Лекция № 19

Работа 3-х фазного АД при неноминальных условиях

а) Изменение частоты. Частота сети f₁ может отличаться от f_н (маломощные автономне энергетические установки: транспорт, лесоразработки, изолированные строительные объекты).

Рассмотрим случай:

Пренебрегая падением напряжения имеем:

; ;

т.е. с изменением f₁ изменяется Ф.

С другой стороны ,

Откуда , т.е. с изменением Ф изменяется I₂.

Итак, с изменением f₁ изменяется ток ротора I₂ и нагрузочная составляющая тока статора (это из ).

Конкретно: f₁ уменьшается Ф увеличивается I_М увеличивается (намагничивающий ток), а I₂ уменьшается. Но уменьшение f₁ на 10% вызывает увеличение I_М на 20-30% (из-за обычно насыщенной магнитной цепи АД), а уменьшение I₂ на 10% .

Поэтому с уменьшением f₁ увеличивается I₁, что вызовет перегрев обмотки статора. С увеличением f₁ Ф уменьшается I_М уменьшается I₂ увеличивается, что вызовет перегрев обмотки ротора, а в некоторых случаях и обмотки статора из-за увеличения нагрузочной составляющей I₁ , хотя I_М и уменьшается.

Таким образом, как уменьшение f₁, так и увеличение f₁ ведет к ухудшению работы 3-х фазного АД при номинальных или близких к номинальным режимах.

По ГОСТ 183-74 ;

б) Изменение напряжения.

Рассмотрим случай:

Известно, что при пренебрежении падением напряжения в обмотках

; ;

; ;

т.е. с изменением U₁ изменяется Ф изменяется I₂ .

Конкретно: U₁ увеличивается Ф увеличивается I_М увеличивается I₂

уменьшается, I_М увеличивается больше чем I₂ уменьшается, т.е. как

и с уменьшением f₁ получается перегрев обмотки статора.

U₁ уменьшается Ф уменьшается I_М уменьшается I₂ увеличивается, т.е. как и при увеличении f₁ получается перегрев обмотки ротора (а в некоторых случаях и обмотки статора из-за увеличившейся составляющей , ).

Согласно ГОСТ 183-74 - 3-х фазный АД должен отдавать Р_н при

Если же одновременное изменение и , то

(без учета знаков).

Переключение обмоток слабо загруженных АД с треугольника на звезду

Ранее было установлено, что при изменение и приведет к ухудшению работы 3-х фазного АД (увеличение нагрева, а значит потерь, уменьшение ).

Однако часто бывает, что , т.е. АД недогружен. В этом случае полезно уменьшение , что приведет к улучшению работы недогруженного АД.

Повторим формулы: ; ; и проанализируем

С уменьшением уменьшается уменьшается увеличивается.

У меньшение , как видно из части векторной диаграммы АД, улучшает коэффициент мощности так как уменьшается из-за , а увеличивается из-за постоянства .

Увеличение не вызовет перегрева обмоток ротора, так как двигатель был недогружен, и увеличение будет близко к . Из-за уменьшения кроме того уменьшатся магнитные потери в стали которые .

Следовательно (из-за уменьшения и увеличения может быть даже меньше ) это вызовет уменьшение , что приведет к увеличению , а в общем из-за уменьшения к увеличению . Вот вывод.

Поэтому когда обмотки статора недогруженного АД соединены в треугольник, то переключением их на звезду мы уменьшаем в это вызовет уменьшение в уменьшится в раза, а при

увеличится в раз.

Если при этом не улучшится, а останется даже неизменным, то улучшится.

Для примера покажем зависимости при соединении АД треугольником и звездой при .

Из анализа рис. 2) и 3) видно, что переключение АД из треугольника на звезду при недогруженном двигателе целесообразно ниже 40%, тогда и будут лучшими.

О величине мы и говорили в начале этого параграфа.