Контрольные вопросы

1. Напишите уравнение для частоты вращения асинхронного АЭД.

2. Какие способы регулировки частоты вращения вращения возможны?

3. Как устроены многоскоростные асинхронные электродвигатели?

4. Как влияет сопротивление роторной обмотки на диапазон частоты вращения

асинхронных электродвигателей?

4. Какие факторы и как влияют на механическую характеристику АЭД?

5. Покажите на развернутом статоре местонахождение полюсов обмоток переменного тока.

Лабораторная работа № 17 изучение нестандартных режимов работы трехфазного асинхронного электродвигателя

Цель работы: исследование влияния пониженного, повышенного и несимметричного напряжений на показатели электродвигателей.

Краткие теоретические сведения. При симметричном снижении питающего напряжения трехфазного электродвигателя происходит перераспределение намагничивающего и рабочего токов в статорной обмотке. При симметричном снижении питающего напряжения уменьшается ток намагничивания статорной обмотки и магнитное поле статора, но при этом возможно допустить увеличение доли рабочего тока статорной обмотки более номинального значения без опасности ее перегрева и увеличение тока роторной обмотки с ее перегревом. В целом происходит плавное снижение частоты вращения с малой степенью изменения мощности.

При повышении статорного напряжения из-за насыщения магнитопровода статора происходит резкое увеличение тока намагничивания уже на холостом ходу, поэтому рабочий ток статора и рабочий ток ротора не могут быть доведены даже до номинального значения. Поэтому происходит резкое снижение мощности.

При несимметричном изменении напряжения статорной обмотки (без токов нулевой последовательности) появляется два магнитных поля. Одно из этих полей обусловлено вращающим моментом прямой последовательности, а второе тормозящим обусловленным моментом обратной последовательности. В результате взаимодействия двух полей возникают вибрационные силы с удвоенной частотой сети переменного тока. Токи обратной последовательности I^*₁₂ снижают результирующий момент, кпд, увеличивают скольжение, потери.

Токи фаз суммируются из токов прямой I^*₁₁ и обратной последовательностей I^*₁₂.

I^*_А =I^*₁₁ +I^*₁₂; I= a²I^* ₁₁ + aI^*₁₂ ;I=aI^*₁₁ +a²I^*₁₂ . 17.1.

Несимметричный режим работы возникает также при обрыве контактных стержней роторной обмотки или отсут­ствии контакта в цепи трехфазного ротора. При этом в ротор­ной обмотке возникают токи прямой и обратной последователь­ности, создающие свои собственные вращающие поля. Токи прямой последо-вательности создают прямое поле, вращаю­щееся синхронно с полем токов статора. Ток обратной последовательности ротора создает поле вращающееся с частотой f=S N1 относительно ротора и в обратном направлении, скорость этого поля относитель­но статора N=(1-2S) N1. Поле наводит в статоре токи с часто­той f=(1-2S)f1. В результате, при коэффициенте скольжения от 0.5 до 1 обратное поле вращается относительно статора в отрицательном направлении, а его момент действует в положительном направлении. При s< 0.5 обратное поле вращается в положительном направлении а мо­мент, создаваемый им, становится отрицательным. Вследствие этого возможно устойчивое вращение двигателя в области s= 0.5.

Сопротивление Zs₁ токам прямой последовательности определяется выраже-нием: Zs₁= R₁+jX₁+ (Rm+jXm)(R ^/₂/s + jX ^/₂)/[( R ^/₂/s+Rm)+j(Xm+X ^/₂)] 17.2

где R₁- активное сопротивление статорной обмотки;

X₁- реактивное сопротивление рассеяния статорной обмотки;

Rm- активное сопротивление, учитывающее потери в магнитопроводе статора;

Xm -реактивное сопротивление контура намагничивания;

R ^/₂ -активное сопротивление роторной обмотки;

s-коэффициент скольжения.

Сопротивление Zs₂ токам обратной последовательности определяется выраже-нием: Zs₂= R₁+jX₁+(Rm+jXm)[R ^/₂/(2- s)+jX ^/₂]/{[R^/₂/(2-s)+Rm]+j(Xm+X ^/₂)} 17.3

Ток прямой последовательности определяется выражением:

I^/₂₁=c₁U₁₁/[( c₁R₁+ c₁² R ^/₂/s ) ²+( c₁X₁+c₁² X^/₂ )²]^1/2. 17.4

Ток обратной последовательности определяется выражением:

I^/₂₂=c₁U₁₂/{[ c₁R₁+ c₁²R ^/₂/(2-s ) ] ² +[ c₁X₁+c₁² X^/₂ ]²}^1/2. 17.5.

При s=0 Z _S1= R ₁+Rm+j(Xm+X ₁)].

Потери в обмотках статора равны : Р_Э1=3 ( I_н²R₁+ I₁₂²R ₁ ), 17.6.

Потери в обмотке ротора Р_Э2=3 (I^/₂₁² R ^/₂+ I^/₂₂² R ^/₂ ) . 17.7.

Потери в обмотке ротора возрастают на величину 3 I^/₂₂² R ^/₂

Вращающий момент уменьшится на величину :

М=М1-М2=m/ [ I^/₂₁² R ^/₂ /s+ I^/₂₂² R ^/₂ /(2-s)]. 17.8.

Число фаз m=3.