АСИНХРОННЫЕ
МАШИНЫ

ГЛАВА XIII
ВЫВОД КРУГОВОЙ ДИАГРАММЫ

§ 134. Эквивалентная схема для векторной диаграммы согласно фиг. 143 (левый чертеж).

Многофазный асинхронный двигатель по своему рабочему процессу эквивалентен трансформатору, нагруженному на активное сопротивление.

Фиг   143.  Векторная  диаграмма  асинхронного двигателя.

При помощи совершенно такой же векторной диаграммы, как на фиг. 143 (левый чертеж), могут быть изображены не только явления, происходящие в асинхронном двигателе, но также и в цепи, состоящей из последовательно соединенных самоиндукций и сопротивлений согласно фиг.  144.

На этой "схеме замещения" означают:

x1— катушку самоиндукции (характеризующую реактивное падение напряжения Ilx1 в фазе статора асинхронного двигателя);

r1 — активное сопротивление (характеризующее активное   падение
напряжения  Ilr1 в фазе статора асинхронного двигателя);

x'2— катушку   самоиндукции   (характеризующую реактивное   падение    напряжения    Ilx'2 в   фазе   ротора   асинхронного двигателя);

r'2 — активное сопротивление (характеризующее  активное   падение напряжения I'2r'2 в фазе ротора);

R2 — активное нагрузочное сопротивление, эквивалентное полезной мощности двигателя;

r0 и х0 — активное и реактивное сопротивления (характеризующие ток холостого хода I0 по величине и фазе).

Рассматривая   эквивалентную   схему   фиг.    144,   мы   видим,   что   в точке О схемы происходит разветвление токов:

Здесь необходимо сделать следующее замечание: Из векторной диаграммы фиг. 73, b следует, что намагничивающий ток I0r представляет собой геометрическую сумму статорного тока Il и приведенной величины роторного тока I'2, таким образом  мы   можем написать

Последнее равенство можно переписать следующим образом:

Последнее соотношение показывает, что первичный ток можно рассматривать как геометрическую сумму намагничивающего тока и обратной величины вторичного тока. Обозначая — I'2 = I'II, можно переписать последнее равенство еще и так:

Фиг. 144. Эквивалентная схема для векторной диаграммы фиг. 143

Таким образом первичный ток I1 можно рассматривать или как геометрическую разность токов Í0r и Í'2 (фиг. 73а) или как геометрическую сумму токов Í0r и — Í'2 (фиг. 73с).

На эквивалентных схемах замещения (фиг. 144 и 145) принята за основание вторая точка зрения, т. е. принято, что первичный ток I1 равен геометрической сумме токов Í0r и I'II = — I'2. Таким образом на этих схемах мы видим, что первичный ток Í1, текущий к точке О, затем разветвляется на два тока: ток холостого хода Í0 и ток Í'II, равный   обратной  величине роторного тока.

Фиг. 145. Упрощенная схема замещения.

Напряжение сети (согласно фиг.  144) будет равно

Уравнения (134,1) и (134,2), полученные на основании эквивалентной схемы фиг. 144, имеют совершенно такой же вид, как и соответственные уравнения для асинхронного двигателя, которые могут быть получены на основании векторной диаграммы (фиг.  143, левый чертеж).

Напряжение Е'2 между точками О — О на схеме замещения (фиг. 144) будет меньше, чем напряжение на зажимах U, на величину реактивного и активного падения напряжения в статоре, т. е. будет

Величина Е'2 будет представлять собой ту э. д. с., которая будет наводиться вращающимся потоком в роторе асинхронного двигателя при Данной величине тока I1.

На схеме замещения фиг. 144 могут быть весьма наглядно изображены все   случаи,   характеризующие   работу   асинхронного   двигателя.

Так, например, разомкнутый реостат R2 соответствует холостому ходу двигателя (при этом ток I'2 будет равен нулю и ток в статоре двигателя будет I0, т. е. равен току холостого  хода).

Короткое замыкание реостата R2, при котором токи I'2 и I1 будут иметь наибольшее значение, соответствует заторможенному до остановки двигателю.