А) режим двигателя, б) холостой ход, в) режим генератора

23. Круговая диаграмма АМ.

При проектировании и эксплуатации асинхронных машин необходимо знать, как будут изменяться токи, потери, КПД и соsφ при изменении нагрузки на валу машины. Круговая диаграмма наглядно и с достаточной точностью позволяет определить показатели машины при изменении S от -∞ до +∞. При изменении скольжения конец вектора тока I1 описывает непрерывную замкнутую кривую, которая называется геометрическим местом тока. При U1 и f1 = const и постоянных параметрах (неизменных активных и индуктивных сопротивлениях) геометрическим местом концов векторов тока I1, является окружность. Эта окружность вместе с дополнительными прямыми называется круговой диаграммой АМ. Круговая диаграмма имеет важное значение в теории АМ и до сих пор используется для построения рабочих характеристик. С помощью круговой диаграммы можно исследовать с достаточной точностью все статические характеристики асинхронной машины. Круговая диаграмма позволяет определить основные показатели машины во всех режимах работы. Все это можно сделать на стадии проектирования, не проводя испытаний машины. После подключения к сети при увеличении нагрузки на валу АМ работает в двигательном режиме. При этом изменяется скольжение от 0 до 1, растет ток I1 от I1 = I0 до Ik в точке S=1 растет и ток в роторе I2, который можно определить из круговой диаграммы. После того как двигатель остановился S= 1, при дальнейшем увеличении активного момента сопротивления ротор начинает вращаться против направления вращения поля и асинхронная машина перейдет в тормозной режим. В большинстве случаев это кратковременный режим работы. В этом режиме и электрическая мощность, подводимая к статору машины, и механическая мощность, подводимая к валу, преобразуются в машине в тепло. В тормозном режиме машину часто используют для быстрого останова, изменяя направление вращения магнитного поля путем переключения порядка следования фаз. Генераторный режим работы АМ на круговой диаграмме занимает нижнюю дугу от точки идеального холостого хода S = 0 до S = -∞. Перевести машину из режима двигателя в генераторный режим можно путем изменения момента на валу. В генераторном режиме ротор вращается быстрее поля в том же направлении, что и поле. При этом машина отдает в сеть электрическую мощность, преобразуя механическую энергию в электрическую. При переходе из режима двигателя в генераторный режим сначала разгружается двигатель, а затем за счет момента на валу машина подводится к идеальному холостому ходу (S = О). В этом режиме механические потери покрываются мощностью, которая поступает с вала от внешнего источника механической мощности. При дальнейшем увеличении момента машина переходит в генераторный режим, причем сначала активная мощность в сеть не отдается, а лишь покрываются потери в статоре (Р_э1, и Р_ст) и лишь при увеличении S машина начинает отдавать электрическую мощность в сеть. Круговая диаграмма позволяет определять не только токи, но и моменты, мощности, потери и cosφ, т.е. все основные показатели машины.