Обмока ротора типа «беличьего колеса»

РОТОР АД С ТРЁХФАЗНОЙ ОБМОТКОЙ

продольный разрез ад

с короткозамкнутым ротором

2. Потери в ад и Энергетическая диаграмма

Активная мощность, потребляемая АД из сети равна

P = 3U_XI_X cos ф

U,I\ - фазные напряжение и ток Часть мощности теряется на электрические потери в обмотке статора

^Лрэл1 ^{— 3I}1 ^rl

Другая часть теряется в виде магнитных потерь в сердечнике

ЛР маг ^{— 31}0 ^Г0

Оставшаяся часть электромагнитным путем передается на ротор АД

P

эм

^Р1 ^-(ЛРэл1 + ^АРмаг )

Часть электромагнитной мощности теряется в виде электрических потерь в обмотке ротора

др„2 = з 2 r = 3(1 ;)² Г'

Оставшаяся мощность называется механической

P = P — Ар

мех эм

эл2

механические потери на трение в подшипниках

^АР.

мех

Полезная мощность на валу АД

P = P — Ар

2 мех

мех

Баланс мощности

^P1 = ^P2 + У ^ДР

Суммарные потери

Удр

^Др эл1 ^ ^ДРмаг ^Др эл2 ^Др мех

КПД АД

П =

Pi

^P2 ⁺У ^Р

П = 0,7 - 0,9

Меньшая цифра относится к АД мощностью - 1 кВт, большая - десятки кВт

5

2

Энергетическая диаграмма АД

2. Схема замещения АД

Используется для анализа работы и расчета АД Ток в обмотке ротора I2 равен:

j ^E2^S

² VTF+feo²’

E₂ ^Г2 Х₂ - ЭДС, активное и индуктивное сопротивления

неподвижного ротора

E

2

f_r \

\

2

2

+ (X 2 )²

Разделим числитель и знаменатель на скольжение S получим

С учетом этого замечания обмотку ротора можно привести к обмотке статора, воспользовавшись формулами приведения для трансформатора,

получим приведенные значения ЭДС, тока и сопротивлений неподвижного ротора

^E2 = ^kE2 = ^Е1

г'_г = к^{2 r}2

X 2 = к² X2

к - коэффициент трансформации

Уравнение равновесия напряжения для фазы обмотки статора

^Ui = ^-Ei + h^Zi = ^-Ei + h • ^ri + J• h •^Xi^;

Уравнение равновесия напряжения для фазы приведенной обмотки ротора

E2 = 12 • Z2 = i2 • Г²+J • i2 • x2;

Уравнение равновесия токов АД

А = А.+(- A)

на основании этих трех уравнений составим Т-образную схему замещения АД

Т-образная схема замещения АД

Х

1

U

1

^г1

г /

S

Х1

b

Схема замещения АД состоит из трех ветвей (как и у трансформатора)

2. Рабочие характеристики ад

О работе АД судят по их рабочим характеристикам, под которыми понимают следующие графические зависимости

^П = ^{f (P}2 )

M = f (p)

i=f P) n=f (P)

COS^l = ^{f (p}2 ⁾

при выполнении условий

U₁ =const f = const

По рабочим характеристикам при любом значении мощности в пределах от Холостого Хода до номинальной можно определить все величины, характеризующие работу электродвигателей.

2. Вращающий момент Асинхронного Двигателя

М =

и

Qj

Х2

sQj

^rj +

3U1² R

^r2

2

+(X, + X2)²

_V S j _

• напряжение на зажимах обмотки статора;

• угловая частота вращения магнитного поля статора;

• активное и индуктивное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора.

Из анализа энергетической диаграммы АД и его схемы замещения вращающий электромагнитный момент двигателя может быть выражен через его параметры в следующем виде

-1. электромагнитный момент АД пропорционален квадрату напряжения на зажимах статорной обмотки;

-2. при постоянстве напряжения питания АД и частоты вращения магнитного поля статора электромагнитный момент АД зависит только от скольжения. График зависимости электромагнитного момента АД от скольжения имеет вид

n

M=f(S) Механическая характеристика АД

На представленных графиках следует отметить 4 характерные точки

• точка «1» соответствует пуску АД

-точка «2» соответствует максимальному (критическому моменту) АД

• точка «3» соответствует номинальному режиму работы АД

• точка «4» соответствует идеальному холостому ходу АД

- точка «1» соответствует пуску АД:

s = 1; n = 0; M = М_п

Кратность пускового момента АД составляет величину

М_п/ М_н = 0,7 -1,8

-точка «2» соответствует максимальному или критическому моменту АД

^М = ^Ммакс = ^Мкр; ^s = ^Sk; ⁿ = ^Пк

Критический момент определяет перегрузочную способность АД При этом значения критического скольжения АД находится в диапазоне

Ккм = MJM_H = 1,7 - 3,0 Sk = 0,1 - 0,2

^s к = ^Sh (^кмк ±л/^к1к - ¹)

• точка «3» соответствует номинальному режиму работы АД:

s = s_H = 0,02 - 0,08; n = п_н; M = М_н

• точка «4» соответствует идеальному холостому ходу АД:

s = 0; п = п; М = 0

Существует также вторая форма записи выражения для определения электромагнитного момента АД, которая получается из его векторной диаграммы

^М = Cj2^coW ^Фт

/₂ - ток ротора;

Ц/ - угол сдвига между током и ЭДС ротора.

ВЫВОД:

электромагнитный момент АД пропорционален активной составляющей тока ротора и основному магнитному потоку.