Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Электротехника Круговая диаграмма асинхронного двигателя
просмотров - 413

Представим схему замещения асинхронного двигателя (рис. 12.2, 6) в упрощенном виде (рис. 14.4), где R1 = r1 + rm, Х2 = х1 + с1х'2; R2 = r1 + c1r'2/ s и Х2 = x1 + с1х'2 . Ветвь намагничива­ния R1 + jX1 не содержит переменных параметров, в связи с этим век­торная диаграмма для нее содержит лишь два вектора: вектор тока и вектор напряжения , сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол φ0 (рис. 14.5, а). Что же касается рабочей ветви R2 + jX2, то она содержит переменный параметр R2, Диаграмму для этой ветви удобно представить в виде прямоугольного тре­угольника напряжений ABC, у которого катеты АВ и ВС представ­ляют собой индуктивное падение напряжения = j X2 и актив­ное падение напряжения = R2, а гипотенуза АС - вектор приложенного напряжения = + j , (рис. 14.5, б).

Разделив каждую сторону треугольника ABC на Х2, получим треугольник HDC, в котором катет HD изображает вектор тока - (рис. 14.5, в). Под углом φ2 = arctg (X2/ R2) к вектору тока - . в положительном направлении оси ординат проведем вектор напряжения . В случае если изменить активное сопротивление R2 то из­менится и ток в цепи, а катеты займут новое положение: HD1 и D1C. Но гипотенуза U1/ X2треугольника останется неизменной. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, новый режим работы электрической цепи будет определœен на диаграмме положением точки D1.В случае если же активное сопротивление цепи изменять в широких пре­делах (от нуля до бесконечности), то вектор тока - будет занимать различные положения на диаграмме, описывая своим концом (точка D) окружность диаметром U1/ X2 . При R2 = 0 (нагрузка чисто индуктивная) точка Dсовмес­тится с точкой С. При R2 = ∞ ток = 0, а по­этому точка Dсовместится с точкой H. При любом промежуточном значении сопротивления R2 конец вектора тока - занимает различные

Рис. 14.4. Упрощенная схема замеще­ния

асинхронного двигателя

положения на окружности НDС, кото­рую принято называть окружностью токов.

Полученная диаграмма принято называть круговой. В случае если же совместить диаграммы, показанные на рис. 14.5, а и б, то получим круговую диа­грамму схемы замещения на рис. 14.4 или, что одно и то же, схемы замещения, изображенной на рис. 12.2, б, т. е. круговую диаграмму асинхронного двигателя(рис. 14.5, г). Сложив векторы токов I0 и - получим вектор тока статора ,сдвинутого по фазе относи­тельно напряжения , на угол φ1,. Диаметр окружности токов круго­вой диаграммы = (U1к )/mi,где mi — масштаб тока, А/мм.

Построение круговой диаграммы. Для построения круговой диаграммы асинхронного двигателя крайне важно знать: напряже­ние сети (фазное) U1, ток холостого хода (фазный) I0, угол сдвига фаз φ0 между I0 и U1, ток короткого замыкания Iк.ном, а также со­противление к.з. ZK = rк + jxK.

В случае если построение диаграммы ведется при расчете двигателя, то необходимые параметры определяются в процессе расчета. В случае если же круговую диаграмму нужно построить для готового двигателя, то крайне важно для определœения исходных параметров диаграммы

Рис 14.5. К обоснованию круговой диаграммы асинхронного двигателя

воспользоваться результатами опытов х.х. и к.з.

Круговую диаграмму строят в следующем порядке. Проводят оси координат и на оси ординат строят вектор напряжения (рис. 14.6). Выбрав масштаб тока m1 (А/мм), проводят вектор тока I0 (отрезок ОН) под углом φ0 к оси ординат. Из точки H, назы­ваемой точкой х.х., соответствующей скольжению s = 0, проводят прямую, параллельную оси абсцисс, на которой откладывают от­резок НС,равный диаметру окружности токов (мм)

Di = (U1/xк)/ mi. (14-17)

Рис 14.6. Круговая диаграмма асинхронного двигателя

Для обеспечения достаточной точности при последующем ис­пользовании круговой диаграммы следует принять масштаб тока mi - таким, чтобы диаметр Di был не менее 200 мм, при этом всœе по­строения следует вести остро отточенным карандашом.

Разделив отрезок НСна две равные части, получаем точку О1,из которой радиусом Di/ 2 проводим полуокружность. Затем из точки Н в масштабе токов проводят дугу радиусом, эквивалент­ным току к.з. Iк.ном. В месте пересечения этой дуги и полуокружно­сти токов получаем точку К, называемую точкой к.з.Соединив точки Н и К, получаем вектор тока короткого замыкания = Iп. Точке Кна диаграмме соответствует скольжение s= 1.

На средней части отрезка О1Сотмечаем точку F, в которой восставляем перпендикуляр к диаметру НС. На этом перпендику­ляре отмечаем отрезок

FF1 = HF(r1/ xк). (14.18)

Из точки Н через точку F1 проводим прямую до пересечения с окружностью в точке Т.Точка Т соответствует скольжению s = ± ∞ (ротор вращается по часовой стрелке или против нее с бес­конечно большой скоростью).

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, на круговой диаграмме отмечены три харак­терные точки: Н (s = 0), К(s = 1) и Т (s = ± ∞). Между этими точками расположены три зоны возможных режимов асинхронной машины. При обходе окружности токов по часовой стрелке этим режимам соответствуют:

а) дуга НК— двигательный режим (s = 0 ÷ 1);

б) дуга КТ— тормозной режим (s= 1 ÷ ∞ );

в) дуга ТСН (включая не показанную на рис. 14.6 нижнюю по­луокружность) — генераторный режим (s = - ∞ ÷ 0 ).

Соединив точки Ни К,получим линию полезной мощности НК, соединив точки Н к Т, получим линию электромагнитной мощности НТ.

Точка Е на круговой диаграмме соответствует максимальному моменту, т. е. критическому скольжению sкр. Положение этой точ­ки определяется следующим образом: из точки О1опускают пер­пендикуляр на линию электромагнитной мощности НТи продол­жают его до пересечения с окружностью токов в точке Е.

Рассматриваемая круговая диаграмма является упрощенной, так как она построена при предположении постоянства активных и индуктивных сопротивлений схемы замещения асинхронного дви­гателя. При этом эти сопротивления при изменениях нагрузки дви­гателя меняют свои значения. Объясняется это тем, что с ростом нагрузки усиливается магнитное насыщение зубцовых слоев ста­тора и ротора, что ведет к уменьшению индуктивных сопротивле­ний х1, хmи х'2. Вместе с тем, рост нагрузки двигателя сопровожда­ется увеличением скольжения, а следовательно, и увеличением частоты тока в обмотке ротора. Это является причиной усиления эффекта вытеснения тока [см. § 15.3] - явления, вызывающего увеличение активного сопротивления обмотки ротора r2'. Практи­ка применения упрощенной круговой диаграммы показывает, что ошибка от применения упрощенной круговой диаграммы стано­вится заметной при скольжениях s > sкр,а при скольжениях, пре­вышающих 0,4—0,5, эта ошибка недопустима.


Читайте также


  • - Круговая диаграмма асинхронного двигателя

    Представим схему замещения асинхронного двигателя (рис. 12.2, 6) в упрощенном виде (рис. 14.4), где R1 = r1 + rm, Х2 = х1 + с1х'2; R2 = r1 + c1r'2/ s и Х2 = x1 + с1х'2 . Ветвь намагничива­ния R1 + jX1 не содержит переменных параметров, поэтому век­торная диаграмма для нее содержит лишь два вектора: вектор... [читать подробенее]