Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

но

Е\ — 4,44гг1А’0б1Фвт и сщ = 2яп/60 — 2я//р.

пропорционален полной намагничивающей силе, созданной активной составляющей вторичного тока тр^&обі^г cos ф2 и полному магнит­ ному потоку машины рФ&т.

При изменении нагрузки от нулевой до номинальной cos ф2 близок к единице и мало изменяется. Поэтому часто пишут формулу момента в упрощенном виде, а именно:

25-5. Влияние высших гармонических на вращающий момент

Чтобы понять, какое действие оказывают на вращающий момент двигателя высшие гармонические намагничивающих сил, следует напомнить их свойства (§ 20-1): все высшие гармонические намагни­ чивающих сил, создаваемые синусоидальным током, пульсируют с одной и той же частотой /, равной частоте этого тока, но имеют осно­ вания, обратно пропорциональные порядку гармонической. Так, 5-я гармоническая намагничивающей силы на рис. 20-2 имеет по сравнению с первой гармонической в 5 раз меньшее основание, 7-я — в 7 раз меньшее и т. д. Так как каждая полуволна высшей гармонической намагничиваемой силы соответствует одному полюсу, то можно сказать, что 5-я гармоническая намагничиваемой силы имеет в 5 раз большее число полюсов, чем основная, т. е. ръ = 5р, 7-я гармоническая р 1 = 1р и т. д.

В трехфазной машине высшие гармонические намагничивающей силы (за исключением третьей и кратных ей) создают вращающиеся магнитные поля. Но скорость вращения этих полей меньше, чем основного, так как, если поле первой гармонической намагничиваю-

щей силы вращается в ту же сторону, что и основная, а 5-я гармоническая — в обратную сторону относительно последней (§21-5).

315

Ниже рассмотрен вращающий момент, создаваемый 7-й гармони­ ческой намагничивающей силы (рис. 25-4). Так как ее поле вращается в ту же сторону, что и основное поле, то при пуске двигателя 7-я гар­ моническая намагничивающей силы создает момент, направленный согласно с моментом основного поля. В дальнейшем момент 7-й гар­

В результате этого в характеристике вращающего момента появ­ ляется провал. Если он настолько велик, что вращающий момент двигателя окажется недостаточным для преодоления нагрузочного момента Мт0 -f Мт(на рис. 25-4 штриховая линия), то двигатель не перейдет через точку а и будет вращаться со скоростью, примерно равной Ѵ7 номинальной.

Г ла ва д в а д ц а т ь шестая

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

26-1. Основные зависимости

Под рабочими характеристиками асинхронного двигателя пони­

Кроме того, к характеристикам двигателя относят перегрузочную

на рис. 26-1. Краткое физическое обоснование всех этих характери­ стик приводится ниже; при этом считают, что двигатель имеет нор­ мальное исполнение и что в цепи ротора нет добавочного сопротивле­

316

По мере увеличения нагрузки скорость вращения п уменьшается, а скольжение растет соответственно отношению s — Р32/РЗУ1 [фор­ мула (25-9)]. Из соображений высокого к. и. д. это отношение огра­ ничено весьма узкими пределами. Обычно при Р2 = Рп скольжение s — РЭ2ІР3м = 1,5 ч- 5%. В соответствии с этим зависимость п = = / (Ро) представляет собой линию, с небольшим наклоном к оси абсцисс (рис. 26-1). Из рисунка видно, что асинхронный двигатель имеет характеристику скорости подобную двигателю параллельного

Изменение cos ф с изменением нагрузки

отчетливее всего можно проследить по круговой диаграмме (см. гл. 27). Г. Зависимость^ ^ /( Р г )- В асинхронных машинах существуют те же виды потерь, что и в других электрических машинах, в част­

При нагрузке в пределах от холостого хода до номинальной потери в стали Рс имеют место только в сердечнике и зубцах статора, так как при обычных частотах в роторе (1 2 гц) потери в его стали малы.

При увеличении нагрузки сумма потерь Рс -f- Рых несколько уменьшается вследствие уменьшения основного потока и уменьшения скорости вращения. Обычно это уменьшение не превышает 4—8%, поэтому эти потери считают постоянными.

Потери в обмотках РЭ1 и Рэ2 изменяются пропорционально току во второй степени (при заданной температуре).

Добавочные потери зависят частью от тока, частью от напряже­ ния. Согласно ГОСТ 11828—66, они принимаются равными 0,5% от номинальной подводимой мощности и при мощности, отличающейся от номинальной, пересчитываются пропорционально току во второй степени.

317

Д. Перегрузочная способность двигателя. Перегрузочная способ­ ность асинхронного двигателя, или, иначе, его опрокидывающий момент в относительных единицах определяется соотношением:

26-2. Добавочные потери

Добавочные потери в асинхронных машинах имеют специфиче­ ский характер. Добавочные потери Рп возникают как в стали, так и в обмотках статора и ротора. Их расчетное определение не отли­ чается точностью, так как природа добавочных потерь весьма сложна.

Основными видами добавочных потерь в стали являются пульсационные и поверхностные потери. Как те, так и другие возникают при вращении ротора вследствие относительного изменения располо-

Рис. 26-2. Влияние расположения зубцов на рас­ пределение магнитного потока: а — ось зубца ро­ тора совпадает с осью зубца статора; б — ось зуб­ ца ротора совпадает с осью паза статора

жения зубцов ротора и статора. В самом деле, если ось зубца А статора совпадает с осью В ротора (рис. 26-2, а), то магнитная про­ водимость зубцов А — В будет наибольшая и, следовательно, по ним пройдет наибольшее число линий магнитного потока (на рисунке четыре линии). Наименьшая магнитная проводимость будет тогда, когда ось зубца В совпадает с осью паза статора (рис. 26-2,6). Число магнитных линий в зубцах А и В уменьшится, затем при дальнейшем вращении ротора опять увеличится и т. д. Такого рода пульсация магнитного потока вызывает в стали зубцов потери от гистерезиса и от вихревых токов, называемые для краткости пульсационными потерями.

Из тех же картин полей видно, что на поверхности зубцов статора и ротора магнитные линии непрерывно перемещаются то по направ­ лению к оси зубца (рис. 26-2, а), то от нее (рис. 26-2, б). Потери, возникающие при этом в стали зубцов, называются поверхностными.

318