывает потери в стали);

x_m – индуктивное сопротивление намагничивающего контура, обусловленное взаимной индуктивностью статорных и роторных обмоток.