Уравнения асинхронной машины при заторможенном роторе аналогичны уравнениям трансформатора.
Теория работы АД с фазным ротором при заторможенном роторе аналогична теории работы трансформатора. Использование АД с заторможенным ротором в качестве трансформатора нецелесообразно из-за наличия воздушного зазора. Работу АД с фазным ротором в трансформаторном режиме (при s=1) используют в фазорегуляторах, в индукционных регуляторах.
Рис. 7. Т-образная схема замещения
I1 – ток статора;
I2 – ток ротора;
- Приведенный ток ротора;
I0 – ток намагничивания АД;
R1 – активное сопротивление фазы цепи статора;
R2 – активное сопротивление фазы цепи ротора;
L1 – индуктивность рассеяния фазной обмотки статора;
L2 – индуктивность рассеяния фазной обмотки ротора;
Rm, Xm – активное и реактивное сопротивление ветви намагничивания схемы замещения АД.
Энергетическая
диаграмма АД представлена на рис 8. При
работе АМ в двигательном режиме (рис.
8) к статору от сети подводится мощность
.
В ротор посредством вращающегося
магнитного поля передается электромагнитная
мощность
,
где
и
- потери электрические в обмотке статора
и магнитные - в железе статора.
Часть
электромагнитной мощности тратится на
покрытие электрических потерь
в обмотке ротора. Оставшаяся часть
превращается в механическую мощность
на валу двигателя
.
Полезная
мощность на валу
.
где
- механические потери на трение в АМ;
-
дополнительные потери в АМ.
При работе АМ в двигательном режиме к статору от сети подводится мощность
Рис. 8. Энергетическая диаграмма АД
Выразим электромагнитную и механическую мощность через электромагнитный момент.
.
.
Из
энергетической диаграммы следует, что
,
где
- скольжение.
Очевидны
соотношения:
и
.
В общем случае КПД определяется по формуле
,
где
- КПД ротора.
КПД
ротора равно
.
Откуда
.
Обмотка ротора выполняется с небольшим активным сопротивлением.
Схема замещения позволяет определить токи, потери мощности и падения напряжения в обмотках асинхронной машины. На основании схем замещения рассчитываются и строятся рабочие и пусковые характеристики двигателя. В схемах замещения необходимо учитывать, что ток в обмотке ротора зависит от частоты вращения ротора.
При
вращении ротора в обмотке ротора
наводится ЭДС
.
Под действием ЭДС в обмотке ротора
протекает ток
.
Индуктивное
сопротивление рассеяния обмотки ротора
.
Ток
и индуктивное сопротивление ротора
пропорциональны скольжению, что позволяет
ток ротора представить в виде
.
Учитывая,
что механическая мощность на валу
.
Полученный
результат наглядно представлен схемой
замещения ротора (см. рис. 9). Первое
сопротивление (
)
не зависит от скольжения, второе (
)
– зависит. Мощность, выделяемая в нем
(т.е. в
),
равна механической мощности на валу
двигателя.
Т - образная схема замещения АМ представлена на рис.
Т- образная схема замещения АД.
Рис. 9. Схема замещения ротора без приведения
Рис. 10. Схема замещения ротора без приведения
Рис. 11. Схема замещения ротора в режиме
Рис. 12. Т-образная схема замещения АД
Рис. 13. Векторные диаграммы АД
Рис. 14. Г-образная схема замещения АД
Рис. 15. Г-образная схема замещения АД