Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

трехфазного переменного тока с частотой f\. Прп указан­ ных условиях можно утверждать, что все количественные соотношения, характеризующие работу машины в рас­ сматриваемом режиме, будут одними и теми же как для реального неподвижного статора, так и для вращающе­ гося идеализированного статора, если только величины н. с. их обмоток равны между собой. Действительно, в обоих сЛучаях ротор один и тот же. Магнитное поле также в обоих случаях неподвижно в пространстве, имеет одинаковую величину н. с. и перемещается относительно ротора со скоростью последнего. К тому же, в обоих случаях параметры обмотки статора, т. е. ее активное и индуктивное сопротивления, не влияют на режим работы ма­ шины.

Приведенные рассуждения позволяют рассматривать асин­ хронную машину, работающую в режиме динамического тормо­ жения, по своему принципу действия как асинхронную ма­ шину, питающуюся от трехфаз­ ного источника тока. Это дает

основание использовать для анализа схему замещения асинхронной машины, полагая, что. эта схема питается от источника тока, как показано на рис. 2-49.

Следует отметить, что в данном случае при определе­ нии скольжения следует исходить не из (2-46), а из физи­ ческого смысла. Действительно, скольжение представ­ ляет собой относительную скорость перемещения провод­ ников ротора по отношению к магнитному полю машины. Из приведенных рассуждений следует, что угловая ско­ рость поля относительно идеализированного статора равна со0, а угловая скорость ротора по отношению к этому полю равна со. Поэтому скольжение в режиме динами­

При переходе к идеализированному статору принято, что обмотка ста’гора, получающая питание от симметрич­ ной сети переменного тока с частотой / х, создает такую же и. с., что и постоянный ток. При этом амплитуда пространственно распределенной н. с., создаваемой пере­

107

менным током, равна амплитуде н. с., обусловленной постоянным током

Амплитуда н. с. трехфазпой обмотки асинхронного двигателя при питании от сети переменного тока равна:

1Х— действующее значение тока статора.

При переходе к эквивалентному режпму асинхронной машины необходимо, чтобы ток статора был равен:

Соотношенпе между эквивалентным по н. с. перемен­ ным током 7ЭКВ п постоянным током 1П определяется схе­ мой соединения обмоток статора. Так, например, для схемы рис. 2-48, а

а для схемы рис. 2-48, в

7энв —■/ 2о- In — 0,4 /2/ц. 3

Аналогичным образом может быть определено соот­ ношение между / экв и 1П для других схем соединения.

Для рассматриваемой схемы замещения на рис. 2-49 все токи и э. д. с. являются синусоидальными величинами, частота которых постоянна и равна частоте источника питания /j. Сопротивления цепи ротора приведены к об­ мотке статора, причем под х'% понимаются индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора при частоте / х.

Следует отметить, что частота /х может быть выбрана произвольно. Обычно выбирают /х — 50 Гц, так как в этом случае нет необходимости производить пересчет индук­ тивных сопротивлений схемы замещения х '2 и х^ на дру­ гие частоты.

Для схемы замещения на рис. 2-49 справедливо соот­ ношение

е

(2-78)

108

аналогичное (2-50) для обычной схемы включения асин­ хронного двигателя.

Однако то обстоятельство, что источником питания в данном случае является источник, тока, существенно отличает режим динамического торможения асинхрон­ ного двигателя от тех режимов, когда обмотка статора подключена к источнику напряжения. Если при пита­ нии от источника напряжения ток намагничивания дви­ гателя и соответственно его магнитный поток можно счи­ тать неизменными при изменении скольжения в широ­ ких пределах, как принято для схемы замещения на рис. 2-35, б, то при питании от источника тока измене­ ние скольжения приводит к заметному изменению тока намагничивания. Действительно, для рассматриваемой

В связи с этим на векторной диаграмме, приведенной на рис. 2-50, годографом вектора 1ЭКВ должна быть дуга окружности. Из векторной диаграммы токов видно, что ток намагничивания существенно зависит от тока ротора. В частности, при неподвижном роторе скольжение и ток ротора равны нулю и, следовательно, = / эквПоэтому максимальный ток намагничивания, а значит, и магнит­ ный поток имеют место при неподвижном роторе. По Мере роста скольжения будет расти угол <р2 в соответ­ ствии с выражением

а также и абсолютная величина тока /£ согласно (2-78). Од­ нако с увеличением ср2 и / 2, как это видно из векторной диаграммы, ток намагничивания Д, уменьшается и как следствие снижается значение э. д. с.

где — индуктивное сопротивление контура намагни­ чивания.

При больших скольжениях, когда s' 00 и ф2 -> я/2, под действием реакции тока ротора — реактив-

109

пой составляющей 1'гр — двигатель будет полти пол­ ностью размагничен. Таким образом, с ростом скольже­ ния, а значит, и скорости в режиме динамического тор­ можения будет происходить снижение потока двигателя.

Определение токов двигателя в рассматриваемом слу­ чае оказывается более сложным, чем при питании его от источника напряжения, так как зависимость Ег (/м) представляет собой нелинейную кривую намагничивания.

В этом случае реактивное со­ противление контура намагни­ чивания х^ также зависит от тока I.а-

краново-металлургических двигателей. В качестве ба­ зисных величин здесь приняты: Uo = £/ф„ — номиналь­ ное фазное напряжение двигателя, В; /о = /„ — ток идеального холостого хода фазы обмотки статора при но­ минальном напряжении, А; = Е7ф_н/ / 0— базисная ве­ личина сопротивления контура намагничивания.

В соответствии с векторной диаграммой на рис. 2-50

Если учесть (2-78), (2-81), а также выражение

sinго., = У_{R^ts’y + x i’. ,

110

Для тока ротора может быть также получено другое, более компактное выражение путем совместного реше­ ния (2-78), (2-81) и (2-85)

Следует отметить, что с помощью каждого из полу­ ченных здесь выражений для токов нельзя построить скоростные характеристики, так как значения и х^ яв­ ляются взаимосвязанными. Для расчета этих характе­ ристик следует задаваться током намагничивания 1^ и по нему определять х^ по кривой xvl (/,,). Для заданных значений / (1 и х^ находятся по (2-85) и (2-86) значения s' и Г2. Отметим, что максимальное значение намагничиваю­

Для определения электромагнитного момента, разви­ ваемого двигателем в режиме динамического торможе­ ния, можно воспользоваться 'выражением (2-49). Под­

111