Схема замещения асинхронного двигателя

Уравнениям напряжений и токов, а также векторной диаграмме асинхронного двигателя соответствует электрическая схема замещения асинхронного двигателя. На рис., а представлена Т-образная схема замещения. Магнитная связь обмоток статора и ротора в асинхронном двигателе на схеме замещения заменена электрической связью цепей статора и ротора. Активное сопротивление можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку неподвижного ротора. В этом случае асинхронный двигатель аналогичен трансформатору, работающему на активную нагрузку. Сопротивление  — единственный переменный параметр схемы. Значение этого сопротивления определяется скольжением, а следовательно, механической нагрузкой на валу двигателя. Так, если нагрузочный момент на валу двигателя М₂ = 0, то скольжение s . При этом , что соответствует работе двигателя в режиме х. х. Если же нагрузочный момент на валу двигателя превышает его вращающий момент, то ротор останавли­вается (s = 1). При этом , что соответствует режиму к. з. асинхронного двигателя. Более удобной для практического применения является Г-образная схема замещения (рис., б), у которой намагничивающий контур (Z_m = r_m + jx_m) вынесен на входные зажимы схей i замещения. Чтобы при этом намагничивающий ток  не изменил своего значения, в этот контур последовательно включают сопротивления обмотки статора r₁ и х₁. Полученная таким образом схема удобна тем, что она состоит из двух параллельно соединенных контуров: намагничивающего с током  и рабочего с током — .

18.Уравнение напряжений и токов…,(продолжение)

Двигательный режим. При включении обмотки статора в сеть трехфаз­ного тока возникает вращающееся магнитное поле, которое, сцепляясь с короткозамкнутой обмоткой ротора, наводит в ней ЭДС. При этом в стержнях обмотки ротора появляются токи (рис). В результате взаимодействия этих токов с вращаю­щимся магнитным полем на роторе возникают электромагнитные силы. Совокупность этих сил создает электромагнитный вращающий момент, под действи­ем которого ротор асинхронного двигателя приходит во вращение с частотой n₂ <n₁в сторону вращения поля статора. Если вал асинхронного двигателя ме­ханически соединить с валом какого-либо исполни­тельного механизма ИМ (станка, подъемного крана и т.п.), то вращающий момент двигателя М, пре­одолев противодействующий (нагрузочный) момент Мнагр исполнительного механизма, приведет меха­низм во вращение. Следовательно, электрическая мощность Pi, поступающая в двигатель из сети, в основной своей части преобразуется в механиче­скую мощность Рг и передается ИМ

(Весьма важным параметром асинхронной маши­ны является скольжение — величина, характеризую­щая разность частот вращения ротора и вращаю­щегося поля статора: § 1

5 = (/ti — П2)/П\. (10.1)

Скольжение выражают в долях единицы либо в процентах.В последнем случае величину, получен­ную по (10.1), следует умножить на 100.

19.Работа асинхронной машины в режиме электромагнитного тормоза.

В режиме противовключения ротор вращается в сторону противоположную полю статора. ЭДС и активная составляющая тока поля ротора направлена также, как и в режиме двигателя, а сила и момент направлены также, как и в двигателе в сторону вращения поля статора, но в противоположную сторону по отношению движения ротора, поэтому машина потребляет из сети со стороны статора электрическую мощность, а со стороны ротора механическую мощность, т.к. момент является тормозным генераторным и вся эта мощность теряется в самой машине в виде потерь в обмотках. Этот режим тяжелый в температурном отношении и применяется кратковременно. Этот режим применяется или для быстрой остановки машины или для реверса, в этом случае меняем 2 фазы, поле меняет свое направление, а ротор по инерции вращается в ту же сторону, что и раньше, когда он остановится,сеть отключаем, а если нужен реверс, то машина начинает вращаться в нужную сторону.

S=(n-n₁)/n , S>1.

Векторная диаграмма такая же, как и в режиме двигателя, но поскольку активная составляющая R^’₂ /S маленькая, то Ψ₂  приближается к 90˚.

20. Работа асинхронной машины в режиме генератора

 Генераторный режим (— оо < s < 0). Для осуществления генераторного режима работы асинхронной машины ее нужно включить в сеть переменного тока и вращать с помощью соответствующего приводного двигателя (машина постоянного тока, тепловой или гидравлический двигатель) в сторону вращения магнитного поля со скоростью п, превышающей синхронную скорость п_х. Скольжение машины при этом, отрицательно. Теоретически скорость п в генераторном режиме может изменяться в пределах п₁ <п < оо, чему соответствует изменение скольжения в пределах 0 > s > — оо. В действительности высокие скорости вращения недопустимы по условиям механической прочности, а по условиям ограничения потерь и нагревания и сохранения высокого к. п. д. в генераторном режиме возможны абсолютные значения скольжения такого же порядка, как и в двигательном режиме. В генераторном режиме s < 0 и, согласно выражению (24-85),  по-прежнему /_2г>0, а величина 1_2а меняет знак, т. е. становится отрицательной и меняет свою фазу на 180°. Физически это объясняется тем, что поле вращается относительно ротора по сравнению с двигательным режимом в обратную сторону, вследствие чего изменяются знаки э. д. с. Е_2S и активной составляющей тока /₂. В результате изменяется также знак вращающего момента, т. е. последний действует против направления вращения и становится тормозящим. На основании изложенного на рис., б построена векторная диаграмма асинхронного генератора. Вектор первичного тока, вследствие поворота I₂ почти на 180° также поворачивается в сторону вращения часовой стрелки. При этом  > 90° и  т. е. активные составляющие первичного тока и первичной мощности изменяют знак. Это означает, что машина уже не потребляет,, как в режиме двигателя, а отдает в сеть активную мощность и активный ток, т. е. работает в режиме генератора и преобразует потребляемую с вала механическую энергию в электрическую.