50 Конструкция и принцип действия АД (стр. 2 )

Поделим числитель и знаменана S, получим:

. (6)

Токи, полученные по уравнениям (5) и (6) одинаковое значение. Одинаковыми будут углы их сдвига от ЭДС:

.

Однако между этими токами имеется принципиальное различие. Если ток обусловлен ЭДС имеет частоту , то ток обусловлен ЭДС и его частота равна . Следовательно ток является током во вращающемся роторе, а ток в эквивалентном неподвижном.

Векторные диаграммы вторичной цепи АД во вращающемся роторе и эквивалентном неподвижном роторе изображены на рисунках 5,6.

Так как токи равны по амплитуде и по фазе, то будут равны и одинаково ориентированы в пространстве МДС . МДС перемещается относительно ротора в направлении его движения с угловой скоростью

.

Скорость ротора равна:

.

Поэтому при любых скольжениях S будет перемещаться в пространстве относительно неподвижного статора с угловой скоростью:

.

С такой же скоростью перемещается в пространстве МДС , созданная обмоткой статора при протекании по ней тока с частотой . Следовательно при любых значениях скольжения МДС неподвижны относительно друг друга и будут создавать результирующую МДС , равную:

.

Отсюда следует, что замена вращающегося ротора эквивалентным неподвижным не нарушает магнитное состояние машины.

Таким образом, для перехода к эквивалентному неподвижному ротору следует у заторможенного ротора активное сопротивление заменить на , для чего в его цепь вводится добавочное сопротивление :

. (7)

Асинхронная машина с эквивалентным неподвижным ротором в электрическом отношении подобна трансформатору, работающему на чисто активную нагрузку.

Полная мощность, поглощаемая в эквивалентном неподвижном роторе:

. (8)

Эта мощность передаётся из статора в ротор и называется электромагнитной мощностью. Часть этой мощности затрачивается на покрытие потерь в обмотке ротора:

, (9)

где m – число фаз.

Остальная часть поглощается в сопротивлении :

. (10)

В реальной машине этой мощности соответствует полная механическая мощность, которая получается в результате преобразования электрической энергии в механическую.

Электромагнитный момент, развиваемый машиной:

. (11)

Отношение мощностей равно:

. (12)

При электрические потери в роторе пропорциональны скольжению.

53 Энергетическая диаграмма АД.

Процесс преобразования активной мощности в АД можно показать с помощью энергетической диаграммы 1.

Обмотка статора потребляет из сети активную мощность . Электрические потери в обмотке статора:

. (1)

Магнитные потери в статоре равны . Из статора в ротор пере-даётся активная мощность :

. (2)

Электрические потери в роторе равны:

. (3)

Магнитные потери в роторе очень малы, так как

Гц

и их не учитывают.

Полная механическая мощность:

. (4)

Часть этой мощности затрачивается на покрытие потерь механи-ческих и добавочных , возникающих при нагрузке.

Полезная механическая мощность равна:

. (5)

Добавочные потери трудно поддаются расчёту и экспериментальному определению. Они обычно составляют от подводимой мощности при номинальной нагрузке. При других нагрузках эти потери пересчитываются пропорционально квадрату тока статора.

Коэффициент полезного действия АД:

. (6)

У АД значения КПД колеблется от 0,7 до 0,95. С повышением мощности КПД увеличивается. Возрастает КПД также при увеличении частоты вращения.

В АМ первичной обмоткой является обмотка статора, вторичная – обмотка ротора.

Уравнение напряжения обмотки статора:

; (7)

.

Уравнение напряжения эквивалентного неподвижного ротора:

; (8)

.

Уравнение МДС:

. (9)

С учётом уранения

, (10)

уравнение (9) запишем в виде:

. Поделим обе части уравнения (11) на , получим уранение для токов:

; (12)

. (13)

ЭДС индуцируются в обмотках АМ основным потоком , который является потоком взаимной индукции. Он создаётся результирующей МДС . Результирующей МДС пропорционален ток , который согласно (11) можно считать составляющей тока статора :

. (14)

Ток по своей сути является током возбуждения и называется намагничивающим током.