1.6 Асинхронный двигатель. Схема включения, схема замещения. Электромеханические и механические характеристики асинхронного двигателя.
Схема замещения АД
АД широко примен в промышленности благодаря простате их конструкц, надежности в эксплуатации и в сравнительно низкой стоимости. Расход цветных металлов и общая масса на ед мощности в 1,5-2 раза ниже чем для ДПТ.
UФ
– действующее значение фазного напряжения
сети; I1,
I’2
– ток статора
(I1)
– фазные
токи статора и ротора приведены к статору
соответственно; Iμ
– ток намагничивания;
Xμ
– индуктивное
сопротивление контура намагничивания;
R1,
R’2
- активные
и фазные сопротивления обмоток статора
и ротора, приведенные к статору, X1
, X’2
–
индуктивные
и фазные сопротивления обмотки статора
и ротора, приведенные к статору, R’2П
–
приведенное к обмотке статора активное
фазное сопротивление, включенное
последовательно в цепь обмотки ротора.
S
– скольжение
(
);
где ω – углов скорость, ω0
– угл скорость поля Дв
Д
анная
схема замещения получена при следующих
допущениях:
1. Параметры схемы не зависят от режима работы Д;
2. Не учитываются добавочные потери и насыщение магнитопровода;
3. Не учитывается влияния пространственных и временных высших гармонических составляющих (мдс).
Механические характеристики АД.
Д
ля
вывода мех-их хар-ик необходимо
рассматривать баланс мощности на основе
энергетических диаграмм.
Для вывода мех-ой хар-ки принимаем следующие допущения:
1
.
Ввиду малости активного сопротивления
статора (для машин средней и большой
мощности принимаем ∆РЭЛ1=0.
2. Учитывая, что магнитные потери в АД значительно ниже электрических ∆РМ1=0, ∆РМ2=0.
Ур-ие электромеханической хар-ки: М = f(I).
-
ЭМХ; Из ур-ия следует, что для определения
зависимости моментов от скольжения
необходимо знать хар-ку I’2(S).
,
ХКЗ
– индуктивное сопротивление КЗ. ХК=Х1+Х’2
Ур-ие
представляет собой скоростные хар-ки
АД, т.к. скольжение однозначно определяет
величину скорости. Уравнение механической
хар-ки:
- МХ
Макс-ое
значение момента, развиваемого дв-ем
называется критическим. Соответствующее
скольжение называется критическим.
;
Знаки ± означают, что максимум момента может иметь место:
а) при s>0 (+) в двигательном режиме и режиме противовключения.
б) при s<0 (-) в генераторном режиме.
«+»
- двигательный режим; «-» - генераторный.
При работе в генераторном режиме с
рекуперацией энергии момент критический
больше, чем в двигательном режиме или
режиме противовключения.
;
Формула
Клосса:
.Упрощенная
Таким образом, зная каталожные данные
АД, можно построить MX
и ЭМХ.
Электромеханические характеристики АД.
Типы
ЭМХ: 1. Зависимость тока от скольжения
I1(s),
2. I’2(s).
При
s∞
ток ротора I’2
стремится к предельному значению:
Когда s>0, то I’2(s) монотонно возрастает.
Если s<0 – имеется максимум.
Ток ротора I’2 явл-ся основной величиной для оценки режима работы Д.
Для
выражения
I1(s):
где
- коэф-т кратности тока Iμ
по отнош-ию к I’2пр.
1.7 Уравнения электромеханической и механической характеристики асинхронного двигателя. Искусственные характеристики асинхронного двигателя.
Уравнение электромеханической характеристики: М = f(I).
-
ЭМХ;
Уравнение механической характеристики:
-
МХ
Искусственные характеристики АД
Включение дополнительного R Изменение U
в ротор АД (Rд<R1<R2<R3)
Изменение Х (реактивного Изменение частоты питающего U/f = const (одновременно
сопротивления в статоре, (з-н Костенко) fH > f1 > f2. изменяется U и f)
ХН < Х1 < Х2 < Х3)U
