3.9. Динамический электромагнитный момент
Динамический электромагнитный момент в переходных режимах, так же как и мгновенное значение момента для установившейся средней частоты вращения, определяется по выражению
.
Покажем, что численные значения указанных моментов различны и не подлежат отождествлению. Рассмотрим прямой пуск АД от регулируемого источника синусоидального тока. Уставка действующего значения тока статора позволяет обеспечить пуск при соответствующем моменте нагрузки на конкретную частоту вращения.
Уравнение цепи фазы ротора в частных производных полностью применимо к исследованию переходного процесса. Для переходного тока фазы ротора получаем
,
где
.
Определяя
,
при введении понятия скольжения получаем выражение динамического момента АД в виде
Напомним, что
.
Качественный характер зависимости динамического момента совпадает с известными зависимостями экспериментальных исследований. Из соотношения следует очевидность следующих положений:
понятия мгновенного значения электромагнитного момента в установившемся режиме работы и мгновенного значения динамического момента не могут быть отождествлены;
значения пускового динамического момента и момента установившегося короткого замыкания АД различны.
Поскольку в любых режимах работы АД частота вращения имеет постоянную и пульсационную составляющие, обусловленные соответственно средним и пульсационным электромагнитными моментами, то возникает вопрос о достижимом диапазоне регулирования частоты вращения.
При решении этой задачи будем считать, что при работе на любой частоте вращения двигатель преодолевает статический момент нагрузки, численно равный среднему электромагнитному моменту, и мгновенное значение частоты вращения не может иметь отрицательного знака. Последнее условие определяет предельный диапазон при неизменном направлении вращения ротора.
Мгновенное значение электромагнитного момента установившегося режима работы в виде
,
откуда следует выражение среднего электромагнитного момента
,
Для решения задачи используем уравнение механического равновесия
,
где J– момент инерции, приведенный к валу двигателя,
вр– мгновенное значение частоты вращения ротора.
Подставив mу,mср и равенство
,
уравнение
,
приводится к зависимости
,
после ряда тригонометрических преобразований получим
.
Решением дифференциального уравнения является выражение
.
Максимальные пульсации частоты вращения соответствуют условиям
.
Введение этих условий в дифференциальное уравнение приводит к алгебраическому уравнению
.
Откуда определяется минимальное среднее значение частоты вращения ротора
.
Например, для испытательного стенда двигателя АОК2-51 приведенный момент инерции составлял значение J=0,5 Нмс2. Среднее значение момента по экспериментальным данным равно 41 Нм. Тогдар=0,07 с-1. Предельный диапазон регулирования частоты вращения
.
Мгновенный электромагнитный момент установившегося короткого замыкания определяется
.
Мгновенный электромагнитный момент установившегося короткого замыкания определяется из
,
где
.
Экспериментальные исследования двигателя АОК2-51 подтверждают пульсационный характер момента на полюсном делении. Например, для установившегося короткого замыкания при токах в фазах, близких к номинальному значению, измеренный момент составлял значения (3…5) Нм в зависимости от положения ротора.
Полученные формулы моментов позволяют рассматривать процессы в ЭМП в полном объеме при существовании пульсирующих, эллиптических и круговых полей.
ТЕОРИЯ ОБМОТОК
4.1. Основные элементы обмоток. Классификация обмоток
Виток (секция), катушка, катушечная группа, фаза. Параллельные ветви.
Однофазные, многофазные.
Петлевые, волновые, последовательные, параллельные. Принципы построения.
Однослойные, двухслойные.
Концентрические, шаблонные и т.д.