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

В машинах с частично открытыми или закрытыми пазами ротора отклонение линии / к = / (UK) от прямой заметно лишь при / к < / н, тогда как при токах / к ^ / н она представляет собой практически прямую линию. В этом случае опыт короткого замыкания производят так, чтобы получить зависимость / к = / (Як) для токов в пределах от / к = / н до / к ~ 2,5/н. После пересчета на напряжение / к = Ян

Зная І кн и cos ф, можно построить на круговой диаграмме точку К короткого замыкания, соответствующую номинальному напряже­ нию и н.

27-5. Построение круговой диаграммы двигателя с постоянными параметрами

По выбранному подходящему масштабу для тока и по данным опы­ тов холостого хода и короткого замыкания строят точки Н и К (рис. 27-9). Соединив эти точки прямой НК и восстановив к ее сере-

Р и с . 27 -9 . Круговая диаграмма асинхронного двигателя

дине перпендикуляр МО., до пересечения с прямой НС, проведенной из точки Я параллельно оси абсцисс, получают центр окружности токов 0 %. Если взять на окружности токов произвольную точку D и соединить ее прямыми с точками О и Я, то можно получить треу­ гольник ODH со сторонами OD — Іи ОН =±=/„ и HD = / 2.

А. Определение cos <р. Построенная окружность токов позволяет определить коэффициент мощности двигателя для любого значения тока OD = І ѵ Для этого проще всего отложить на оси ординат отре­ зок Of = 10 см и построить на нем как на диаметре полуокружность. Продолжая линию OD до пересечения с этой полуокружностью в точке

324

т. е. подведенная к двигателю мощность пропорциональна активной составляющей первичного тока. Но / 1а -- Da (рис. 27-9), где Da — перпендикуляр, опущенный из точки D на ось абсцисс. При изме­ нении нагрузки точка D перемещается по окружности токов, а точка а скользит по оси абсцисс.

Например, при коротком замыкании точка D переходит в точку К, а точка а — в точку К ѵ При холостом ходе точка D совмещается с точ­ кой Н, а точка а —с точкой Н0 и т. д. Если бы точка D попала на ось абсцисс, то мощность Рх была бы равна нулю (Р1 = 0). Таким обра­ зом, отсчет подведенной мощности производится всегда от оси абс­ цисс. На этом основании ось абсцисс называется линией подведенной мощности.

В. Линия полезной мощности. В теории переменных токов дока­ зывается, что линия полезной мощности Р2 представляет собой пря­ мую, проходящую через такие точки на окружности токов, в которых полезная мощность равна нулю. Одной из таких точек является точка холостого хода Н, другой — точка короткого замыкания К. Таким образом, линия полезной мощности на рис. 27-9 изображается прямой НК. Для заданного тока = OD мощность Р2 выражается отрезком Db перпендикуляра Da.

Г. Линия электромагнитной мощности или моментов. Так же как и в предыдущем случае, линия электромагнитной мощности Рдм представляет собой прямую, которую нужно провести через две точки на окружности токов, где мощность Рж = 0. Первой такой точкой является точка синхронного хода, так как при одинаковой скорости вращения ротора и магнитного поля, т. е. при п = пхи s = 0, со ста­ тора на ротор мощность не передается.

При холостом ходе двигателя мощность Рэм не равна нулю, так как со статора на ротор должна быть перенесена мощность, необхо­ димая для покрытия механических потерь. Но эти потери, как пра­ вило, малы. Поэтому точка синхронного хода лежит на окружности токов так близко от точки холостого хода Н, что их можно совместить, т. е. считать, что точка Н является как точкой холостого хода двига­ теля, так и точкой его синхронного хода.

Вторая точка, в которой электромагнитная мощность равна нулю, соответствует бесконечной скорости ротора. В самом деле, из схемы замещения следует, что при s — zh оо вторичный контур состоит

325

только из индуктивного сопротивления х-2, так как rj/s = 0. В этом случае

cos ф2 = cos (El, Гг) = cos 90° = 0 и Рэм = Е[гГ2cos ф2 = 0.

Получить точку Т при скольжении s — ± со из опыта нельзя. Поэтому используют мощность короткого замыкания Рк, которая за вычетом очень небольших потерь в стали статора и ротора затрачива­ ется на потери в обмотках статора и ротора. С достаточной точностью можно считать, что потери в стали при коротком замыкании опреде­

При коротком замыкании вся электромагнитная мощность, пере­ даваемая на ротор, затрачивается целиком на покрытие потерь в его обмотках, так как полезная мощность двигателя при коротком замы­

нитной мощности Рэмнужно вычесть из мощности короткого замыка­ ния Р'к= К К 3потери в проводниках обмотки статора Ра1 = 3/£.н.ф =

— К3К 2. Тогда отрезок КК 2даст потери в проводниках обмотки ротора Р Э2 и, следовательно, мощность Рэми. Проводя прямую через точки Н и К 2, получают точку Т, соответствующую скольжению s = ± оо.

Точку Къ можно построить и иначе, а именно, разделив отрезок

вании линию электромагнитной мощности часто называют линией моментов двигателя.

Д. Потери. На упрощенной круговой диаграмме (рис. 27-9) потери определяются отрезками перпендикуляра Da.

Отрезок НЫ0 определяет мощность холостого хода по (27-1):

Р0 = Щ Фг1 Рс -Т -Рмх 4" Дц-

Так как при увеличении нагрузки потери в стали статора и меха­ нические потери уменьшаются, а потери в стали ротора растут, то приближенно можно считать, что мощность Р0 не зависит от нагруз­ ки, т. е.

и мощность холостого хода Р 0, получают сумму потерь в обмотках статора и ротора:

Pn + Pn = P i - P i - P o = D a - D b - d a = bd.

326

E. Скольжение. Согласно формуле (25-9),

s — PadРэм-

Можно было бы получить скольжение s как отношение отрезков Ъс — Ра2иDe = Рт (рис. 27-9). Но такой способ может повести к гру­ бой ошибке, так как обычно

отрезок be весьма невелик; он не превышает 3—5% отрезка Da = Рj даже в двигателях небольшой мощности. Поэ­ тому применяется следующий способ определения s (рис. 27-10). Соединяют произ­ вольно взятую на окружнос­ ти токов точку Р с точками П, К и Т прямыми РІІ, PK

иРТ. Между прямыми PU

иРК проводят параллельно прямой РТ шкалу скольже­ ния так, чтобы отрезок тр можно было удобно делить

327