- •Часть 2
- •2.1.Электрические цепи трехфазного переменного тока
- •2.2. Соединение источников и приемников энергии звездой
- •2.3. Соединение источников и приемников энергии треугольником
- •2.4. Мощность трехфазной системы
- •3.1.Основные понятия о измерениях
- •3.3. Магнитоэлектрическая система
- •3.4. Электромагнитная система
- •3.5. Электродинамическая система
- •3.6. Индукционная система
- •3.7. Измерение тока и напряжения
- •3.8. Измерение мощности
- •3.9. Измерение сопротивлений
- •3.10. Измерение неэлектрических величин электрическими методами
- •4.1.Трансформаторы
- •4.2. Принцип действия и конструкции трансформаторов
- •4.3. Физические процессы в трансформаторе. Уравнение эдс
- •4.4. Уравнения электрического и магнитного состояния
- •4.5.Приведенный трансформатор
- •4.6.Эквивалентная схема трансформатора
- •4.7. Векторная диаграмма трансформаторов
- •4.8.Потери и коэффициент полезного действия
- •4.9.Трехфазные трансформаторы
- •4.9.1. Общие положения
- •4.10.Группы соединения обмоток
- •4.11. Параллельная работа трансформаторов
- •4.12. Трансформаторы специального назначения
- •4.12.1. Трехобмоточный трансформатор
- •4.12.2. Автотрансформатор
- •4.12.3. Трансформатор для дуговой сварки
- •4.12.4. Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- •5.1. Общие сведения и конструкция асинхронного двигателя
- •5.2. Принцип образования вращающегося магнитного поля машины
- •5.3. Принцип действия асинхронного двигателя
- •5.4. Магнитные поля и эдс асинхронного двигателя
- •5.5. Основные уравнения асинхронного двигателя
- •5.6. Приведение параметров обмотки ротора к обмотке статора
- •5.7. Векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •5.8. Схема замещения асинхронного двигателя
- •5.9. Потери и кпд асинхронного двигателя
- •5.10. Уравнение вращающего момента
- •5.11. Механическая характеристика асинхронного двигателя
- •5.12. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •5.13. Пуск, регулирование частоты вращения и торможение асинхронного двигателя.
- •5.14. Однофазные асинхронные двигатели
- •5.15. Двухфазный конденсаторный двигатель
- •5.16. Однофазный двигатель с явно выраженными полюсами
- •5.17. Использование трехфазного двигателя в качестве однофазного
- •6.1. Конструкция и принцип действия синхронного генератора
- •6.2. Эдс синхронного генератора
- •6.3. Синхронный двигатель
- •6.3.1. Конструкция и принцип действия
- •6.3.2. Система пуска синхронного двигателя
- •6.4. Коллекторный двигатель переменного тока
- •7. Машины постоянного тока
- •7.1. Принцип действия и конструкция
- •7.2. Способы возбуждения машин постоянного тока
- •7.3. Обмотки якоря машины постоянного тока
- •7.4. Эдс и электромагнитный момент генератора постоянного тока
- •7.5. Двигатель постоянного тока
- •7.6. Электромашинные усилители
- •7.7. Тахогенераторы постоянного тока
- •8.Электропривод
- •8.1.Основные понятия и определения
- •8.2.Уравнение движения электропривода
- •8.3.Выбор мощности электродвигателя
- •8.4.Электрические аппараты и элементы
- •8.5.Принципы и схемы автоматического управления
- •8.5.1. Принципы управления
- •8.5.2. Схемы управления
- •8.3. Электрооборудование токарных, фрезерных, заточных и сверлильных станков
- •8.3.1. Электрооборудование токарного станка
- •8.4. Заземление и зануление электрооборудования
- •8.5. Электрофицированный инструмент
- •9.Электробезопасность
- •9.1 Общие положения
- •9.2. Первая помощь при поражении электрическим током
5.8. Схема замещения асинхронного двигателя
Уравнениям ЭДС и токов соответствует эквивалентная схема замещения (рис. 5.8.1.). Таким образом, сложную магнитную цепь электрической машины можно заменить электрической схемой. 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.
5.9. Потери и кпд асинхронного двигателя
В обмотку статора из сети поступает мощность P1. Часть этой мощности идет на потери в стали Pсl, а также потери в обмотке статора Рэ1:
Оставшаяся мощность посредством магнитного потока передается на ротор и называется электромагнитной мощностью:
Часть электромагнитной мощности затрачивается на покрытие электрических потерь в обмотке ротора:
Оставшаяся мощность преобразуется в механическую, получившую название полной механической мощности:
Р2'=Рэм-Рэ2
Воспользовавшись ранее полученной формулой
запишем выражение полной механической мощности:
тогда
или
Рэ2=SРэм,
т.е. мощность электрических потерь пропорциональна скольжению.
Мощность на валу двигателя P2 меньше полной механической мощности Р2’ на величину механических Рмех и добавочных Рдоб потерь:
Р2=Р2’-(Рмех.+Рдоб.).
Таким образом:
Р2=Р1-SP,
где
SP=Pсl+Рэ1+Рэ2+Рмех.+Рдоб.
Коэффициент полезного действия есть отношение мощности на валу P2 к потребляемой мощности P1:
5.10. Уравнение вращающего момента
Вращающий момент в асинхронном двигателе создается взаимодействием тока ротора с магнитным полем машины. Вращающий момент математически можно выразить через электромагнитную мощность машины:
,
где w1=2pn1/60 - угловая частота вращения поля.
В свою очередь, n1=f160/Р, тогда
.
Подставим в формулу M1 выражение Рэм=Рэ2/S и, разделив на 9,81, получим:
,
Отсюда следует, что момент двигателя пропорционален электрическим потерям в роторе. Подставим в последнюю формулу значение тока I2’:
,
получим
,
где U1 - фазное напряжение обмотки статора.
5.11. Механическая характеристика асинхронного двигателя
В последнем выражении для M1 единственным переменным параметром является скольжение S. Зависимость М=f(S) получило название механической характеристики двигателя (рис. 5.11.1).
В момент пуска двигателя, когда n2=0, скольжение S=1, тогда:
.
Под действием момента Mn ротор придет во вращение. В дальнейшем скольжение будет уменьшаться, а вращающий момент увеличиваться. При скольжении Sкр он достигает максимального значения Mmax.. Величина критического скольжения
.
Тогда, подставив его значение в формулу для М, получим:
.
Дальнейший разгон двигателя будет сопровождаться уменьшением скольжения и, вместе с тем уменьшением вращающего момента. Равновесие наступит, когда величине вращающего момента будет противостоять тормозной момент, вызванный нагрузкой.
При номинальной нагрузке будут номинальный вращающий момент Мн и номинальное скольжение Sн.
Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью двигателя.
.
Обычно она составляет величину от 1,7 до 2,5.
Отношение пускового момента к номинальному называется кратностью пускового момента
.
Эта величина может быть меньше единицы (например, 0,8) и больше ее (до 1,2). При меньшей кратности двигатель следует включать в работу без нагрузки, и лишь после разгона подается нагрузка. Двигатель с кратностью Кп.м.>1 можно включать в сеть с полной нагрузкой.