Ерс в обвитках статора і ротора. Струм ротора

Обертове магнітне поле (потік Ф) наводить в кожній фазі статорної та в кожній фазі роторної обвитки ЕРС:

Де - об виткові коеф (0,92 – 0,96)

Оскільки то:

Якщо ротор буде обертатись з частотою маг поля, то s=0 і E2s=0. При нерухомому роторі, коли s=1, ЕРС ротора:

Порівнюючи:

Відношення Е1 до Е2н при нерух роторі з розімкненою обвиткою ротора, наз коеф трансформ:

Струм ротора працюючої машини визначається за зак Ома:

Активний опір не залежить від частоти – малий. Реактивний – залежить: для нерухомого ротора , а при рухомому

Вираз струму буде:

Обертовий момент і механічна характеристика асинхронного двигуна

В АД вся потужність передається від статора до ротора обертовим маг полем. Ця потужність, дорівнює підведеній до двигуна потужності за вирахуванням втрат в статорі (міді і сталі) наз електромагнітною потужністю Рем. Вона створює обертовий момент М, який приводить ротор в обертання. Враховуючи що поле обертається з кутовою швидкістю , запишемо:

Ел_маг потужність що передається ротору, може бути визначена через ел величини:

m – кількість фаз обвитки ротора (кільк стрижнів)

Виразимо момент:

Враховуючи що , отримаємо:

Залежність М=f(s) називають механічною характеристикою АД. Будь-який електр двигун в усталеному режимі працює за умови рівності обертового й гальмівного моментів. На рис зображено характеристику АД і гальмівний момент Мг, які мають дві точки перетину. Точка а – стійка робота двигуна, т. в – не стійка. (область стійкої роботи, обл. нестійкої роботи на характеристиці)

Максимальному моменту на мех. Характеристиці відповідає критичне ковзання:

+ для режиму двигуна, - для реж генератора

Висновки:

Момент макс не залежить від резистивного опору кола ротора

При зміні акт опору ротора змінюється критичне ковзання

Обертовий момент пропорційний квадрату напруги, тому АД чутливі до пониження напруги.

АД – основний споживач реактивної енергії. Зі збільшенням навантаження коеф потужності прямує до одиниці

Запуск ад

Під час запуску під повною напругою виникають значні пускові струми в обвиті статора, що у кілька (4-7) разів перевищують номінальні. Пусковий момент малий, тому при пуску двигун потрібно розвантажити. Для цього штучно підвищують опір обвитки ротора, що приводить до збільшення пускового моменту та зменшення пускового струму.

Запуск ад з кз ротором

Безпосереднє (пряме) вмикання двигунів у мережу. Часто АД КЗ запускають прямим вмиканням у мережу, за доп ел маг вмикача. Після вмикання двигун розганяється до усталеної швидкості, при якій момент двигуна дорівнює гальмівному на валу.

Для зміни напряму обертання – треба змінити послідовність приєднання обвиток статора до мережі.

При прямому запуску маємо значно завищені пускові струми:

Такий запуск застосовують для двигунів невеликої потужності. Для двигунів великої потужності надмірні пускові струми призводять до значного пониження напруги у мережі. (<=10-15%)

Вмикання двигуна в мережу при Uп<Uн. 1) з перемиканням обвитки статора з трикутника на зірку

Цей метод можна застосовувати тільки тоді, коли двигун запускається в неробочому режимі, або коли момент навантаження при пуску менший за номінальний.

2) запуск за допомогою автотрансформатора. Щоб зменшити підведену напругу на час пуску двигуна з метою пониження пускового струму обвитку статора живлять через автотрансформатор. Після розгону двигуна, транс шунтується й на двигун подається номінальна напруга. Ступінь пониження при такому пуску розраховується від гальмівного момента й допустимого струму.

Недостатком пуску при пониженій напрузі є значне зменшення пускового й максимального моментів двигуна. Пуск – для двигунів без навантаження.