Основные энергетические соотношения и механическая характеристика

Дополнительно по теме

ОСНОВНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ, ВРАЩАЮЩИЕ МОМЕНТЫ, МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Потребляемая или отдаваемая активная мощность:

В режиме работы двигателем и мощность потребляется из сети; в режиме работы генератором и мощность отдается в сеть, к которой присоединена машина.

Электрические потери в обмотках статора и ротора:

Основные магнитные потери в сердечнике статора:

Электромагнитная мощность (мощность, передаваемая через воздушный зазор магнитным полем):

где М - электромагнитный момент, действующий на ротор асинхронной машины; знак минус относится к режиму работы двигателем, знак плюс - к режиму работы генератором. Мощности Рэм соответствует на схеме замещения рис. 16-39, а мощность, выделяемая в составляющей активного сопротивления вторичного контура, равной :

Механическая мощность, развиваемая ротором

Примечание. При наличии ва роторе фазной обмотки потери в переходном контакте щеток следует включить дополнительно в потери .

Вторичная, или полезная, механическая мощность на валу двигателя и первичная, или потребляемая, механическая мощность генератора определяются по механической мощности Рмех с учетом добавочных электрических и магнитных (поверхностных и пульсационных) потерь Рд, механических потерь Рт (потери на трение в подшипниках, щеток о контактные кольца и потери вентиляционные):

для двигателя

где - полезный вращающий момент на валу;

для генератора

Электромагнитная мощность

где

Диаграммы преобразования активной мощности в асинхронной машине показаны на рис. 16-41, а и б.

Реактивная мощность, потребляемая из сети,

Реактивная мощность, необходимая для создания основного магнитного поля в машине,

Реактивные мощности, затрачиваемые на образование магнитных полей рассеяния первичной и вторичной обмоток:

Баланс реактивных мощностей

Диаграмма преобразования реактивной мощности в асинхронной машине в режиме работы как двигателем, так и генератором показана на рис. 16-41, в. Независимо от режима работы асинхронная машина всегда потребляет реактивную мощность из сети.

Электромагнитный момент:

где

- см. раздел.

Рис. 16-41. Диаграммы преобразования мощностей в асинхронной машине: активной мощности в режиме работы двигателем (а) и генератором (б), реактивной мощности (в).

Рис. 16-42. Механическая характеристика асинхронной машины.

Максимальный электромагнитный момент Мм и соответствующие ему скольжение (критическое скольжение) :

где знаки плюс и минус относятся соответственно к режиму работы двигателем и генератором.

Электромагнитный момент, отнесенный к его максимальному значению, при постоянных параметрах (формулы Клосса):

Начальный пусковой электромагнитный момент , развиваемый в момент пуска (s=1)

Расчет момента Мп выполняется с учетом влияния вытеснения тока в пазу ротора на активные и индуктивные сопротивления (см. раздел, п. 2) и насыщения на .

Механическая характеристика машины представляет собой зависимость между моментом М и скольжением S (или частотой вращения W) асинхронной машины при : M=f(s) или s=f(M).

Вид механической характеристики при постоянных параметрах машины показан на рис. 16-42. Кратность начального пускового вращающего момента и кратность максимального вращающего момента по отношению к номинальному моменту регламентируются стандартами на конкретные виды асинхронных двигателей/ У двигателей общепромышленного применения средней и большой мощности кратности начального пускового и максимального вращающих моментов согласно стандартам равны: