Лекция № 9

Зависимость частоты, ЭДС и токов ротора от скольжения работающего АД

Величина S= называется скольжением АД и зависит от нагрузки на валу АД, т.е. от момента сопротивления.

n₀ – обороты поля статора (обороты ИХХ)

n – число оборотов ротора АД. S<1

При ХХ S мало ≈ сотые доли %

При номинальной нагрузке S≈(2-8)%.

f₂= , где f₂-частота тока вращающегося ротора, f₂ при номинальной нагрузке ≈1-4 Гц; f₁=50Гц.

E_2S=E₂S, где E_2S-ЭДС вращ-гося ротора,

E₂-ЭДС неподвижного ротора.

X_2σ=X₂S, где X_2σ – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки вращающегося ротора;

X₂ - индуктивное сопротивление неподвижного ротора.

I₂= , где I₂ – ток вращающегося ротора

r₂ - активное сопротивление ротора

X ₂ - индуктивное сопротивление неподвижного ротора.

При пуске: n=0; s=1

При ХХ: n=n_xx; s=s_xx; M=M_xx; I₂=I_xx

При ИХХ: n=n₀; s=0; M=0; I₂=0

Уравнения НС и токов АД

По аналогии с тр-ром результирующая НС АД определится: . Т.к. Ф=const и ≡ U₁≈E₁=const, то отсюда вытекает уравнение НС и токов (разделив на W₁ получим)

, где .

Отличим АД с вращающимся ротором от АД заторможенным ( как тр-р), то , что в первом есть преобразование электрической энергии в механическую, а в заторможенном нет.

Энергетическая диаграмма, КПД и коэффициент мощности АД

Баланс активных мощностей АД можно представить в виде энергетической диаграммы , а также записать в виде ур-ния

Р_Э=∆Р_1Э+∆Р_м+∆Р_2Э+∆Р_МЕX+Р,

где Р_Э=3U₁I₁cosφ₁ – мощность, потребляемая АД из сети

∆Р_1Э – эл. потери в обмотках статора

∆Р_М – магнитные потери в статоре

Р_МЕX – полная механическая мощность, развиваемая АД

∆ Р_{МЕX –} потери механической мощности (в подшипниках, вентиляторах)

Р – полезная механическая мощность на валу.

АД (дается в паспорте АД и каталогах при номинальном режиме)

Р_ЭМ – эл.магн. мощность, передаваемая от статора к ротору

Р_ЭМ= Р_Э -∆Р_1Э - ∆Р_М.

Исходя из энергетической диаграммы и полной схемы замещения АД суммарные потери можно записать в виде

Σ∆Р=∆Р_С+∆Р_var, где var – переменный

∆Р_С – постоянные потери (потери холостого хода и ∆ Р_МЕX), не зависящий от нагрузки

∆ Р_V – переменные потери, зависящие от перегрузки.

Потери ∆ Р и потребляемая реактивная мощность Q определяют важнейшие энергетические показатели АД – КПД и cosφ (коэффициент мощности).

По аналогии с тр-ром КПД определится из ф-лы η= ,

где β= - коэффициент загрузки.

Рис. Рабочие характеристики.

И так с увеличением загрузки (Р_Э) увеличивается и cosφ. Зависимость η,I,k,cosφ от загрузки β показан на графике. Из него видно, что у АД большой I_XX; η с увеличением с увеличением загрузки сначала растет, а затем падает, а cosφ и I увеличивается.

Судя по графику η АД в холостую не использовать.

Схема замещения и векторная диаграмма 2й цепи АД с неподвижным и вращающимся ротором.

Векторная диаграмма 2й цепи АД с вращающимся (сплошные линии) и неподвижным ротором (пунктирные линии).

Чтобы угол ψ₂ (I₂ˆE₂)=const и I₂=const надо чтобы при неподвижном роторе E₂=E₂S∙1/S(т.е. в r₂ в 1/S больше т.е. r₂/S и )