Идеального холостого

(15-4) можно построить также регулировочные характеристики п = f (ас) для различных нагрузочных моментов ( 15-3, б). Значения вращающего момента для характеристик отнесены к значению вращающего момента Мк при неподвижном роторе (s = 1) и круговом поле (<хе = 1). Характеристики реальных двигателей отличаются от изображенных характеристик идеального двигателя, как это показано штриховой линией для одной из них.

от изображенных характеристик идеального двигателя, как это показано штриховой линией для одной из них.

У идеального двигателя вся подводимая энергия передается на ротор, хту=оо, Гду значительно больше всех других сопротивлений обмоток (rSy = A:Sy = *Ry = 0) и потери в стали отсутствуют [10]. В реальном ИДП сопротивление рассеяния полого ротора мало [ХНУ— (0,054-0,1 )гду] и может не учитываться.

круговом вращающемся поле, найденный при заторможенном роторе (v = 0). Относительная частота вращения вычисляется как v = = п/пс, где п и «о— измеренная и синхронная частоты вращения. На том же графике ( 8.7) наносится для сравнения механическая характеристика идеального двигателя, построенная по уравнению {10, 11]

Для любого коэффициента сигнала у идеального двигателя, как это следует из формулы (8.14), механическая характеристика линейна, причем с ростом скорости момент убывает. При изменении коэффициента сигнала меняется наклон механической характеристики. При снижении коэффициента сигнала вращающий момент уменьшается, так как увеличивается эллиптичность поля и растет тормозной момент от обратновращающегося поля.

При ае=0,5 значение vx = 0,8. Снижение частоты вращения при холостом ходе с уменьшением коэффициента сигнала объясняется действием обратновращающегося поля. При пуске в ход (v = 0), вращающий момент у идеального двигателя изменяется пропорционально коэффициенту сигнала. В относительных единицах он численно равен коэффициенту сигнала:

Регулировочные характери-/77=0,5 стики двигателя v = /(aP/af.o) строятся по опытным данным для 2—3 постоянных значений моментов, например т = 0 при холостом ходе, т = 0,8 и т = 0,5 при амплитудном управлении (сдвиг схемой) и амплитудно-фазовом управлении (сдвиг конденсатором), на одном графике ( 8.11) в относительных единицах. Для сравнения на этом же рисунке показаны регулировочные характеристики идеального двигателя, построенные по уравнению

Регулировочные характеристики не прямолинейны, можно найти лишь зону пропорционального регулирования, т. е. диапазон изменения коэффициента сигнала, при котором скорость меняется пропорционально сигналу с определенной погрешностью. Обычно допускается погрешность Av = ±5%. На 8.11 зона пропорционального регулирования показана для идеального двигателя (зона а при т = 0, зона Ь при т = 0,5).

При пуске в ход идеального двигателя (v = 0) момент равен коэффициенту сигнала:

екая характеристика всегда проходит выше идеальной, то его ротор будет разгоняться быстрее и электромеханическая постоянная времени реального ИД, найденная опытным путем, будет несколько меньше, чем у идеального двигателя: Тм.-р<Тм ( 10.12).

У идеального двигателя вся подводимая энергия передается

Положение оси mm' магнитного поля ротора относительно оси КК' поля якоря и значение момента М1М зависят от нагрузки двигателя. Так, при работе двигателя в режиме идеального холостого хода ротор занимает положение, показанное на 11.3, о, при котором электромагнитный момент MJM равен нулю. Некоторой механической нагрузке двигателя соответствует положение ротора, изображенное на 11.3, в, которому соответствует определенный вращающий момент MJM.

Для машины с параллельным возбуждением может быть построена универсальная характеристика ( 13.42). Если посредством какого-либо независимого двигателя вращать якорь с частотой вращения, превосходящей частоту вращения идеального холостого хода п , то направление тока в якоре изменится и машина будет работать как генератор на сеть постоянного тока. Если же приложить к валу двигателя достаточно большой тормозной момент, то двигатель остановится, а если тормозной момент активный, создаваемый, например, опускающимся достаточно большим грузом, то машина из режима двигателя перейдет в режим электромагнитного тормоза. В этом случае ток в якоре

ротору при помощи вспомогательного двигателя синхронную частоту вращения, т. е. равную частоте вращения магнитного поля (s = 0), при которой ток в роторе станет равным нулю. Таким образом, ток холостого хода двигателя при отсутствии нагрузки на валу больше тока идеального холостого хода вследствие потерь энергии на преодоление трения в подвижных частях, на нагревание обмоток ротора и т. п.

лишь при относительном движении проводников ротора в магнитном поле машины. Из этого следует важный вывод о том, что ротор и магнитное поле асинхронной машины, работающей в режиме электрического двигателя, вращаются в пространстве в одном направлении, но с разными скоростями; скорость вращения ротора двигателя всегда меньше скорости вращения магнитного поля. С увеличением тормозного момента скорость вращения ротора уменьшается. При отсутствии внешнего момента сопротивления возбужденная машина будет находиться в режиме холостого хода, характеризуемом свободным вращением ротора со скоростью, близкой к синхронной. Лишь в теоретически возможном случае полного исчезновения внутренних сил трения скорость вращения ротора может достигнуть синхронной скорости вращения поля. Тогда прекратится пересечение проводников ротора магнитными линиями поля и токи в роторе исчезнут. В этом случае говорят о режиме идеального холостого хода асинхронной машины.

Режим идеального холостого хода можно создать и в реальной машине, если скорость вращения ее ротора искусственно увеличить до синхронной скорости при помощи какого-либо постороннего двигателя.

Для случая идеального холостого хода (Q х = Q0) скольжение s = = 0; при неподвижном роторе (Q =0) скольжение s= 1. Режим двигателя (Q Q0) — отрицательными величинами скольжения. В режиме электромагнитного тормоза скольжение s> 1.

Подобно двухобмоточному трансформатору основное поле машины при любом режиме ее работы, кроме режима идеального холостого хода, создается совместным намагничивающим действием токов обмоток статора и ротора. Его можно рассматривать как результат одновременного существования двух полей, магнитные линии каждого из которых замыкаются вокруг проводников обмоток статора и ротора: поля, возбуждаемого н. с. обмотки статора, и поля, возбуждаемого и. с. обмотки ротора. Хотя токи, создающие эти н. с., имеют разные частоты, однако возбуждаемые ими поля оказываются неподвижными относительно друг друга: оба они вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью.

Jlt ~ «ч. гдз индекс "Н" относится к соответствующим номинальным величинам. Номинальное сколь&эниз большинства асинхронных двигателей находится в пределах SH * 0,02. ..0,03. Угловая частота вращения ротора асинхронного двигателя Л беа внешнего воздействия никогда не может достигнуть значения угловой частоты врадэ-'ия магнитного поля статора Jl^ . Чтобы это произошло, нужно вращать ротор в сторону вращения магнитного поля сторонним усилием (например, при ускорении ротора во время движения электропоезда под уклон). При JieJl4 согласно (2.4) S « 0. &жим работы асинхронного двигателя с JL~Jl± называется режимом идеального холостого хода асинхронного двигателя, а скольжение S ° О — скольжением идеального холостого хода. При идеальном холостом ходе из-за синхронного вращения ротора и магнитного ножа статоре отсутствует пересечение проводников обмотки ротора оиловнмн линиями магнитного поля и вследствие «ото » д с и ток в проводниках обмотки ротора равны ну до и. вледоватодыю, момент. дМепумрЯ со стороны магнитного поля на ротор, отсутствует. Эгам идвишыжхмостоя ход асинхронного двигателя отдичмтся от ремыоге холостого хода, имеющего место при отоутспии •агружи НА мау.т.е. хо.гда на ротор действует только момент холостого хо«ь. Ц* ав«гв охмшшого следует, что двигательный р»жим ммкхрон»*! машмш аМнмшк а пределах околь-жении

4) точка идеального холостого хода: ? = о , fl-O , когда ток ротора двигателя и момент равны нулю.

При идеальном холостом хода статор подключен к сети,и ротор вращаэтся с частотой вращзния, равной синхронной частота вращения магнитного поля статора, так что скольжзниэ идеального холостого хода -S~O . йтот рзжим обаспачиваэтся вращением ротора с помощью какой-либо постороннэя причины (посторонний двигатель, движэниэ поезда под уклон и т.п.). В режиме идзального холостого хода в обмоткэ ротора ток равен нулю, так как не происходит пересечения проводников обмотки ротора силовыми линиями магнитного поля статора. Значения тока обмотки статора, потребляемого двигателем "~~~ при идеальном холостом ходэ

I0o t электродвижущей силы обмотки статора ?± OQ и потокосцэпдения идеального холостого хода <^00 могут быть найдены по схеме замещения асинхронного двигателя для этого режима (2.18), которая подучается из Т-образной схэмы замещения