4.4. Сурет. Асинхронды қозғалтқыштың орынбасу схемасы

Ротор орамдарының кедергісін оның айналмалы қозғалыста екендігін ескеріп, мына түрде жазуға болады:

Ендеше ротор орамдарындағы қуат шығынына сәйкес келсе, механикалық энергияға түрленетін электрлік қуатқа сәйкес келеді.

Т- тәрізді ауыстыру схеманы есептеулерді жеңілдету үшін Г- тәріздіге ауыстырған тиімді. Т-тәріздіден Г-Тәріздіге ауысу үшін ортақ кедергі, яғни схеманың кез-келген тармағындағы ток басқа тармақтағы кернеу мен осы кедергі арқылы байланыста болады деген тұжырымды қолданамыз.

Т-тәрізді схемада тогын статор кернеуі мен тармақтар арасындағы өзара кедергі арқылы анықтауға болады:

и

мұндағы ; Z_m – магниттендіру тізбегінің толық кедергісі;

Көбінесе v бұрышын ескермеуге болады, ендеше есептеулер үшін с коэффициентінің абсолют мәнәін қолданамыз. Олай болса, өзара кедергі , ток

4.4-суреттегі ауыстыру схемасына сәйкес тогын анықтаймыз:

Бұл теңдеуден

4.5. Сурет. Магниттендіру контуры бөлек шығарылған асинхронды қозғалтқыштың ауыстыру схемасы

Қозғалтқыш тұтынатын ток:

немесе

ендеше

(4.17)

мұндағы - бос жүріс тогы s = 0.

Іс жүзінде асинхронды машиналар үшін с = 1,03 ÷ 1,08, бірақ есептеулер кезінде с = 1 деп есептеуге болады. Асинхронды қозғалтқыштың (4.17) теңдеуіне сәйкес келетін Г-тәрізді ауыстыру схемасы 4.5-суретте көрсетілген, бұл схема бойынша қозғалтқыштың барлық параметрлері жүктемеге тәуелсіз, яғни тұрақты болып есептеледі, жүктемеге байланысты өзгеретін жалғыз параметр ол s сырғанау болып табылады.

4.6. Асинхронды қозғалтқыштың энергетикалық диаграммасы мен айналдыру моменті

Қозғалтқышқа берілетін электр қуатының түрлену процессін энергетикалық диаграмма бойынша қарастырамыз ( 4.6 сурет), мұндағы:

– статор орамдарындағы қуат шығыны; – бос ауа қуысы арқылы роторға тасымалданатын электромагнитті қуат; – толық механикалық қуат; P_M2 – ротор орамдарының мысындағы шығындар; – қозғалтқыштың білігіне берілетін пайдалы қуат; Р_MX – подшипниктердегі үйкеліс және жлдетуге жұмсалатын шығындардан құралатын механикалық шығындар; Р_Д – статор мен ротордың тіс тәрізді құрылысына байланысты оларда пайда болатын магнит өрісінің жоғары гармоникаларынан пайда болатын қосымша шығындар.

4.6.Сурет. Асинхронды машинаның энергетикалық диаграммасы:

а – қозғалтқыштық режим; б –генераторлық режим;

в –ауыстырып қосу режимі

Қозғалтқышқа берілетін қуат

,

мұндағы U₁, I₁ – кернеу мен токтың фазалық мәндері.

Қалыптасқан режим кезінде n = const қозғалтқыштың моменттерінің тепе-теңдік теңдеуі:

.

Пайдалы моментке сәйкес келетін пайдалы механикалық қуат:

.

Бос жүріс моментіне сәйкес келетін қуат:

.

Энергетикалық диаграммаға сәйкес толық механикалық қуат:

.

Қозғалтқыштың айналдыру моменті статор өрісі мен ротор орамдарындағы токтың өзара әсерлесуі негізінде пайда болады.

Магнит өрісі жиілікпен айналады, сондықтан электромагнитті момент . Сондай-ақ, сәйкесінше:

ендеше

(4.18)

Егер ротор праметрлері статорға келтірілген және ротор тізбегіне қосымша кедергісі енгізілген болсын, ротор тізбегінің толық активті кедергісі .

Айналдыру моменті:

(4.19)

Бұл формуланы Г-тәрізді ауыстыру схемасын қолдану арқылы түрлендіруге болады. I₀ тогы өзгеріссіз қалуы үшін магниттендіру тармағына r₁ және x_s1 кедергілерін енгізу жеткілікті.

Ауыстыру схемасынан токты анықтаймыз:

тогының мәнін (10.19) формулға қойсақ:

(4.20)

мұндағы

, (4.21)

болғандықтан:

Егер тұрақты деп есептесек, айналдыру моментінің сырғанауға тәуелділігін сараптауға болады.

Егер . Іске қосу кезінде n = 0, s = +1 қозғалтқыштың іске қосу моменті:

(4.22)

Егер , онда қозғалтқыш айналмалы қозғалысқа келеді және тепе-теңдігі орындалғанша айналу жиілігі жоғарлайды, сәйкесінше сырғанау азаяды. Әншейінде , сондықтан s – сырғанау төмендегенде (4.20) формуланың алымы мен бөлімі де өседі, егер , онда (4.20) формуланың алымы үлкен (момент жоғарлайды), егер s = 0,12 ÷ 0,2 бөлімі үлкен (момент кішірееді).

Моменттің максималь мәнін анықтау үшін, осы моментке сәйкес келетін сырғанаудың төңкерме (критическое скольжение) мәнін анықтау керек, ол үшін туындысын алып оны нолге теңестіру керек .

Осы теңдікті шешетін болсақ:

, (4.23)

бұл жерде «+»-таңбасы қозғалтқыштық режимге, «-» - таңбасы генераторлық режимге сәйкес болады. s_m мәнін (4.20) формулаға қойып

. (4.24)

r₁, кедергісін ескермесек (4.23) формуласын қарапайым түрге келтіреміз:

, (4.25)

мұндағы - қысқа тұйықталудың индуктивті кедергісі.

немесе тәуелділіктері механикалық сипаттама болып табылады 4.7 сурет.