2.8. Приведение параметров обмотки ротора, векторная диаграмма и схемы замещения асинхронного двигателя
Параметры обмотки
ротора приводят к обмотке статора, чтобы
векторы ЭДС, напряжений и токов обмоток
статора и ротора можно было изобразить
на одной векторной диаграмме. При этом
обмотку ротора с числом фаз
,
с числом витков фазы
и обмоточным коэффициентом
заменяют обмоткой с
,
а мощности и фазовые сдвиги векторов
ЭДС и токов ротора должны остаться без
изменений. Пересчет реальных параметров
обмотки ротора на приведенные выполняются
по формулам, аналогичным формулам
приведения параметров вторичной обмотки
трансформатора.
При неподвижном
роторе приведенная ЭДС ротора равна
,
где
–
коэффициент трансформации напряжения
в асинхронной машине при неподвижном
роторе.
Приведенный ток
ротора
,
где
– коэффициент трансформации тока
асинхронной машины.
В отличие от
трансформаторов в асинхронных двигателях
коэффициенты трансформации напряжения
и тока не равны (
).
Объясняется это тем, что число фаз в
обмотках статора и короткозамкнутого
ротора не одинаково (
).
Лишь в двигателях с фазным ротором, у
которых
,
эти коэффициенты равны.
Приведенные сопротивления фазы обмотки ротора:
Для короткозамкнутой
обмотки ротора имеется специфика
определения числа фаз
и числа витков фазы
.
Каждый стержень этой обмотки рассматривают
как одну фазу, поэтому число витков фазы
;
обмоточный коэффициент такой обмотки
,
а число фаз равно числу стержней в
короткозамкнутой обмотке ротора, т.е.
Уравнение напряжения обмотки ротора в приведенном виде
Величину
можно представить в следующем виде
в результате уравнение напряжения для обмотки ротора в приведенном виде
Рис. 2.8
Отсюда следует вывод, что асинхронный двигатель в электрическом отношении подобен трансформатору, работающему на чисто активную нагрузку.
Для асинхронного двигателя, так же как и для трансформатора, векторная диаграмма строится по уравнениям токов и напряжений обмоток статора и ротора (рис. 2.8).
Угол сдвига фаз между ЭДС и током
.
Уравнениям
напряжений и токов, а также векторной
диаграмме соответствуют электрические
схемы замещения асинхронного двигателя.
На рис. 2.9,а представлена Т-образная
схема замещения. Электромагнитная связь
обмоток статора и ротора заменена
электрической связью, как и в схеме
замещения трансформатора. Активное
сопротивление
можно рассматривать как внешнее
переменное сопротивление, включенное
в обмотку неподвижного ротора. Значение
этого сопротивления определяется
скольжением, т.е. механической нагрузкой
на валу двигателя.
Для практического
применения более удобна Г-образная
схема замещения (рис. 2.9,б), у которой
намагничивающий контур вынесен на
входные клеммы схемы замещения. Чтобы
ток холостого хода
не изменил своего значения, в этот контур
последовательно включают сопротивления
фазы обмотки статора
и
.
Рис. 2.9
Полученная таким
образом схема удобна тем, что она состоит
из двух параллельно соединенных контуров:
намагничивающего - с током
и рабочего - с током
Расчет параметров
рабочего контура Г-образной схемы
замещения требует уточнения введением
в расчетные формулы коэффициента
,
как отношение фазного напряжения сети
к ЭДС фазы обмотки статора при идеальном
холостом ходе
Так как в этом режиме ток холостого хода
относительно мал, то
оказывается не на много больше, чем ЭДС
,
и коэффициент
мало отличается от единицы. Для двигателей
мощностью 3 кВт и более
