Диаграммы двигателя

XIV. 21. Векторные диаграммы асинхронного двигателя при

Для построения векторной диаграммы асинхронного генератора совместим вектор основного потока Фт с положительным направлением оси абсцисс ( 19-9). Тогда векторы тока /т и э. д. с. ?t = ?2 займут на диаграмме обычное положение, но вектор тока /2, в соответствии с формулами (19-34) и (19-35), окажется во втором квадранте, а не в третьем, как при работе двигателем. Первичный ток /! = !т — /g. Напряжение на зажимах статора Ог = = — ?i + /i^i. Угол q>! ^>90°, т. е. электрическая мощность машины отрицательна. Это значит, что в рассматриваемых условиях механическая энергия, подводимая к асинхронной машине от первичного двигателя, преобразовывается в электрическую и отдается в сеть.

20-1. Энергетические диаграммы асинхронного двигателя (а) и генератора (б).

4.20. Круговые диаграммы асинхронного двигателя при номинальном (а) и пониженном (б) напряжении

Упрощенная Г-образная схема замещения, показанная на 24-5, состоит из двух цепей — намагничивающей с током /0 и рабочей с током /?; каждая из цепей включена на зажимы внешней сети с напряжением" U^ — const и частотой / = const и, следова-—телыго, каждая таних работает независимо от другой. Это упрощает построение круговой диаграммы асинхронного двигателя, но если ланесевие яамагничиваящей цели на зажимы сети происходит без поправок в отношении параметров рабочей цепи гх, хъ г^ и х%, то

Пример 14.5. Определить величины, необходимые для построения энергетической диаграммы асинхронного двигателя со следующими параметрами: Ра = 4,5 кет, UH= 380 в, cos«fH = 0,86, % = 84,5%, ян = 1428 об/мин, «н = 4,8%. Обмотка статора соединена звездой. Из опыта холостого хода, выполненного при номинальном напряжении, получены дополнительные данные] /о = 2,53 а и РО = 237 в/п. Сопротивление обмотки статора (в нагретом состоянии) /1 = 1,4 ом.

12.8. Векторные диаграммы асинхронного двигателя на холостом ходу и при нагрузке Рном И 0,5 РНОМ

10-2. Временные диаграммы асинхронного RS-триггера с прямым управлением

к двигателю постоянного тока независимого возбуждения. По аналогии с этим двигателем проводится и расчет резисторов в цепи ротора, обеспечивающих заданную пусковую диаграмму двигателя в предположении, что рабочий участок механических характеристик асинхронного двигателя близок к линейному. При построении пусковой диаграммы асинхронного двигателя момент М^ (см. 55.13) обычно принимается не более 0,9МК, а момент Л/2 должен составлять (1,1 — 1 ,2)Л/С .Число характеристик (ступеней) пусковой диаграммы т и значения моментов Afj и М2 связаны следующим соотношением:

Благодаря сходству электромагнитных процессов в асинхронном двигателе и трансформаторе векторные диаграммы их также похожи. Однако при построении векторной диаграммы асинхронного двигателя из-за различия частот ЭДС и токов в обмотках статора и ротора последние приходится «'приводить» к частоте статорной цепи (на одной векторной диаграмме все величины должны иметь одну и ту же частоту) или, что равносильно, роторные ЭДС и токи приводят к скольжению, равному единице. Например, ЭДС обмотки ротора приводится к s = 1 делением обеих частей равенства (5.20) на s: $'2 = §20. а приведенный ток ротора /г получают делением числителя и знаменателя соотношения (5.21) на s:

Под нагрузочной диаграммой понимают график зависимости от времени момента сопротивления или мощности: Mc(t) или Pc(t). Нагрузочные диаграммы двигателя M(t) и P(t) совпадают с нагрузочными диаграммами производственного механизма Mc(t) и Pc(t) лишь в установившемся режиме работы, так как только в этом случае М = Мс и, следовательно, Р = Рс.

Если двигатель с независимой вентиляцией, то в (9.94а) принимаем ft = 1. Затем Pcpi9 умножаем на коэффициент запаса k3 = 1,1 -f- 1,3, учитывающий отличие нагрузочной диаграммы двигателя от диаграммы механизма; при наличии заметных динамических нагрузок, связанных с изменением угловой скорости, следует принимать большие значения ka.

Асинхронные двигатели, как наиболее распространенные в промышленности, являются основными потребителями электроэнергии. Они могут сильно снижать cos 9 энергетических систем. Зависимость угла ф от нагрузки асинхронного двигателя была рассмотрена в § 12-9 при анализе векторной диаграммы двигателя. На холостом ходу угол ф велик, так как двигатель потребляет почти чисто реактивный ток, идущий на создание основного магнитного потока машины. При увеличении нагрузки и приближении ее к номинальной возрастает активная составляющая тока вследствие увеличения механической мощности на валу двигателя; реактивная составляющая тока при этом мало изменяется, так как основной поток машины примерно постоянен. Таким образом, при увеличении нагрузки двигателя угол ф уменьшается.

Из векторной диаграммы двигателя ( XI 1.28, в) можно получить уравнения (XII.38) и, подставив их в (XII.37), вывести выражения электромагнитной мощности Рэы и электромагнитного момента М синхронного двигателя, аналогичные выражениям (XII.39) и (XII.40). Изменение электромагнитной мощности Рэм и в соответствующем масштабе изменение электромагнитного момента М двигателя соответствует угловым характеристикам, приведенным на XII.20. Отличие угловых характеристик от характеристик генераторного режима состоит в том, что в двигательном режиме угол Э меняет знак. Для изменения электромагнитной мощности и электромагнитного момента следует изменить тормозной нагрузочный момент, приложенный исполнительным механизмом к валу двигателя.

Уравнению (XIV.9) соответствует правая часть векторной диаграммы двигателя ( XIV.14, б).

29-9 Векторные диаграммы двигателя Шраге — Рихтера..... 642

29-9. Векторные диаграммы двигателя Шраге — Рихтера

29-11. Векторные диаграммы двигателя Шраге — Рихтера: а — при л < %; б — при п > /v, в — при п >• п± с компенсацией cos ф.

Расчетные значения про води мостей и сопротивлений обмоток двигателя приведены в табл. 29-2. Данные расчета параметров круговой диаграммы двигателя для точек s = 1,0, s == О и s = ± со в вышесинхронном, асинхронном и нижесинхронном режимах (с р1 = 0 и Р = 8°) приведены в табл. 29-3, по которым на 29-18 построены круговые диаграммы: для выше-синхронной (круг Кв), нижесинхронной без компенсации и с компенсацией (круг /Сн и Кнк) и для скорости вращения при асинхронном режиме работы двигателя (круг /Са).

На 4.20 показаны круговые диаграммы двигателя при номинальных напряжении и нагрузке (а) и при пониженном напряжении и частичной нагрузке (б). При понижении напряжения уменьшаются ток холостого хода и диаметр окружности токов. В обоих случаях значение cos cpi близко к максимальному, так как вектор тока 1\ расположен по касательной к окружности токов.

Асинхронные двигатели, как наиболее распространенные в промышленности, являются основными потребителями электроэнергии. Они могут сильно снижать coscp энергетических систем. Зависимость угла (р от нагрузки асинхронного двигателя была рассмотрена в § 12-9 при анализе векторной диаграммы двигателя. На холостом ходу угол ф велик, так как двигатель потребляет почти чисто реактивный ток, идущий на создание основного магнитного потока машины. При увеличении нагрузки и приближении ее к номинальной возрастает активная составляющая тока вследствие увеличения механической мощности на валу двигателя; реактивная составляющая тока при этом мало изменяется, так как основной поток машины примерно постоянен. Таким образом, при увеличении нагрузки двигателя угол ф уменьшается.