Дополнительно по теме

АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК. СИСТЕМА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦ

Асинхронные машины используются в основном как двигатели; в качестве генераторов они применяются крайне редко.

Обмотка ротора асинхронного двигателя может быть короткозамкнутой (беличья клетка), фазной (присоединяется к контактным кольцам) или коллекторной (присоединяется к коллекторным пластинам). Наибольшее распространение имеют дешевые в производстве и надежные в эксплуатации двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе, или короткозамкнутые двигатели. Двигатели с фазной обмоткой на роторе, или двигатели с контактными кольцами, применяются лишь при тяжелых условиях пуска, а также при необходимости плавного регулирования частоты вращения, преимущественно вниз от номинальной. Коллекторные асинхронные двигатели вследствие высокой стоимости и меньшей надежности применяют весьма редко, главным образом в приводах с широкими пределами регулирования частоты вращения.

Двигатели с контактными кольцами иногда применяют в каскаде с другими машинами. Каскадные соединения асинхронной машины позволяют плавно регулировать частоту вращения в широком диапазоне при высоком cosj, однако из-за значительной стоимости не имеют сколько-нибудь заметного распространения.

1. Сопротивления якорной обмотки. Активное сопротивление фазы - см. раздел, п. 1.

Главное индуктивное сопротивление взаимной индукции первичной обмотки (обмотки статора)

где - обмоточные коэффициенты для основной гармонической поля первичной и вторичной обмоток; - коэффициент скоса пазов для основной гармонической поля.

Главное индуктивное сопротивление взаимной индукции обмотки (первичной или вторичной) приведенной асинхронной машины (ротор заторможен, обмотка ротора приведена к обмотке статора)

см. раздел .

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки

где

Примечание. В дальнейшем вместо буквенного индекса употребляется цифровой:

1 - для обмотки статора; 2 - для обмотки ротора.

Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

где x - коэффициент дифференциального рассеяния (см. раздел, п. 2 "б"). При практических расчетах коэффициент x можно считать равным:

а) для обмоток статора и ротора с целым числом q двигателей с контактными кольцами

б) для обмотки статора короткозамкнутого двигателя с открытыми пазами статора и нескошенными пазами ротора

в) для обмотки статора короткозамкнутого двигателя с полузакрытыми пазами

где -по рис. 16-30, a; -по рис. 16-30,6; Fo - no рис. 16-30, в; (для трехфазных обмоток с 60-градусной фазной зоной); - скос пазов ротора в долях зубцового деления ротора; - обмоточный коэффициент для основной гармонической поля.

Рис. 16-30.

Рис. 16-31.

Коэффициент проводимости лобового рассеяния рассчитывается согласно раздела, п. 2"в", причем для токов прямой (обратной) последовательности двухслойной обмоток коэффициент равен:

где - коэффициенты магнитной проводимости для потока индуктивности и взаимной индуктивности лобовой части обмотки:

- коэффициенты, которыми учитывается влияние на лобовое рассеяние соответственно числа пар полюсов, сокращения шага, расстояния а между центрами тяжести поперечных сечений лобовых частей обмоток машин (рис. 16-31, а), отношения эквивалентных вылетов лобовых частей обмоток статора и ротора (; рис. 16-31,6); определяются по табл. 16-19, а - 16-20,6;

- коэффициенты, которыми учитывается влияние на лобовое рассеяние, окружающих лобовые части статора и ротора ферромагнитных тел; при открытой машине , при расстоянии между ферромагнитными телами и лобовыми частями менее 0,3t ; - коэффициенты; для трехфазных обмоток с целым числом q - см. табл. 16-21.

В выражении для ; S — площадь проекции поверхности, ограниченной лобовой частью, на продолжение цилиндрической поверхности расточки сердечника.

Для токов нулевой последовательности

-см- табл. 16-21.

Таблица 16-19а

2p

2

4

6

8-

1,08

1,05

1,0

0,97

 

Таблица 16-20а

0,75

0,834

0,918

1

0,935

0,965

0,985

1

 

Таблица 16-20б

0,150

0,225

0,30

1,120

1,0

0,885

 

Таблица 16-19б

0,15

0,4

0,5

0,8

1,0

0,57

0,73

0,86

0,95

1,0

 

Таблица 16-21

q

2

3

4

>4

10,2

6,06

1,62

22,1

13,0

3,3

39,2

23,4

4,6

 

2. Сопротивления короткозамкнутой обмотки. Активное сопротивление обмотки рассчитывается согласно раздела, п. 2.

Коэффициент равен: а) для прямоугольных пазов (рис. 16-25, а) и определяется по рис. 16-27; - см. раздел, п. 1; при ; б) для клинообразных и трапецеидальных пазов (рис. 16-25, ж) и определяется по рис. 16-32, а; ; в) для круглых пазов с одним шлицем (рис. 16-28, в) и с двумя шлицами (рис. 16-25, з) определяется соответственно по рис. 16-32,6. При колбообразном сечении стержня коэффициент можно определить по эквивалентному клинообразному сечению, приняв (рис. 16-26, д).

Для участков стержня, лежащих в вентиляционных каналах шириной 1 см, коэффициент равен 0,85 значения коэффициента для стержня в пазу.

Главное индуктивное сопротивление взаимной индукции обмотки приведенной асинхронной машины - см. п. 1.

Индуктивное сопротивление рассеяния - см. раздел.

Коэффициент проводимости пазового рассеяния рассчитывается с учетом вытеснения тока, Для стержней короткозамкнутой обмотки (), расположенных в прямоугольных пазах, и определяется по рис. 16-27. Коэффициент для стержней, расположенных в трапецеидальных (рис. 16-25, ж), круглых с одним шлицем (рис. 16-28, в) и круглых с двумя шлицами (рис. 16-28, з) пазах, определяется соответственно по кривым на рис. 16-32, а-в. Коэффициент для стержней колбообразного сечения можно определять, как и коэффициент , по эквивалентному клинообразному сечению, приняв (рис. 16-25, д).

Коэффициент дифференциального рассеяния обмотки (при )

где - по рис. 16-30, а.

Коэффициент проводимости лобового рассеяния определяется по коэффициенту , который рассчитывается так же, как и для якорной обмотки (см. п. 1), после фиктивной замены короткозамкнутой обмотки катушечной с шагом, равным шагу якорной обмотки, но с сохранением неизменным вылета обмотки.

3. Система относительных единиц. Для исследования электрических машин наряду с системой абсолютных величин используется система относительных величин, в которой все величины выражаются в долях некоторых величин, принятых за базисные. Применение относительных единиц упрощает уравнения, описывающие процессы в машине, и контроль за расчетными данными. Последнее объясняется тем, что величины (например, сопротивления якорных обмоток), характеризующие электрические машины с сильно разнящимися номинальными данными, будучи выраженными в относительных единицах, отличаются друг от друга незначительно, тогда как при выражении их в абсолютных единицах они могут отличаться в десятки тысяч раз.

За базисные значения величин статора принимаются:

напряжение, В, (фазное);

ток, A, (фазный):

мощность, ВA, ;

сопротивление, Ом, .

За базисные значения величин ротора принимаются:

напряжение, В, ;

ток, A, ;

мощность, В-А, ;

сопротивление, Ом, .

Базисный момент Нм, где - синхронная скорость поля.

Величины статора в относительных единицах:

Величины ротора в относительных единицах

(штрихом сопровождены величины обмотки ротора, приведенные к обмотке статора, - см. раздел, п. 1).

Сопротивления обмоток асинхронной машины в относительных единицах (в скобках указаны сопротивления двигателей мощностью 5-100 кВт):

главное индуктивное сопротивление взаимной индукции

;

индуктивное сопротивление рассеяния ~=0,07...0,15;

активные сопротивления обмоток статора и ротора (без вытеснения тока)

(меньшие значения относятся к крупным машинам, большие - к машинам малой мощности);

активное сопротивление ветви холостого хода схемы замещения (см. раздел, п. 2)

Примечание. Активные и индуктивные сопротивления обмоток (или схемы замещения машины) называют также параметрами электрической машины.

Рис. 16-32. а - стержень клинообразной формы; б - стержень круглой формы в пазу с одним шлицем; в - стержень круглой формы в пазу с двумя шлицами.

Дополнительно по теме