41.Анализ т-образной схемы замещения асинхронного двигателя.
Рис.
10.17. Схема замещения асинхронного
двигателя.
Схема замещения асинхронного двигателя аналогична схеме замещения трансформатора и представляет собой электрическую схему, в которой вторичная цепь (обмотка ротора) соединена с первичной цепью (обмоткой статора) гальванически вместо магнитной связи, существующей в двигателе.
Сопротивления намагничивающего контура значительно меньше соответствующих значений для схемы замещения трансформатора, так как ток холостого хода асинхронного двигателя гораздо больше, чем у трансформатора. Если при рассмотрении работы трансформатора часто можно пренебречь намагничивающим контуром, то при рассмотрении работы асинхронного двигателя этого сделать нельзя, так как ошибка может получиться значительной.
Сопротивление r2‘(1 — S)/S можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку ротора. Оно является единственным переменным параметром схемы. Изменение этого сопротивления эквивалентно изменению нагрузки на валу двигателя, а следовательно, изменению скольжения S.
42.Анализ г-образной схемы замещения асинхронного двигателя.
Можно упростить вычисления, преобразовав Т-образную схему замещения в Г-образную, как это показано на рисунке 2, позиции а. Для Г-образной схемы замещения имеем:
.
Г-образная схема замещения асинхронного двигателя.
Рис. 2.
При анализе электромагнитных процессов в машинах общего применения часто полагают С1≈1, что существенно облегчает расчеты и мало влияет на точность полученных результатов. Г-образную схему замещения при С1 = 1 называют упрощенной схемой замещения с вынесенным намагничивающим контуром.
43.Потери асинхронного двигателя и кпд асинхронного двигателя.
Работа асинхронного двигателя, как и любой другой машины, сопровождается потерями. Потери в конечном итоге, приводят к нагреву двигателя и снижению его КПД.
КПД асинхронного двигателя, представляет собой отношение полезной мощности на выходе P2 к подводимой двигателю мощности P1, выраженная в процентах.
.
Мощность, подводимая к двигателю:
где m – количество фаз, U1 – напряжение на статорной обмотке, I1 – ток в статорной обмотке, cosφ1 – коэффициент мощности двигателя.
Полезная мощность на выходе P2, меньше подводимой мощности P1 на величину суммарных потерь ∑P
Потери ∑P складываются из магнитных, электрических и механических потерь.
В первую очередь часть подводимой мощности P1 расходуется на покрытие магнитных Pм1 и электрических Pэ1 потерь в статоре.
Электрические потери в статоре.
где r1 активное сопротивление обмотки статора.
Магнитные потери в статоре приблизительно определяются как
где f1 – частота тока перемагничивания, которая равна частоте тока в сети. V = 1.3-1.5. Магнитные потери в роторе малы настолько, что ими при практических расчетах пренебрегают. Это связано с малой частотой перемагничивания ротора.
Мощность, оставшаяся после восполнения потерь в статоре, называется электромагнитной и равна
Электромагнитная мощность передается ротору с помощью магнитного поля, через воздушный зазор δ. Часть электромагнитной мощности затрачивается на электрические потери в роторе, которые пропорциональны скольжению
Отсюда можно получить выражение для скольжения
Не трудно заметить, что с увеличением скольжения электрические потери в роторе также увеличиваются, а это в свою очередь вызывает уменьшение КПД.
В асинхронных двигателях с фазным ротором, присутствуют потери в щеточном узле, которые обычно добавляют к электрическим потерям в роторе
где I2 – ток ротора, Uщ – падение напряжения на пару щеток
Оставшаяся мощность называется механической
Часть механической мощности расходуется на механические и добавочные потери.
К механическим, относятся потери от трения в подшипниках, щетках и вентиляционные.
К добавочным потерям относят все остальные трудно учитываемые потери, которые, как правило, состоят из пульсационных и поверхностных потерь, которые возникают в зубцах ротора и статора. Приблизительное значение добавочных потерь рассчитывается по формуле
Оставшаяся мощность представляет собой полезную мощность на валу двигателя
.
Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.
Фиг. 88. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.