Ip54 – степень защиты.

38.Работа асинхронной машины при вращающемся роторе.

Режим двигателя.

Рассмотрим два крайних режима двигателя:

а) холостой ход двигателя

При холостом ходе нет нагрузки на валу, ротор под действием вращающего магнитного поля статора разгонится до скорости близкой к синхронной, а ток статора равен току холостого хода. Мощность, потребляемая из сети пойдет на покрытие потерь, т.е.

Р_о = Р_эл1 + Р_мг + Р_мех + Р_доб

Разница между тр-м и двигателем будет только конструктивная. В двигателе имеется воздушный зазор. Поэтому ток холостого хода двигателя равен 20 ¸ 30% от номинального.

б) режим короткого замыкания

При этом режиме ротор механически заторможен, а обмотка ротора закорочена. К статору подводится пониженное напряжение, при котором ток имеет значение близкое к номинальному. Мощность короткого замыкания пойдет на покрытие потерь в стали и обмотках. При номинальном напряжении пусковой ток

I_п = (5 ¸ 7)I_н.

Используя данные режима холостого хода и короткого замыкания можно построить круговую диаграмму, а по ней определить рабочие характеристики двигателя при нагрузке.

 

 

 

При рассмотрении этого вопроса мы увидим, что частота ротора, ЭДС и индуктивное сопротивление с изменением скорости вращения ротора не остаются постоянными. Запишем выражение ЭДС неподвижного ротора:

для вращающего ротора

где f₂ – частота ЭДС ротора

тогда

т.е. ЭДС ротора при вращении равна ЭДС неподвижного ротора на скольжение и частота ротора равна частоте неподвижного ротора (f₁) на скольжение.

Рабочий процесс асинхронного двигателя.

3-3-1. Режимы работы асинхронной машины.

Пусть в начале ротор не вращается. Магнитное поле, пересекая проводники ротора индуктируют в них ЭДС. При замкнутой цепи ротора по обмотке его потечет ток.

Взаимодействие потока статора и тока ротора вызовет усилие, действующее на проводник, под действием которого ротор начнет вращаться. Вращение будет в ту же сторону, что и магнитный поток.

Скорость ротора будет меньше скорости вращения магнитного поля статора, рис. 105.

Скольжение .

Разберемся, в каких пределах будет изменяться скольжение.

1. Момент зависит от потока Ф и тока I2 при U = const, поток также постоянен. Если увеличивается момент на валу, то увеличивается и момент двигателя за счет увеличения тока I2, а I2­ Е2­ S­, S увеличивается за счет увеличения интенсивного пересечения проводников ротора.

, при двигательном режиме скольжение S изменяется от 1 до 0.

При неподвижном роторе n = 0, S = 1

Если ротор будет вращаться с n = n1, S = 0

Это диапазон скольжений соответствует двигательному режиму. Мощность потребляемая из сети будет преобразована в механическую на валу, рис. 106.

2. Но если под действием спускаемого груза раскрутить ротор до скорости больше синхронной, то машина перейдет в генераторный режим

n > n1, S < 0 - скольжение отрицательное, рис. 106.

При этом режиме механическая мощность будет преобразована в электрическую, которая будет отдаваться в сеть Р1, а реактивная будет потребляться для создания магнитного потока Ф.