J. Энергетическая диаграмма. Вывод формулы для электромагнитного момента.
Рассмотрим режим двигателя (для генераторного- очень похоже). Диаграмма рисуется для активных мощностей:
потери
в меди первичной обмотки
потери
в стали
потери
в меди вторичной обмотки
механические
потери
добавочные
потери
Электромагнитная
мощность:
Согласно
схеме замещения, с учетом того, что фаз
–
:
Потери
в меди ротора:
Если пренебречь добавочными потерями то:
А
именно эта мощность выделяется в виде
потерь в сопротивлении схемы замещения
.
Таким образом, потери в этом сопротивлении
схемы замещения представляют собой
механическую мощность (на валу), большая
часть которой полезная мощность
.
Заметим,
что
.
.
Это дает возможность вывести формулу
для расчета электромагнитного
момента:
Размерности:
,
,
Механическая угловая скорость вращения ротора:
где
число пар полюсов.
Заполним
таблицу значений
(в об/мин):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где
.
Из
схемы замещения:
где
.
И
после подстановки, с учетом того, что
для АМ мощностью, начиная примерно с 1
кВт
,
:
Анализ:
1).
2).
(при той же мощности),
.
3).
(при той же мощности).
4). Сложная зависимость от скольжения механической характеристики.
K. Механическая характеристика машины.
Эта зависимость строится по выражению
Характерные
точки:
Иногда
дается еще значение
L. Три режима работы ам.
1.
Двигательный–
большинство АМ работает именно в этом
режиме (
всей энергии потребляется АД).
2. Генераторный– АГ обычно небольшие автономные (гидрогенераторы микроГЭС, и малых ГЭС, генераторы ВЭУ). Недостаток: непостоянная частота.
Генераторный режим с отдачей энергии в сеть
При генераторном (рекуперативном) режиме с отдачей энергии в сеть ротор двигателя вращается с частотой, большей синхронной (n2>n1) в направлении вращения магнитного поля статора, т.е. S<0 (рис. 75). Следовательно, направление, в котором силовые линии магнитного поля пересекают обмотку ротора, противоположно по сравнению с направлением, когда асинхронная машина работает в режиме двигателя. При этом ЭДС Е2 и ток I2 в обмотке ротора изменяют фазу на 180º, что согласно уравнению (164) вызывает изменение направления действия вращающего момента, который оказывается направленным против вращения ротора. Изменение направления действия вращающего момента, фазы тока ротора I2 на 180º, а следовательно, и фазы активной составляющей тока статора I1 на 180º означает переход машины в режим генератора, когда механическая энергия, поступающая извне на вал ротора, преобразуется в электрическую и
отдается в сеть. Однако при этом асинхронная машина потребляет из сети реактивную энергию, так как вращающееся магнитное поле машины создается реактивной (индуктивной) составляющей тока I1. Это приводит к уменьшению коэффициента мощности машины, что является недостатком такого режима. |
3. Электромагнитный тормоз– обычно режим динамического торможения.
Если на работающем АД изменить чередование фаз, он перейдет в режим электромагнитного тормоза.
В режиме торможения противовключением ротор вращается в сторону, противоположную вращению магнитного поля статора. В этом режиме S>1.
Режим противовключения может возникнуть у двигателя, работающего в грузоподъемных механизмах, при спуске тяжелых грузов. При этом двигатель включен на подъем, но под действием веса груза ротор двигателя вращается в обратную сторону. Этот режим называется режимом электромагнитного тормоза