Машины 5 семестр / лекции / 23. Синхронные машины

Круговаядиаграммаасинхронной машины

В основупостроения этойдиаграммы положена упрощеннаясхема замещения с вынесенным намагничивающимконтуромдля которой ток в обмотке статора:

I1 I0 ( I2).

В даннойсхеме ток намагничивающегоконтура неизменен:

вектор I0 отстает от вектора напряженияU1 на угол φ0 причем

(R1 R2 s) 0

Приэтомток — реактивныйиего значение

Приизменении активногосопротивлениярабочего контураконец вектора тока —I2 перемещаетсяпо окружностиОАВ, диаметр которой ОВ в масштабе токаmi соответствуетмаксимальномузначению тока .

Отложим на оси абсцисс (рис. б)отрезок Ob равный

вмасштабе сопротивлений mz реактивному

сопротивлению рабочего контура , а из точки b перпендикулярно оси абсцисс отрезок bа,

сопротивление рабочего контура при заданном скольжении:

Из подобияпрямоугольныхтреугольниковОbа и ОBAможнонайти, что

Тангенсугла междуосью ординати отрезком OА

OA и повеличине, ипонаправлениюсоответствует вектору тока —I2 . Построение выполнено при произвольном значении скольжения s, поэтому можно утверждать, что конец этого вектора тока при изменении режима работы перемещается по окружностиОАВ диаметром D U1(X1 X2).

Совместив начало вектора тока — I2 с концом вектора I0, получим векторную диаграмму для упрощенной схемы замещения с вынесенным намагничивающим контуром, которую называют круговой диаграммой асинхронной машины. В этой диаграмме ток I1 в масштабе mi, равен отрезку О'А, токI2 — отрезку ОА, а годографом векторов этих токовявляетсяокружностьдиаметром ОB.

Характерныеточкикруговойдиаграммы

Характерныеточкикруговойдиаграммы

Точка О, определяющей режим холостого хода при идеализированных условиях (когда ток ротора равен нулю), скольжение s = 0. При реальном холостом ходе машина потребляет из сети некоторую мощность для покрытия механических потерь. При этом скольжение отлично от нуля и точка реального холостого хода О" располагается на круговой диаграмме несколько выше точки О. Точка К соответствует неподвижному ротору, т. е. режимупускаиликороткогозамыкания

Отрезок OK представляет собой ток ротора I’2к в режимекороткогозамыкания, аотрезок OK ток

статораI1к втомжережиме.

В точкеΤ результирующее сопротивлениерабочего контураравно R1:

откуда sт=±∞. Таким образом,режим работы машины,соответствующийточке Т, можно представить толькотеоретически.

Точки О, К и Τ делят окружность токов на три части, соответствующие работе машины в режимах: двигательном (часть OAK), генераторном (часть ОВТ) и электромагнитного торможения

(часть КТ). В двигательном режиме, когда 0<n2<n1, скольжение изменяется от s = 1 до s = 0, т. е. конец вектора тока перемещается по окружности от точки К до точки О. В генераторном режиме, когда n2>n1, конец вектора перемещается по окружности ниже прямой O'G, т. е. активнаясоставляющаятокаявляется отрицательной — мощность отдается всеть. Врежиме электромагнитного торможения, когда n2<0, скольжение изменяется от s=1 до s=+∞, т.е. конец вектора перемещается по окружности от точки К до точки Т.