- •Лекции по электрическим машинам Тема: «Общие вопросы теории машин переменного тока»
- •§1. Синхронные машины.
- •§2. Асинхронные машины.
- •§3. Обмотки машин переменного тока.
- •§4. Электродвижущие силы обмоток машин переменного тока.
- •§4.3. Э.Д.С. Витка.
- •§5. Намагничивающие силы обмоток переменного тока.
- •§2. Двигатели асинхронные 3хфазные единой серии 4а.
- •Тема: «Асинхронные машины. Основы теории асинхронных машин при неподвижном роторе»
- •§1. Принцип действия асинхронной машины.
- •§3. Асинхронная машина пи заторможенном роторе.
- •Тема: «Основы теории асинхронных машин при вращающемся роторе»
- •§1. Ориентировочные замечания.
- •§2. Основные явления, происходящие в асинхронной машине при вращении.
- •§3. Уравнение э.Д.С. Ротора и ток ротора i2.
- •§4. Частота вращения намагничивающей силы ротора.
- •§5. Уравнение намагничивающих сил асинхронной машины при её вращении.
- •§6. Схема замещения ротора асинхронной машины.
- •§7. Векторная диаграмма асинхронного двигателя.
- •§8. Схема замещения асинхронного двигателя.
- •§9. Потери и к.П.Д. Асинхронного двигателя.
- •Тема: «Синхронные машины. Работа под нагрузкой».
- •§1. Основные понятия и устройство синхронной машины.
- •§2. Принцип действия синхронной машины.
- •§3. Работа синхронного генератора при холостом ходе.
- •§4. Работа синхронного генератора под нагрузкой (на примере явнополюсной машины).
- •Тема: «Параллельная работа синхронных машин»
- •§1. Предварительные замечания.
- •§2. Условия параллельного включения синхронных генераторов по способу точной синхронизации.
- •§3. Включение синхронных генераторов по методу самосинхронизации.
- •Тема: «Характеристики синхронных генераторов».
- •§1. Система относительных единиц.
- •§2. Характеристика холостого хода.
- •§3. Характеристика короткого замыкания.
- •§4. Опытное определение xd.
- •§5. Опытное определение реактивного треугольника.
- •§6. Нагрузочная характеристика.
- •§7. Опытное определение индуктивного сопротивления рассеяния хδ.
- •§8. Внешняя характеристика.
- •§9. Регулировочная характеристика.
- •§10. Отношение короткого замыкания.
- •Тема: «Физические основы рабочего процесса трансформатора»
- •§1. Принцип работы трансформатора.
- •§2. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов.
- •§3. Уравнение электродвижущих сил.
- •§4. Уравнение намагничивающих сил.
- •§5. Приведенный трансформатор.
- •§6. Переходные процессы в трансформаторах.
- •Тем а: «Рабочие свойства трансформаторов»
- •§1. Режим холостого хода.
- •§2. Опыт короткого замыкания.
- •§3. Изменение напряжения трансформатора.
- •§4. Включение трансформаторов на параллельную работу.
- •§5. Энергетическая диаграмма трансформатора.
- •Тема: «Коллекторная машина постоянного тока».
- •§1. Устройство и принцип действия.
- •§2. Энергетическая диаграмма.
- •§3. Основные электромагнитные соотношения машины постоянного тока.
- •§4. Общие сведения об обмотках машин постоянного тока (якорных обмотках).
- •§5. Простая петлевая обмотка.
- •§6. Простая волновая обмотка.
- •Тема: «Магнитная цепь машины постоянного тока».
- •Значение индукции в машинах постоянного тока.
- •Тема: «Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке».
- •§1. Реакция якоря.
- •§2. Влияние реакции якоря на магнитный поток машины.
- •Тема: «Коммутация в машинах постоянного тока».
- •§1. Причины, вызывающие искрение на коллекторе.
- •§2. Физическая сущность коммутации и ее влияние на работу машины.
- •§3. Способы улучшения коммутации.
- •Тема: «Генераторы постоянного тока и их характеристика».
- •§1. Характеристики генераторов.
- •Тема: «Генераторы постоянного тока. Классификация».
- •Тема: «Двигатели постоянного тока, их характеристики».
- •§1. Основные понятия.
- •§2. Пуск двигателя постоянного тока.
- •§3. Рабочие характеристики двигателя постоянного тока.
- •§4. Механические характеристики двигателей постоянного тока.
- •§5. Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением.
§3. Уравнение э.Д.С. Ротора и ток ротора i2.
Если цепь ротора замкнута, то по ней течет ток I2, создающий поток рассеяния Фδ2и встречающий сопротивлениеR2=r2+rд. Соответственно этому в обмотке ротора имеются, кроме э.д.с. Е2S, создаваемой основным потоком Фm, ещё э.д.с. рассеяния ĖS2=-jI2x2Sэ.д.с. активного сопротивленияEr2=-I2R2. По закону равновесия э.д.с. имеем
0=Ė2S+Ėδ2+ Ėr2
или
Ė2S=İ2R2+jI2x2S= İ2Z2S,
где Z2S=R2+jx2S– полное сопротивление реального ротора.
Следовательно,
=![]()
и
![]()
Если ротор приведен к статору, то
,
где
- полное сопротивление приведенного
ротора.
Отсюда

§4. Частота вращения намагничивающей силы ротора.
Протекая по обмотке ротора, ток I2создает намагничивающую силуF2, вращающуюся относительно ротора с частотойn2, соответствующей частоте тока в ротореf2. Кроме того, сам ротор вращается с частотойn.Следовательно, намагничивающая силаF2ротора вращается относительно какой-нибудь неподвижной точки в пространстве, а стало быть и относительно статора с частотойn2+n, но
![]()
Таким образом,
n2+n=n1-n+n=n1,
т.е. намагничивающая сила ротора вращается в пространстве всегда (т.е. независимо от режима работы) с той же частотой и в том же направлении, как намагничивающая сила статора.
§5. Уравнение намагничивающих сил асинхронной машины при её вращении.
Т.к. в асинхронной машине намагничивающие
силы статора и ротора F1иF2вращаются в
пространстве с одинаковой частотой и
в одинаковом направлении, то можно себе
представить, что они неподвижны друг
относительно друга, и, следовательно,
находятся в постоянном взаимодействии
между собой. При этом синусоида
намагничивающей силыF2должна быть сдвинута в пространстве
относительно синусоиды намагничивающей
силыF1на такой
угол, чтобы результирующая намагничивающая
силаF0была достаточна
для создания основного магнитного
потока Фm. Таким
образом,![]()
![]()
Подставив значения намагничивающих сил и сделав преобразования, получим
![]()
или
![]()
Это уравнение повторяет собой уравнение намагничивающих сил асинхронной машины при заторможенном роторе.
§6. Схема замещения ротора асинхронной машины.
В целом ряде случаев удобнее иметь дело не с действительной асинхронной машиной, представляющей собою систему двух (нескольких) электромагнитно связанных контуров, а с эквивалентной ей электрической системой, создав для этой цели соответствующую схему замещения, аналогичную схеме замещения трансформатора.
Для этого достаточно преобразовать
уравнения э.д.с. ротора, подставив в него
значения
и
,
тогда
![]()
Сократив обе части на S, имеем
,
где
- полное сопротивление замещенного
ротора.
Отсюда

или

Эти формулы имеют не только другой вид,
но и другой смысл (сравним с формулой
э.д.с.). Действительно, ток
,
определяемый по данной формуле, имеет
частоту э.д.с.
при неподвижном роторе, т.е. частоту
питающей сетиf1.
Индуктивное сопротивление
тоже соответствует неподвижному ротору,
а активное сопротивление становится
равным
.
При этих условиях ток
не изменяется ни по величине, ни по фазе,
но имеет частоту питающей сетиf1.
Другими словами, всё происходит так,
как если бы ротор представлял собою
неподвижный контур, к зажимам которого
подводится э.д.с. Е2=Е1, и
сопротивления которого равны
и
.

Рис. Схема замещения ротора асинхронной машины.
Представим сопротивление замещенного ротора в виде
.
Следовательно, сопротивление второго
контура мы можем рассматривать как
сумму сопротивлений собственно
неподвижного ротора
и добавочного активного сопротивления
.
Произведение
·
эквивалентно мощности, которую развивает
асинхронная машина при вращении. С этой
точки зрения нет ничего удивительного,
что сопротивление
имеет положительные значения при работе
двигателем и отрицательные при работе
генератором.
