Вопрос №10: Какой фазосдвигающий элемент является наилучшим и почему?

Конденсатор является лучшим фазослвигающим элементом т.к., положительным свойством конденсатора как фазосдвигающего элемента является не только то, что он позволяет получить круговое вращающееся поле, но и то, что он обеспечивает заданный вращающий момент при минимальном потребляемом токе и более высокие энергетические показатели.

Рис. 1.8. К сравнению свойств фазосл витающих элементов

Для того чтобы убедиться в этом, сравним АД с различными фазосдвигающими элементами при условии постоянства вращающего момента. Приближенно можно принять, что вращающий момент АД М ~ ФI_а ~ UI_a, где Ф — магнитный поток в рабочем зазоре; I_а — активная составляющая потребляемого тока. На рис. 1.8 изображены ток 1_А фазы А, токи I_BL, I_BR и I_sc фазы В при включении последовательно с ней соответственно катушки индуктивности, резистора и конденсатора. Там же показаны суммарные токи I_L, I_R и I_c> потребляемые АД при соответствующих фазосдвигающих элементах и имеющие одинаковую активную составляющую. Из рис. 1.8 видно, что I_c< I_R< I_L, потребляемая мощность P_sc < P_SR < P_SL и, следова­тельно, суммарные электрические потери Р_эС < P_эR < P_эL, КПД η_С >η_R>η_L коэффициент мощности cos φ_с > cos φ_R > cosφ_L. Таким образом, конденсатор является наилучшим фазосдвигающим элементом.

Глава №2: Основы теории двухфазных несимметричных асинхронных машин

Вопрос №1: Сформулируйте основные положения метода симметричных составляющих.

Любая несимметричная двухфазная система векторов МДС F_A и F_B ,сдвинутых между собой во времени на произвольный угол β, может быть разложена на две симметричные системы, каждая из которых состоит из двух векторов, равных по амплитуде и сдвинутых во времени на четверть периода. Одна из симметричных систем – система векторов прямой последовательности F_A1 и F_B1 –имеет такое же чередование векторов, как и исходная система. Другая – система векторов обратной последовательности F_A2 и F_B2 –имеет чередование векторов, обратное исходной системы.

Вопрос №2: Какова связь симметричных составляющих токов?

Вопрос №3: Как выражаются симметричные составляющие токов через несимметричные токи в фазах?

– приведенный ток

Вопрос №4: Выразите скольжение ротора относительно обратновращающегося поля через скольжение ротора относительно прямого поля.

, где - частота вращения поля статора

-частота вращения ротора

Скольжение ротора относительно обратного поля равно

С учётом того, что , связь между скольжениями и устанавливается соотношением

Вопрос №5: Назовите сопротивления, входящие в схемы замещения несимметричной АМ.

Схемы замещения на основе несимметричной АМ RSA и RSB – активные сопротивления фаз А и В статора; хSA и хSB – индуктивные сопротивления рассеяния фаз А и В статора, обусловленные их потоками рассеяния; хmA – индуктивное сопротивление взаимной индукции фазы А, обусловленное основным магнитным потоком;

хmB – индуктивное сопротивление взаимной индукции фазы В, обусловленное основным магнитным потоком;

RRA – активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к числу фаз статора и числу витков фазы А;

RRВ – активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к числу фаз статора и числу витков фазы В;

хRA – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к числу фаз статора и числу витков фазы А, обусловленное потоком рассеяния обмотки ротора;

хRВ – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к числу фаз статора и числу витков фазы В, обусловленное потоком рассеяния обмотки ротора;

С – фазосдвигающий элемент, который обладает своими активным и реактивным сопротивлениями.

Вопрос №6: Как выражаются параметры фазы В через параметры фазы А?

1 случай, когда фазы А и В занимают одинаковое число пазов(NZA=NZB), имея одинаковые коэффициенты заполнения пазов, обмоточные коэффициенты(koA=koB) и равные средние длины витков(lwA=lwB). Тогда параметры фазы В легко выражаются через параметры фазы А с помощью коэффициента трансформации

; аналогично ; .

Аналогично находим активные сопротивления ; .

2 случай, когда число пазов, занимаемых фазами А и В, различно. Пусть NZA=aNZB .

То ; .

Вопрос №7: Изобразите механическую характеристику АМ при эллиптическом поле.

Вопрос №8: Выразите электрические потери в роторе от токов прямой и обратной последовательностей через соответствующие электромагнитные мощности.

Потери в обмотках статора определяются по известным формулам:

.

Потери в фазосдвигающем элементе:

Электрические потери в обмотке ротора можно найти как сумму потерь от всех составляющих тока ротора:

Выражая токи и сопротивления фазы В через токи и сопротивления фазы А, получаем:

.

Определим потери в обмотке ротора через электромагнитные мощности и токи статора:

Вопрос №9: Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного АД.

На рис. представлена энергетическая диаграмма двухфазного несимметричного АД. Она дает весьма наглядное представление о балансе мощностей в АД при его несимметричном питании.

Энергетическая диаграмма не учитывает добавочных потерь, т.е. потерь, обусловленных вытеснением тока к поверхности проводников, пульсационных потерь, потерь от перемагничивания стали потоками рассеяния. Эти потери обычно не превышают 0,5 % потребляемой мощности, что в микромашинах практически выходит за пределы точности расчетов.

Вопрос №10: За счет каких мощностей покрываются электрические потери в роторе от токов обратной последовательности?

Мощность , которая поступает в ротор от поля прямой последовательности и идет на покрытие электрических потерь в роторе от токов обратной последовательности:

.