30. Явления в ам с вращающимся ротором.

Во вра­щающейся асинхронной машине в двигательном режиме работы электрическая энергия, потребляемая первичной обмоткой из питаю­щей сети, за вычетом потерь в машине превращается в механическую энергию на валу машины. В генераторном режиме, наоборот, меха­ническая энергия, подводимая к валу, превращается в электриче­скую энергию в первичной обмотке и передается в сеть. Кроме того, режим работы асинхронной машины при вращающемся роторе более сложен в том отношении, что в этом случае частоты токов первичной и вторичной цепей не равны.

По этой причине, в частности, невозможно изображение первичных и вторичных электри­ческих величин на общих временных векторных диаграммах.

32. Явления в асинхронной машине с неподвижным ротором, векторная диаграмма х.Х., получение вращающего магнитного поля.

При заторможенном роторе машина работает как трансформатор. В этом режиме машина является электромагнитным преобразователем и ре преобразует эл. энергия в мех. или наоборот, используются машины с фазным ротором. При этом между обмотками статора и ротора возможны трансф. и автотрансф. связьи. Потоки Ф1 и Ф2 вращаются с одинаковой скоростью п1 и образуют общий вращающийся поток Ф. Потоки Ф1 и Ф2 по отдельности в действительности не существуют, и магнитное состояние машины и степень насыщения магнитной цепи определяются вели­чиной результирующего потока Ф.

Как и у трансформатора, результирующий поток индуктирует в первичной и вторичной обмотках э. д. с. Е1 и Е2.

Получение вращающего магнитного поля. В неподвижном статоре расположены три катушки, создающие круговое вращающееся магнитное поле. Положительное направление оси первой катушки с началом "А" и концом "Х" обозначено через "+1", положительное направление второй катушки "B-Y" – через "+2" и положительное направление оси третьей "C-Z" через "+3". t A=Imsinω t, t B=Imsin(ω t-120°),t C=Imsin(ω t-240°),где ω =2πf1 ,а f1 – частота питающей сети. Ток, проходя по катушке создает переменный магнитный поток, направленный по оси катушки в положительном или отрицательном направлении. Мгновенное значение результирующего потока машины равно сумме мгновенных значений потоков фаз, т.е. Ф=ФА+ФВ+ФСб если каждая фаза обмотки представлена в машине одной катушкой, то при питании фаз симметричной трехфазной системой токов, меняющихся с частотой f1, в рабочем объеме машины образуется круговое магнитное поле, вращающееся с частотой f1 или с угловой скоростью n1=60 f1(об/мин). Индукция в воздушном зазоре электрической машины переменного тока определяется распределением НС вдоль окружности статора. Если пренебречь магнитным сопротивлением ферромагнитных участков магнитной цепи машины, то под кривой распределения НС можно понимать кривую распределения магнитного напряжения в зазоре машины. При равномерном воздушном зазоре такой же вид будет иметь и кривая распределения индукции в воздушном зазоре, называемая кривой поля машины.

33. Влияние u, f, r ротора, на механическую характеристику ад. Рабочие характеристики ад.

Включение добавочных резисторов в цепь ротора. Этот способ применя­ется как с целью регулирования тока и момента АД, так и его скорости. Диапазон регулирования скорости небольшой — около 2—3, из-за снижения жесткости характеристик и роста потерь по мере его увеличения

Изменение величины напряжения, подводимого к статору АД, позволяет осуществлять в статических и динамических режимах регулирование его коор­динат с хорошими показателями и с помощью относительно простых схем управления. Этот же способ может быть использован и для обеспечения наиболее экономичных режимов работы АД. Изменение частоты. Данный способ, называемый частотным, является одним из наиболее перспективных и широко внедря­ется в настоящее время. Принцип его заключается в том, что, изменяя частоту f питающего АД напряжения, можно в соответствии с выражением w0=2пf/p изменять его скорость w0, получая, раз­личные искусственные характеристики.

.

Рабочими характеристиками называются графические зависимости частоты вращения n₂, полезного момента на валу M₂, тока в фазе статора I₁, КПД η и cosφ₁ от полезной мощности Р₂ при U₁=const и f₁=const. Характеристики строятся для зоны практически устойчивой работы двигателя, т.е. до скольжений (1,1-1,2) S_H. Зависимость n₂(P₂) практически линейна и кривая слабо наклонена к оси абсцисс, т.к. S_H≈(0,08-0,1) и момент практически линейно зависит от скольжения. Поскольку n₂ изменяется мало, зависимость М₂(Р₂) также близка к линейной,Р₂=М₂∙ω ₂ и, следовательно М₂=Р₂/ω ₂ .Зависимость I₁(P₂) близка к прямой. Это свидетельствует о том, что активная составляющая тока пропорциональна полезной мощности Р₂. Реактивная составляющая тока в диапазоне рабочих нагрузок меняется мало, т.к. она определяется током ХХ, который составляет 20-40 % от номинального тока. Поэтому зависимость I₁(P₂) выходит не из начала координат. Зависимость cosφ₁=f(P₂) показывает: при малых нагрузках cosφ₁ имеет низкие значения (0,1-0,3). С увеличением нагрузки cosφ₁ увеличивается, достигая максимума (0,75-0,9) при нагрузке, близкой к номинальной. С ростом нагрузки и мощности активная составляющая мало изменяется по сравнению с режимом ХХ. Зависимость η(Р₂) имеет такой же характер, как и у трансформатора. Максимум КПД имеет место при нагрузках, немного меньших номинальных.