1. Работа трехфазных асинхронных двигателей

при несимметрии трехфазных напряжений

Допустим, что подводимые к АД напряжения образуют не симметричную трехфазную систему напряжений. Ее можно представить в виде двух симметрических систем и .

Здесь второй индекс «1» относится к прямой последовательности, а «2» - к обратной. При этом:

,

,

,

где – оператор поворота.

,

.

Составляющих нулевой последовательности нет, т.к. отсутствует нулевой провод.

Система напряжения прямой последовательности создает в статоре симметричную трехфазную систему токов . Эти токи создают вращающиеся магнитное поле прямой последовательности, которые наводят в роторе токи прямой последовательности . В результате взаимодействия токов и образуется результирующее магнитное поле прямой последовательности, относительно которого ротор вращается со скольжением .

Схема замещения соответствующая током прямой последовательности и прямому полю имеет вид (рис.2.49).

В результате взаимодействия прямого поля и токами ротора создается момент

.

Система обратной последовательности вызывает появление в обмотке статора токов обратной последовательности . Последние создают поле обратной последовательности, которое вращается в противоположную сторону с частотой . Это поле наводит в обмотке ротора токи обратной последовательности . Токи обратной последовательности статора и ротора создают результирующее поле обратной последовательности, по отношению к которому ротор вращается со скольжением

.

Так как , то , то в результате взаимодействия обратного поля с токами ротора обратной последовательности возникает электромагнитный момент

.

Схема замещения имеет вид (рис. 2.50)

Результирующий момент АД в данном случае

.

Для токов прямой и обратной последовательности частоты неодинаковы . Здесь следует учитывать наиболее сильное влияние эффекта вытеснение для токов обратной последовательности.

Как следует из последнего рисунка, момент при несимметрии питания уменьшается, уменьшается КПД, появляются потери от обратного поля (рис. 2.51).

2. Несимметрия сопротивлений во вторичной цепи

асинхронного двигателя

Несимметрия сопротивлений обмотки ротора АД может быть вызвана в АДФ из-за плохого контакта в цепи одной из фаз ротора, а случае АДК – обрывом одного или нескольких стержней.

При не симметрии сопротивлений обмотки ротора токи в его фазах будут не одинаковы. Они образуют несимметричную систему токов, которую можно представить в виде 2-х симметричных и . Эти токи имеют частоту . Они создают прямое и обратное поле, вращающееся относительно ротора с частотой вращения .

Прямое поле ротора вращается относительно статора с частотой вращения

.

Таким образом, прямое поле ротора вращается с той же частотой вращения относительно статора, что и поле статора, т. е. эти поля вращаются синхронно с частотой . Они неподвижны относительно друг друга и образуют результирующее поле. В результате взаимодействия последнего с токами ротора возникает электромагнитный может М₁ аналогичный моменту при симметричном питании.

Обратное поле ротора вращается относительно статора с частотой вращения

.

Это обратное поле наводит в статоре токи частоты , замыкающиеся через сеть. В результате взаимодействия обратного поля ротора с токами возникает момент . Величина этого момента зависит от частоты вращения ротора или от его скольжения. Действительно, если , то , а момент , т. е. является ускоряющим. При , момент , т. е. является тормозным. При . Таким образом, момент является знакопеременным. Поясним это графически и изобразим зависимости (рис.2.52).

Кривая результирующего момента имеет провал при частоте вращения близкой к полусинхронной. В связи с этим при пуске АД возможно «застревание» двигателя на полусинхроной частоте вращения (точка а см. рис. 2.52,в). Это явление называют эффектом одноосного включения.

79