Глава десятая
АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
10.11. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Для анализа работы асинхронного двигателя пользуются схемой замещения. Схема замещения асинхронного двигателя аналогична схеме замещения трансформатора и представляет собой электрическую схему, в которой вторичная цепь (обмотка ротора) соединена с первичной цепью (обмоткой статора) гальванически вместо магнитной связи, существующей в двигателе.
 |
| Рис. 10.17. Схема замещения асинхронного двигателя |
Основное отличие асинхронного двигателя от трансформатора в энергетическом отношении состоит в следующем. Если в трансформаторе энергия, переданная переменным магнитным полем во вторичную цепь, поступает к потребителю в виде электрической энергии, то в асинхронном двигателе энергия, переданная вращающимся магнитным полем ротору, преобразуется в механическую и отдается валом двигателя потребителю в виде механической энергии.
Электромагнитные мощности, передаваемые магнитным полем во вторичную цепь трансформатора и ротору двигателя, имеют одинаковые выражения:
Рэм = Р1 - ΔР1.
В трансформаторе электромагнитная мощность за вычетом потерь во вторичной обмотке поступает к потребителю:
Р2 = Рэм - 3I22r2 = 3U2I2 cos φ2 = 3I22rп = 3I'22r'п,
Р2 = Рмех = Рэм - 3I22r2 = Рэм - 3I'22r'2.
Подставив в (10.47) вместо Р ее значение из (10.42), получим
| Pмех=3I22 | r2(1 - s) | =3I'22 | r'2(1 - s) | = 3I22r'э = 3I'22r'э, |
| s | s |
| где r'э = r'2 | 1 - s | . |
| s |
Сравнивая выражения (10.46) и (10.48), можно заключить, что
r'п = r'э.
Таким образом, потери мощности в сопротивлении r'э численно равны механической мощности, развиваемой двигателем.
Заменив в схеме замещения трансформатора сопротивление нагрузки r'п на r'э = r'2 (1 - s)/s, получим схему замещения асинхронного двигателя (рис. 10.17). Все остальные элементы схемы замещения аналогичны соответствующим элементам схемы замещения трансформатора: r1, х1 — активное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора; r'2, х'2 — приведенные к обмотке статора активное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора.
Приведенные значения определяются так же, как и для трансформатора:
r'2 = r2k2, х'2 = х2k2,
где k = E1/E2к = U1ф/E2к — коэффициент трансформации двигателя.Может возникнуть сомнение в возможности использования гальванической связи цепей статора и ротора в схеме замещения, поскольку частоты в этих цепях на первый взгляд не одинаковы. Первая часть схемы замещения представляет собой эквивалентную схему фазы обмотки ротора, которая, как было показано в § 10.7, приведена к частоте тока статора. В реальном же двигателе в отличие от схемы замещения частоты тока ротора и статора не одинаковы.