2.3.4 Уравнение токов ад.

Рассмотрение предыдущего материала показывает, что АД описывается уравнениями, подобными уравнениям трансформатора. Уравнение токов АД так же подчиняется этой закономерности. Оно записывается следующим образом:

= + (- ), 2.13

где --ток статора АД;

--намагничивающий ток, который мало зависит от нагрузки;

- --приведенный к первичной обмотке (обмотке статора) ток ротора.

Уравнение токов можно интерпретировать следующим образом. Ток статора состоит из двух составляющих: --намагничивающий ток, который мало зависит от нагрузки, и составляющая - , которая компенсирует магнитодвижущую силу ротора.

Ток ротора, как и ток вторичной обмотки трансформатора, оказывает размагничивающее действие. Любое изменение нагрузки вызывает изменение скольжения S. В соответствии с 2.7 от этого изменяется ЭДС ротора, а следовательно, и ток ротора. Так как ток ротора оказывает размагничивающее действие, изменяется составляющая - тока статора, компенсирующая размагничивающее действие тока ротора. Например, при отсутствии нагрузки S≈0 , =0, I₂=0 и ток = . При заторможенном роторе S=1, как и в трансформаторе, и I₂ достигнут своего наибольшего значения. Это приведет к увеличению тока I₁. В отличие от трансформатора скольжение как бы меняет коэффициент трансформации при разных нагрузках.

2.4 Потери и кпд ад.

Мощность Р₂ на валу двигателя меньше мощности Р₁, потребляемой двигателем из сети. Потери преобразуются в теплоту. Чем больше потери, тем сильнее нагревается двигатель. Температура нагрева двигателя не должна превышать определенной величины, которая задается в виде температуры перегрева—величины, показывающей на сколько реальная температура двигателя превышает температуру 20⁰С.

Потери разделяются на основные и добавочные. Основные потери включают магнитные потери, электрические потери и механические потери.

Магнитные потери тем больше, чем больше частота перемагничивания материала двигателя. Они вызваны потерями на гистерезис и потерями на вихревые токи. Главная часть этих потерь представляет собой потери в статоре. Потери в роторе малы по той причине, что частота перемагничивания ротора равна частоте скольжения f_S=f_C -f, которая при скольжении S = (1…8)% и частоте сети 50 Гц составляет (2…4)Гц. Магнитные потери АД мало зависят от нагрузки. Их относят к постоянным потерям.

Электрические потери представляют собой часть мощности, теряемой на нагрев обмоток статора и ротора. Электрические потери пропорциональны квадрату тока в обмотке ( I²R ). Чем больше скольжение, тем больше токи ротора и статора. Поэтому электрические потери пропорциональны скольжению S : меньше скольжение—меньше потери. Электрические потери относятся к переменным потерям, так как их величина зависит от нагрузки.

Механические потери возникают от трения в подшипниках и вентиляторах. В принципе они зависят от скорости вращения, но в АД изменения скорости невелики и потому эти потери можно считать постоянными. Их относят к постоянным потерям.

При работе двигателя в нем возникают высшие гармоники; индукция в зубцах зависит от взаимного положения зубцов статора и ротора. Эти факторы и некоторые другие (например, технологического характера) создают добавочные потери, учесть которые трудно и потому считается, что они должны быть не более 0,5% от подводимой к двигателю мощности.

Мощность на валу двигателя

Р₂ = Р₁ - Р, 2.14

где Р—сумма потерь двигателя.

КПД двигателя

= = = 1- 2.15

КПД АД зависит от нагрузки . В режиме ХХ = 0. По мере роста нагрузки КПД увеличивается, достигая максимума (который в зависимости от мощности двигателя может быть в пределах от 75 до 94%) при нагрузке, равной 0.7…0,8 от номинальной мощности. При увеличении мощности до номинального значения КПД незначительно снижается, а при перегрузках резко падает.

Чем ниже КПД, тем более нагревается двигатель и наоборот: если двигатель рассчитан для работы при больших скольжениях, в нем должны быть предусмотрены соответствующие условия охлаждения.