СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Схема замещения позволяет определить токи, потери мощности и падения напряжения в асинхронной машине. При этом нужно учитывать, что в обмотке вращающегося ротора проходит ток, действующее значение и частота которого зависят от частоты вращения.

Схема замещения обмотки ротора. Из электрической схемы замещения ротора при его вращении (рис.9-6, а) следует, что ток ротора

(9-13)

При вращении ротора ЭДС E_2s в обмотке ротора и ее частота пропорциональны скольжению s. Следовательно, и индуктивное сопротивление обмотки ротора зависит от скольжения:

(9-14)

где Х₂ —индуктивное сопротивление обмотки заторможенно­го ротора.

Подставляя значения E_2s и X_2s в (9-13), получаем

(9-15)

В числителе и знаменателе (9-15) есть переменная вели­чина s, поэтому преобразуем его к виду

(9-16)

Уравнению (9-16) соответствует электрическая схема замещения, показанная на рис. 9-6, б. Здесь ЭДС Е₂ и ин­дуктивное сопротивление Х₂ неизменны, а активное сопро­тивление R₂/s изменяется в зависимости от скольжения.

Схемы, представленные на рис.9-6, а, б, с энергетической точки зрения не эквивалентны. Так, в схеме, приведенной на рис.9-6, а, электрическая мощность ротора Р_р равна электрическим потерям

а мощность, потребляемая в схеме, приведённой на рис.9-6, б,

Отношение этих мощностей

Однако поскольку s = Δ P _эл2 /P _эм, получим, что Р'_р = Р _эм. Следовательно, электрическая мощность Р'_р в схеме, пред­ставленной на рис.9-6, б, равна всей электромагнитной мощности, подводимой от статора к ротору.

По известным значениям Δ Р _эл2 и Р _эм можно определить и механическую мощность ротора:

Полученный результат наглядно представлен электричес­кой схемой (рис. 5.14, в), в которой активное сопротивление обмотки ротора состоит из двух частей: R₂ и R₂(1—s)/s. Первое сопротивление не зависит от режима работы, и потери в нем равны электрическим потерям реального ротора. Второе сопротивление зависит от скольжения, и мо­щность, выделяющаяся в нем, численно равна механической мощности двигателя. Таким образом, рассматриваемая схема замещения позволяет заменить реальный вращающийся ротор неподвижным, в цепь обмотки которого включено активное сопротивление, зависящее от частоты вращения ротора.

Т-образная схема замещения. Полная схема замещения асинхронной машины при вращающемся роторе отличается от схемы замещения асинхронной машины с заторможенным ротором только наличием в цепи ротора активного сопро­тивления, зависящего от нагрузки (рис.9-7 ). Эту схему замещения называют Т-образной. Следовательно, и в этом случае удается свести теорию асинхронной машины к теории трансформатора.

Сопротивления R_m и Х_т намагничивающего контура значительно меньше соответствующих значений для схемы замещения трансформатора, так как ток холостого хода асинхронного двигателя гораздо больше, чем у трансформа­тора. Если при рассмотрении работы трансформатора часто можно пренебречь намагничивающим контуром, то при рассмотрении работы асинхронного двигателя этого сделать нельзя, так как ошибка может получиться значительной.

Г-образная схема замещения. Можно упростить вычисле­ния, преобразовав Т-образную схему замещения в Г-образную, как это показано на рис.9-8, а.

Для Г-образной схемы замещения (рис.9-8, а) имеем где и — токи рабочих контуров для Т- и Г-образной схем замещения.

Рис. 9-8. Г-образные схемы замещения асинхронной машины (а, б)

Появившийся в этой схеме замещения комплекс практически всегда можно заменить модулем С ₁который для асинхронных двигателей мощ­ностью 10 кВт и выше равен 1,02...1,05. При анализе электромагнитных процессов в машинах общего применения часто полагают С₁≈1, что существенно облегчает расчеты и мало влияет на точность полученных результатов. Г-образную схему замещения при С ₁ = 1называют упрощенной схемой замещения с вынесенным намагничивающим контуром (рис.9-8, б). В этой схеме ток без большой погрешности можно приравнять току I ₀.

Поиск по сайту: