Что такое критическое скольжение асинхронного двигателя

§78. Режимы работы асинхронных двигателей

Режимы работы асинхронных двигателей.

Холостой ход.

Если пренебречь трением и магнитными потерями в стали (идеализированная машина), то ротор асинхронного двигателя при холостом ходе вращался бы с синхронной частотой n=n₁ в ту же сторону, что и поле статора; следовательно, скольжение было бы равно нулю. Однако в реальной машине частота вращения ротора n при холостом ходе никогда не может стать равной частоте вращения n₁, так как в этом случае магнитное поле перестанет пересекать проводники обмотки ротора и в них не возникнет электрический ток.

Поэтому двигатель в этом режиме не может развить вращающего момента и ротор его под влиянием противодействующего момента сил трения начнет замедляться. Замедление ротора будет происходить до тех пор, пока вращающий момент, возникший при уменьшенной частоте вращения, не станет равным моменту, создаваемому силами трения. Обычно при холостом ходе двигатель работает со скольжением s = 0,2-0,5 %.

При холостом ходе в асинхронном двигателе имеют место те же электромагнитные процессы, что и в трансформаторе (обмотка статора аналогична первичной обмотке трансформатора, а обмотка ротора—вторичной обмотке). По обмотке статора проходит ток холостого хода I₀, однако его значение в асинхронном двигателе из-за наличия воздушного зазора между ротором и статором значительно больше, чем в трансформаторе (20—40 % номинального тока по сравнению с 3—10 % у трансформатора). Для уменьшения тока I₀ в асинхронных двигателях стремятся выполнить минимально возможные по соображениям конструкции и технологии зазоры.

Например, у двигателя мощностью 5 кВт зазор между статором и ротором обычно равен 0,2—0,3 мм. Ток холостого хода, так же как и в трансформаторе, имеет реактивную и активную составляющие. Реактивная составляющая тока холостого хода (намагничивающий ток) обеспечивает создание в двигателе требуемого магнитного потока, а активная составляющая — передачу в обмотку статора из сети энергии, необходимой для компенсации потерь мощности в машине в этом режиме.

Нагрузочный режим.

Чем больше нагрузочный момент на валу, тем больше скольжение и тем меньше частота вращения ротора. Увеличение скольжения при возрастании момента объясняется следующим образом. При увеличении нагрузки на валу ротора он начинает тормозиться и частота его вращения т уменьшается.

При достижении равенства моментов М = М_вн торможение прекратится и двигатель будет снова вращаться с постоянной частотой вращения, но меньшей, чем до увеличения нагрузки. При уменьшении нагрузочного момента М_вн частота вращения ротора по той же причине будет увеличиваться. Обычно при номинальной нагрузке скольжение для двигателей средней и большой мощности составляет 2—4 %, а для двигателей малой мощности от 5 до 7,5 %.

При работе двигателя под нагрузкой по обмоткам его статора и ротора проходят токи i₁ и i₂. Частота тока в обмотках статора f₁ и ротора f₂ определяется частотой пересечения вращающимся магнитным полем проводников соответствующей обмотки. Обмотка статора пересекается магнитным полем с частотой n₁, а обмотка вращающегося ротора — с частотой n₁ — n. Следовательно,

Передача электрической энергии из статора в ротор происходит так же, как и в трансформаторе. Двигатель потребляет из сети электрическую мощность P_эл = 3U₁I₁cosφ₁ и отдает приводимому им во вращение механизму механическую мощность Р_мх (рис. 260).

Рис. 260. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя

В процессе преобразования энергии в машине имеют место потери мощности: электрические в обмотках статора ΔР_эл1 и ротора ΔР_эл2, магнитные ΔР_м от гистерезиса и вихревых токов в ферромагнитных частях машины и механические ΔР_мх от трения в подшипниках и вращающихся частей о воздух.

Из статора в ротор вращающимся электромагнитным полем передается электромагнитная мощность P_эм роторе она превращается в механическую мощность ротора Р’_мх. Полезная механическая мощность на валу двигателя P_мх меньше мощности Р’_мх на значение потерь мощности на трение ?Р_мх.

При возрастании механической нагрузки на валу двигателя увеличивается ток I₂. В соответствии с этим возрастает и ток I₁ в обмотке статора.

Электромагнитный момент М создается в асинхронном двигателе в результате взаимодействия вращающегося магнитного поля с током I₂, индуцируемым им в проводниках обмотки статора. Однако в создании его участвует не весь ток I₂, а только его активная составляющая I₂cosφ₂ (здесь φ₂ — угол сдвига фаз между током I₂ и э. д. с. Е₂ в обмотке ротора).

Ф_т — амплитуда магнитного потока, созданного обмоткой статора;

c_м — постоянная, определяемая конструктивными параметрами данной машины и не зависящая от режима ее работы.

Поясним физический смысл формулы (84). На рис. 261 изображен ротор двухполюсного асинхронного двигателя в развернутом виде, на котором кружками показаны поперечные сечения проводников.

Крестики и точки внутри проводников обозначают направление в них тока i₂, а под проводниками — направление индуцированных э. д. с. e₂, которые пропорциональны индукции В в данной точке воздушного зазора между статором и ротором. Кривая В показывает распределение вдоль окружности ротора индукции, создаваемой вращающимся магнитным полем, кривая i₂ — распределение тока в проводниках, а кривая f — распределение электромагнитных сил, возникающих в результате взаимодействия тока (а с вращающимся магнитным полем.

Электромагнитный вращающий момент М, создаваемый в результате совместного действия всех сил f, будет пропорционален среднему значению электромагнитной силы fср. Легко заметить, что к проводникам, лежащим на дуге, равной 180° — φ₂, приложены силы f, увлекающие ротор за вращающимся магнитным полем, а на дуге φ₂ — тормозящие силы. Поэтому при неизменном токе I2 среднее значение электромагнитной силы f_ср, а следовательно, и электромагнитный момент М будут тем больше, чем меньше угол φ₂. Электромагнитный момент М зависит от скольжения s.

Рис. 261. Распределение индукции В, тока i2 и электромагнитных сил f, действующих на проводники асинхронного двигателя

Так, при увеличении скольжения возрастает э. д. с. Е₂ в обмотке ротора и ток I₂. Однако одновременно уменьшается cosφ₂, так как активное сопротивление обмотки ротора R₂ остается неизменным, а реактивное Х₂ увеличивается (возрастает частота тока f₂ в обмотке ротора).

Что такое критическое скольжение асинхронного двигателя

• Абитуриенту
• Студенту
• Выпускнику
• Аспиранту
• Сотруднику
• Гостю
• Контакты

• Версия для слабовидящих
• English

• Контакты приемной комиссии
• Опорный университет
• Структура
• Преподаватели

• Доступная среда
• Контакты и реквизиты
• Телефонный справочник
• Антитеррор

• План университетского городка
• Профилактика коронавирусной инфекции
• История развития

• Руководство
• Ученый совет
• Нормативные документы

• Сведения об образовательной организации
• Управления и отделы
• Государственные закупки

• Институты
• Филиалы
• Колледжи
• Центры

• Образовательные программы
• Магистратура
• Аспирантура, докторантура
• Военная подготовка

• Дополнительное образование
• Научно-техническая библиотека

• Научные направления
• Конференции
• Конкурсы и гранты
• Фестиваль науки

• Организация НИР
• Диссертационные советы
• Центры коллективного пользования
• Научные издания

• Управление международных коммуникаций
• Программа «Tempus» и «ERASMUS+»
• Проект «NanoBRIDGE»
• Проект «Bridge»

• Проект «HP»
• Академия «Cisco»
• Инновационные предприятия
• Центр трансфера технологий

• Воспитательная работа
• Кураторы
• Профсоюзы
• Студенческий клуб

• Центр карьеры
• Газета «За инженерные кадры»
• Спорт и отдых
• Медицинская помощь

• НОВОСТИ
• АНОНСЫ

Год науки и технологий — год новых свершений

В течение всего 2021 года при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы и конкурсы для всех желающих.

Соглашение о сотрудничестве

В рамках соглашения будет идти подготовка кадров для газовой отрасли региона, организация совместных научно-исследовательских мероприятий, повышением квалификации сотрудников «Газпром трансгаз Саратов».

Kонкурсы от компании IPR MEDIA

Компания IPR MEDIA приглашает преподавателей, магистров и аспирантов, специалистов в области информационных и сквозных цифровых технологий СГТУ к участию в конкурсах авторских работ и творческих инициатив

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ НА СКОЛЬЖЕНИЕ В ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОМ АСИНХРОННОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Афанасьев А.П.

Кандидат технических наук, Приамурский государственный университет имени «Шолом-Алейхема» г. Биробиджан

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ НА СКОЛЬЖЕНИЕ В ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОМ АСИНХРОННОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Аннотация

Предложена усовершенствованная схема управления электроприводом в рабочих пределах изменения момента и скорости. Разработаны имитационные модели электропривода, имитирующие работу в обычном режиме и с учетом оптимизации скольжения.

Показано, что в заданных границах изменения нагрузочных моментов и оборотах привода по параметру эффективности предложенная модель управления дает более высокие результаты.

Предлагаемая схема управления с учетом оптимизации скольжения эффективнее, чем схема регулированием, за счет меньших электромагнитных потерь в обмотке ротора.

Ключевые слова: управляемый асинхронный электропривод, оптимизация скольжения, имитационная модель управления, частотно-регулируемый электропривод.

Afanasyev A.P.

PhD in Engineering, Sholem Aleichem Amur State University, Birobidzhan

DETERMINATION OF THE AMENDMENT TO SLIDE IN A FREQUENCY-REGULATED ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE

Abstract

An improved control scheme of the electric drive within the working limits of the torque and speed variation is proposed. Simulation models of the electric drive simulating the work in the normal mode and taking into account slip optimization are developed.

It is shown that within the given limits of variation of load moments and drive speeds by the efficiency parameter, the proposed control model gives better results.

The proposed control scheme, taking into account the slip optimization, is more effective than the control circuit, due to the smaller electromagnetic losses in the rotor winding.

Keywords: controlled asynchronous electric drive, slip optimization, simulation control model, frequency-controlled electric drive.

Введение

Асинхронные электродвигатели являются наиболее простыми в конструкции и, следовательно, недорогими в производстве. Данные качества определяют их основные конкурентные преимущества в сравнении с другими типами электропривода. Доля асинхронных электроприводов в промышленном производстве занимает порядка 70%.

К недостаткам асинхронных двигателей, до последнего времени, можно было отнести их слабую управляемость по скорости и моменту на валу двигателя. При низких нагрузках коэффициент полезного действия данных двигателей имеет тенденцию к резкому убыванию по причине возрастающих потерь обмотке и сердечнике статора [1, С 105], [2].

Для уменьшения этих потерь необходимо сбалансировать магнитный поток между статором и ротором, т.е. иметь возможность влиять на скорость (число оборотов) электропривода и напряжение статорных обмоток.

Достаточно много отраслей промышленного хозяйства, где востребованы электрические приводы с высокими показателями эффективности во всех рабочих диапазонах изменения нагрузки и частоты вращения. В качестве примера можно привести электроприводы горно-обогатительного оборудования.

Эффективность работы электропривода можно повысить за счет точного выбора параметров управляющих воздействий соответствующих текущим условиям работы.

Существует несколько способов управления скоростью асинхронного двигателя. Наиболее распространенные из них приведены на диаграмме, представленной на рис. 1.

Рис. 1 – Способы регулирования скорости асинхронного двигателя

Одним из традиционных способов управления двигателем является изменение величины питающего напряжения.

Развиваемый двигателем электромагнитный момент определяется в соответствии с соотношением:

Графически соотношение определяющее зависимость электромагнитного момента от скольжения, т.е. – (1) представлено на рис. 2.

Рис. 2 – Зависимость момента асинхронного двигателя от скольжения

Из соотношения (1) и графического представления зависимости видно, что электромагнитный момент пропорционален квадрату напряжения и сложным образом зависит от величины скольжения s.

В настоящее время в проектируемые системы управления асинхронными электроприводами используют «классическое» регулирование, которое позволяет обеспечить неизменность критического момента и, следовательно, постоянство перегрузочной способности двигателя практически во всем диапазоне регулирования скорости.

Исследования [3], [4], [5], [6] показали, что постоянство отношения напряжения статора к частоте не соответствует оптимальным параметрам энергопотребления асинхронного двигателя.

Для получения оптимальной эффективности работы привода во всех диапазонах изменения момента и скорости был предложен механизм компенсации скольжения, обобщенная функциональная схема которого представлена на рис 3. С помощью данной функциональной схемы реализуется алгоритм скалярного управления электроприводом. Подробное описание элементов схемы можно найти в [2, С 14].

Рис. 3 – Функциональная схема частотно-регулируемого электропривода со скалярным управлением

Управление (компенсация) скольжением возможно соответствующим выбором добавки напряжения к заданному напряжению на зажимах статора, которое на рис.3 имеет обозначение .

Существует несколько модификаций метода компенсации скольжения.

В данной статье предлагается метод, в основе которого лежит идея использования ПИД –регулятора, в частности, предложено дополнить систему управления интегральным регулятором.

Модель блока управления скольжением

Для компенсации скольжения относительно оптимального значения было предложено использовать интегральный регулятор (2), который позволяет получить значение добавочного напряжения не только для текущего отклонения скольжения от номинальной величины, но и учитывать всю «историю» данных отклонений [7].

В ходе реализации предложенного подхода для блока управления скольжением была создана имитационная SIMULINK модель [8], [10].

На рис. 4 представлена модель блока управления, которая является частью общей модели имитационного эксперимента по определению параметров эффективности работы асинхронного двигателя в различных тестовых режимах. Блоки, выделенные цветом, реализуют рабочий алгоритм интегрального ПИД регулятора.

Рис. 4 – Схема контроллера блока оптимизации скольжения

На рис. 5 представлена общая модель асинхронного электропривода с блоком оптимизации скольжения, в которой блок «S-controller» является системой управления питающего напряжения.

Рис. 5 – Имитационная модель асинхронного электропривода с блоком оптимизации скольжения

В качестве входных параметров блок «S-controller» принимает заданное значение частоты питающего напряжения – f, требуемое значение скольжения – s, обусловленное конструкцией двигателя и текущим режимом работы электропривода, и действительное значение скольжения – Slip, полученное с датчиков измерительных блоков электропривода.

На выходе блока «S-controller» получается значение питающего напряжения двигателя с учетом поправки на скольжение, полученной с помощью интегрального ПИД регулятора.

Результаты моделирования

На рисунке 6 представлены графики зависимости коэффициента полезного действия от нагрузочного момента и частоты вращения двигателя без учета компенсации скольжения и с учетом компенсации скольжения с применением интегрального ПИД регулятора.

Рис. 6 – Графики зависимости КПД двигателя от нагрузочного момента и частоты напряжения питания

Представленные графики показывают, что практически на всем диапазоне частот напряжения питания и изменения нагрузочного момента коэффициент полезного действия двигателя с блоком компенсации скольжения имеет более высокие значения.

В области малых частот и моментов нагрузки коэффициент полезного действия привода с интегральным регулятором превышает этот же показатель для привода с обычным регулированием на 30-40%.

На рис.7 представлен срез графика на частоте 10 Гц, из которого следует, что на данной частоте во всем диапазоне изменения нагрузочного момента КПД двигателя с интегральным регулятором превышает КПД двигателя с обычным регулированием

Рис. 7 – Срез графика КПД на частоте питающего напряжения 10 Гц

Рис. 8 иллюстрирует работу интегрального регулятора блока оптимизации скольжения при пониженных оборотах двигателя и нагрузочного момента, равного 15 Н*м.

Как видно из рис. 8 на начальном этапе имитации значение скольжения в моделях с оптимизацией и без оптимизации не определено и подвержено резким скачкам, так как этот период приходится на режим пуска двигателя.

В дальнейшем, по мере накопления интегралом «истории отклонений» скольжения от оптимального значения, скольжение в модели с интегральным регулятором принимает более низкие значения в сравнении с моделью, в которой используется обычное регулирование.

Меньшая величина скольжения приводит к уменьшению потерь в обмотке ротора, так как эти потери прямо пропорциональны скольжению , здесь – электромагнитная мощность двигателя [1], [9, С 216].

Рис. 8 – Значения скольжений асинхронного двигателя с учетом и без учета оптимизации при заданных условиях

Вывод

Предложенный алгоритм компенсации скольжения на основе интегрального компонента ПИД регулятора позволяет повысить коэффициент полезного действия асинхронного электропривода от 5 до 40% практически во всем диапазоне изменения момента нагрузки и частоты вращения.

Блок управления с интегральным регулятором позволяет работать приводу с меньшим скольжением, в результате чего уменьшаются потери в обмотке ротора, и, следовательно, повышается эффективность работы электропривода в целом.

В настоящее время реализация данного алгоритма управления электроприводом вполне осуществима на основе микропроцессорной техники.

Список литературы / References

1. Вольдек А.И. Электрические машины. Машины переменного тока: учебник для вузов / А. И. Вольдек, В.В. Попов. – СПб.: Питер, 2010.– 350 с.
2. Мальцева О.П. Системы управления электроприводов: Учебное пособие / О.П. Мальцева, Л.С. Удут, Н.В. Кояин. – Томск: Изд. ТПУ, 2007. -151 с.
3. Sarhan H. Energy Efficient Control of Three-Phase Induction Motor Drive / H. Sarhan // Energy and Power Engineering. –2011. –Vol. 3. –P. 107-112.
4. Ansari A. Induction Motor Efficiency Optimization Using Fuzzy Logic / A Ansari, D. M. Deshpande // International Journal of Advanced Engineering and Applications, –Vol. 1. –2010, –P. 177–180.
5. W. Leonhard Controlled AC Drives, a Successful Transfer from Ideas to Industrial Practice / Leonhard W. // Control Engineering Practice. –1996. –Vol. 4(7). ––P. 897–908.
6. Li J. A new efficiency optimization method on vector control of induction motor/ J. Li L. Xu Z. Zhang // Proc. IEEE Conf. Electrical Machines and Drives. –2005. –P. 1995-2001
7. Ben Hamed M. A Digital Phase Locked Loop Speed Control of Three Phase Induction Motor Drive: Performances Analysis, International Journal of Energy and Power Engineering/ M. Ben Hamed, L. Sbita // EPE Journal. – Brussel, –2011. – Vol 3. – P. 61-68
8. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И. В. Черных. – М.: ДМК Пресс, 2007. –288 с.
9. Усольцев А.А. Электрические машины: учебное пособие. / А.А.Усольцев. – СПб: – НИУ ИТМО, 2013. – 416 с.
10. Chee-Mun O. Dynamic Simulation of Electric Machinery using Matlab/Simulink / O. Chee-Mun. –New Jersey; Prentice-Hall, 1998. – 467 p.

Список литературы / References in English

Механические характеристики асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели являются основными двигателями, которые наиболее широко используются как в промышленности, так и в агропромышленном производстве. Они обладают существенными преимуществами перед другими типами двигателей: просты в эксплуатации, надежны и имеют низкую стоимость.

В трехфазном асинхронном двигателе при подключении обмотки статора к сети трехфазного переменного напряжения создается вращающееся магнитное поле, которое, пересекая проводники обмотки ротора, наводит в них ЭДС, под воздействием которой в роторе появляются ток и магнитный поток. Взаимодействие магнитных потоков статора и ротора создает вращающий момент двигателя. Появление в обмотке ротора ЭДС, следовательно, и вращающего момента возможно только при наличии разности между скоростями вращения магнитного поля статора и ротора. Это различие в скоростях называют скольжением.

Скольжение асинхронного двигателя — это мера того, насколько ротор отстает в своем вращении от вращения магнитного поля статора. Оно обозначается буквой S и определяется по формуле

, (2.17)

где w₀ — угловая скорость вращения магнитного поля статора (синхронная угловая скорость двигателя); w — угловая скорость ротора; ν – частота вращения двигателя в относительных единицах.

Скорость вращения магнитного поля статора зависит от частоты тока питающей сети f и числа пар полюсов р двигателя: . (2.18)

Уравнение механической характеристики асинхронного двигателя можно вывести на основе упрощенной схемы замещения, приведенной на рис.2.11. В схеме замещения приняты следующие обозначения: U_ф — первичное фазное напряжение; I₁ — фазный ток в обмотках статора; I₂́ — приведенный ток в обмотках ротора; X₁ – реактивное сопротивление обмотки статора; R₁, R 1 ₂ – активные сопротивления в обмотках соответственно статора и приведенного ротора; X₂΄- приведенное реактивное сопротивление в обмотках ротора; R₀, X₀ — активное и реактивное сопротивления контура намагничивания; S – скольжение.

В соответствии со схемой замещения на рис.2.11 выражение для тока ротора имеет вид

. (2.19)

Рис. 2.11. Схема замещения асинхронного двигателя

Вращающий момент асинхронного двигателя может быть определен из выражения Мw₀ S=3(I₂΄) 2 R₂΄ по формуле

. (2.20)

Подставив значение тока I₂΄ из формулы (2.19) в формулу (2.20), определяем вращающий момент двигателя в зависимости от скольжения, т.е. аналитическое выражение механической характеристики асинхронного двигателя имеет вид

. (2.21)

График зависимости M=f(S) для двигательного режима представлен на рис.2.12. В процессе разгона момент двигателя изменяется от пускового M_n до максимального момента, который называется критическим моментом M_к. Скольжение и скорость двигателя, соответствующие наибольшему (максимальному) моменту, называют критическими и обозначают соответственно S_к , w_к. Приравняв производную нулю в выражении (2.21), получим значение критического скольжения S_k, при котором двигатель развивает максимальный момент:

, (2.22)

где Х_к=(Х₁+Х₂΄) – реактивное сопротивление двигателя.

Для двигательного режима S_к берется со знаком “плюс”, для сверхсинхронного — со знаком “минус”.

Подставив значение S_к (2.22) в выражение (2.21), получим формулы максимального момента:

а) для двигательного режима

; (2.23)

б) для сверхсинхронного торможения

(2.24)

Знак “плюс” в равенствах (2.22) и (2.23) относится к двигательному режиму и к торможению противовключением; знак “минус” в формулах (2.21), (2.22) и (2.24) — к сверхсинхронному режиму двигателя, работающего параллельно с сетью (при w>w₀).

Как видно из (2.23) и (2.24), максимальный момент двигателя, работающего в режиме сверхсинхронного торможения, будет больше по сравнению с двигательным режимом из-за падения напряжения на R₁ (рис. 2.11).

Если выражение (2.21) разделить на (2.23) и произвести ряд преобразований с учетом уравнения (2.22), можно получить более простое выражение для зависимости M=f(S):

, (2.25)

где – коэффициент.

Пренебрегая активным сопротивлением обмотки статора R₁, т.к. у асинхронных двигателей мощностью более 10 кВт сопротивление R₁ значительно меньше Х_к, можно приравнять а ≈ 0, получаем более удобную и простую для расчетов формулу определения момента двигателя по его скольжению (формула Клосса):

. (2.26) Если в выражение (2.25) вместо текущих значений M и S подставить номинальные значения и обозначить кратность моментов M_к/M_н через k_max, получим упрощенную формулу для определения критического скольжения:

. (2.27)

В (2.27) любой результат решения под корнем брать со знаком “+”, ибо при знаке “-” решение данного уравнения не имеет смысла. Уравнения (2.21), (2.23), (2.24), (2.25) и (2.26) являются выражениями, описывающими механическую характеристику асинхронного двигателя (рис. 2.12).

Искусственные механические характеристики асинхронного двигателя можно получить за счет изменения напряжения или частоты тока в питающей сети либо введения добавочных сопротивлений в цепь статора или ротора.

Рассмотрим влияние каждого из названных параметров (U, f, R_д) на механические характеристики асинхронного двигателя.

Влияние напряжения питающей сети.Анализ уравнений (2.21) и (2.23) показывает, что изменение напряжения сети влияет на момент двигателя и не влияет на его критическое скольжение. При этом момент, развиваемый двигателем, изменяется пропорционально квадрату напряжения:

М≡ kU 2 , (2.28)

где k – коэффициент, зависящий от параметров двигателя и скольжения.

Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения сети представлены на рис 2.13. В данном случае U_н= U₁>U₂>U₃.

Влияние добавочного внешнего активного сопротивления, включенного в цепь статора. Добавочные сопротивления вводят в цепь статора для уменьшения пусковых значений тока и момента (рис.2.14а). Падение напряжения на внешнем сопротивлении является в данном случае функцией тока двигателя. При пуске двигателя, когда величина тока большая, напряжение на обмотках статора снижается.

Рис.2.14. Схема включения (а) и механические характеристики (б) асинхронного двигателя при включении активного сопротивления в цепь статора

При этом согласно уравнениям (2.21), (2.22) и (2.23) изменяются пусковой момент М_п, критический момент М_к и угловая скорость ω_к. Механические характеристики при различных добавочных сопротивлениях в цепи статора представлены на рис.2.14б, где R_д2>R _д1.

Влияние добавочного внешнего сопротивления, включенного в цепь ротора. При включении добавочного сопротивления в цепь ротора двигателя с фазным ротором (рис.2.15а) его критическое скольжение повышается, что объясняется выражением .

Рис.2.15. Схема включения (а) и механические характеристики (б) асинхронного двигателя с фазным ротором при включении добавочного сопротивления в цепь ротора

В выражение (2.23) величина R / ₂ не входит, так как эта величина не влияет на М_К, поэтому критический момент остается неизменным при любом R / ₂. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором при различных добавочных сопротивлениях в цепи ротора представлены на рис.2.15б.

Влияние частоты тока питающей сети. Изменение частоты тока влияет на величину индуктивного сопротивления X_к асинхронного двигателя и, как видно из уравнений (2.18), (2.22), (2.23) и (2.24), оказывает влияние на синхронную угловую скорость w₀, критическое скольжение S_к и критический момент M_к. Причем ; ; w₀ºf, где C₁, C₂ — коэффициенты, определяемые параметрами двигателя, не зависящими от частоты тока f.

Механические характеристики двигателя при изменении частоты тока f представлены на рис.2.16.

Дата добавления: 2019-02-08 ; просмотров: 1067 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ