16.Электрическая схема замещения ам. (рис. 2 [10]) Определение параметров схемы замешения из опытов хх и кз.
Уравнениям напряжений и токов, а также векторной диаграмме асинхронного двигателя соответствует электрическая схема замещения асинхронного двигателя. Ниже представлена Т-образная схема замещения. Магнитная связь обмоток статора и ротора заменена электрической связью цепей статора и ротора.
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.
Питание АД при опыте хх осуществляется через индукционный регулятор напряжения или регулировочный автотрансформатор, позволяющие изменять напряжение в широких пределах. При этом вал двигателя должен быть свободным от механической нагрузки. Опыт необходимо начинать с повышенного напряжения питания U1 = 1,15U1ном, затем постепенно понижают напряжение до 0,4, снимая показания в 5-7 точках. Измеряют линейные значения напряжений и токов, ваттметром измеряют активную мощность Р0, потребляемую двигателем в режиме хх, определяют по формулам коэффициент мощности. По результатам измерений и вычислений строят характеристики хх I0, P0, P`0 и cosφ0 = f(U1), на которых отмечают значения величин I0ном, P0ном, P`0ном и cosφ0ном, соответствующих номинальному напряжению.
Схема соединения остается как на рис., но при этом измерительные приборы должны быть выбраны в соответствии с пределами измерения тока, напряжения и мощности. Ротор двигателя следует жестко закрепить, предварительно установив его в положение, соответствующее среднему току кз. Определив диапазон изменения тока статора при опыте кз, опыт начинают с предельного значения этого тока, установив на индукционном регуляторе соответствующее напряжение кз. Затем это напряжение постепенно снижают до значения тока Iк. Ваттметром снимают активную мощность кз. По полученным значениям вычисляют коэффициент мощности, полное сопротивление кз, активную и индуктивную составляющие этого сопротивления.
17.Создание вращающегося магнитного поля. Эллиптические, круговые и пульсирующие м. Поля. Деформация и реверсирование вращающихся полей.
Изобразим два упрощенных поперечных разреза двухполюсного асинхронного двигателя в виде трех концентрических окружностей. Наружная окружность - наружная поверхность сердечника статора, средняя окружность - внутренняя поверхность сердечника статора, внутренняя окружность - наружная поверхность ротора.
В пазах сердечника статора расположена трехфазная простейшая (сосредоточенная) обмотка. Каждая фаза состоит из одного витка (двух проводников на поперечном разрезе).
При включении трехфазной обмотки статора в сеть трехфазного тока в обмотках фаз появятся токи, сдвинутые по фазе (во времени) относительно друг друга на 120 эл. град.
Ток каждой обмотки создает пульсирующее МДС, а совокупное действие этих МДС создает результирующую МДС, вектор которой, принимая различное направление в разные моменты времени, вращается относительно статора. Если частота тока в обмотке статора f1 = 50 Гц, то вектор МДС вращается с частотой 50 об/с. Вращающаяся МДС создает в расточке статора вращающееся магнитное поле.
Вращающееся магнитное поле статора может быть круговым и эллиптическим. Круговое поле характеризуется тем, что пространственный вектор магнитной индукции этого поля вращается равномерно и своим концом описывает окружность, т.е. значение вектора индукции в любом его пространственном положении остается неизменным.
Если для двухфазной обмотки статора векторы магнитной индукции обмоток фаз не образуют симметричной системы, то вращающееся поле статора становится эллиптическим: пространственный вектор магнитной индукции В этого поля в разные моменты времени не остается постоянным и, вращаясь неравномерно, своим концом описывает эллипс.
Представив вектор магнитной индукции эллиптического поля в виде суммы векторов прямого и обратного магнитных полей, с учетом их равенства получим в результате пульсирующее магнитное поле. Вектор индукции этого поля неподвижен в пространстве и лишь изменяется во времени от +Вмах до –Вмах, проходя через нулевое значение.
В трехфазной машине магнитное поле будет эллиптическим, если обмотку статора включить в сеть с нессиметричным 3-хфазным напряжением или если обмотки фаз статора несимметричны(имеют разное сопротивление или разное число витков). Поле также будет эллиптическим, при неправильном соединении фазных обмоток статора- начало и конец одной из фазных обмоток «перепутаны»,в этом случае Вmax=3B/2 и Bmin=B/2, где В- вектор магнитной индукции кругового вращающегося поля данной обмотки при правильном соединении фаз.(рис. см. ниже)
18.Рабочие характеристики асинхронного двигателя.
Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой графически выраженные зависимости частоты вращения n2, КПД η, полезного момента (момента на валу) М2, коэффициента мощности cosφ1 ,тока статора I1, потребляемой мощности Р1 от полезной мощности Р2 при U1=const и f1=const.
Рабочие характеристики позволяют находить все основные величины, определяющие режим работы двигателя при различных нагрузках. Эти характеристики можно построить по расчётным данным при проектировании двигателя, по данным непосредственной нагрузки двигателя или по данным круговой диаграммы.
При увеличение нагрузки на валу, скольжение возрастает а частота вращения ротора падает. Т.к. скольжение определяется отношением электрических потерь в роторе к электромагнитной мощности. s=Рэ2/Рэм.
При Р2=0 cosφ1≠0, т.к. из сети поступает с реактивной так же и активная мощность в режиме хх. При увеличении нагрузки на валу потребляемая из сети активная мощность быстро растет, при этом реактивная часть практически не изменяется, т.к. не изменяется наводимый в магнитопроводе статора магнитный поток.
При увеличении полезной мощности на валу Р2=0 КПД также увеличивается от нуля до максимального значения, которое он принимает при равенстве постоянных (магнитные и механические) потерь и переменных (электрические потери в обмотках). При дальнейшем росте нагрузки КПД начинает убывать.
При Р2=0 в обмотке статора течет ток холостого хода I0, имеющий в основном реактивную составляющую. При увеличении полезной мощности на валу растет потребляемая из сети активная мощность, а, следовательно, и ток I1.
Зависимость полезного момента на валу двигателя от полезной мощности Р2 определяется выражением: М2 = Р2/w2, где Р2 – полезная мощность, w2 – угловая частота вращения. Откуда следует, что если n2 = const, то график М2 = f(P2) представляет собой прямую линию.
Рис.Рабочие хар-ки АД мощностью 15квт: