Механические характеристики АД в различных режимах

Асинхронные двигатели (АД)

Лекция 12

Двигатели постоянного тока смешанного возбуждения

Эти двигатели обладают совокупностью свойств, присущих как двигателям независимого возбуждения, а именно возможность работы при малых нагрузках, так и двигателям последовательного возбуждения, а именно большие значения вращающих моментов при малых скоростях, при резком снижении момента в результате снижения скорости.

В настоящее время основным мотивом применения двигателей последовательного и смешанного возбуждения является возможность наиболее эффективного потребления электроэнергии, в частности в приводах механизмов, обладающих большой инерционностью, необходимо создавать большие пусковые моменты, в то время как в рабочем режиме (при скорости близкой к номинальной) момент на валу очень мал. В этом случае приходится выбирать двигатель заведомо завышенной мощности, что приводит к неоправданно большому потреблению электроэнергии.

С этой точки зрения механические характеристики двигателей последовательного и смешанного возбуждения являются наиболее оптимальными. Однако при этом важным недостатком является существенная нелинейность характеристик этих двигателей. Поэтому в последнее время в связи с разработкой и созданием современной преобразовательной техники приводы с двигателями последовательного и смешанного возбуждения вытесняются частотно регулируемыми приводами с асинхронными и синхронными двигателями.

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее широким классом электродвигателей, применяемых в промышленных электроприводах, по причине их неоспоримых преимуществ перед другими типами двигателей, а именно: простота, надежность, низкая стоимость, высокие массогабаритные показатели, а также возможность непосредственного подключения к трехфазной линии электропередачи.

В настоящее время разрабатываются новые модели асинхронных двигателей, как общепромышленного назначения, так и специального, в частности, асинхронные двигатели, предназначенные для применения в частотно-регулируемых электроприводах.

Для того чтобы получить уравнение механической характеристики АД, рассмотрим физические процессы, происходящие в двигателе. Асинхронный двигатель представляет собой совокупность электрической, электромагнитной и механической систем. Для анализа процессов, воспользуемся простейшей электрической моделью АД, которая носит название схема замещения (рис. 1.1). Электрическая схема замещения представляет собой наиболее простую и удобную модель двигателя, в которой электромагнитная связь между статором и ротором заменена электрической. Кроме того, параметры обмотки ротора приведены к напряжению, питающему статор, а также учитывается механическая нагрузка на валу двигателя.

X₁ R₁ X^׀₂

I₁ I^׀₂

X₀

U_1Ф R^׀₂/S

I₀ R^׀₂

R₀ U^׀₂

Рисунок 3.1 - Т-образная схема замещения АД, представленная для одной фазы. U_1Ф – напряжение фазы обмотки статора; I₁ – ток фазы обмотки статора; R₁, X₁ – соответственно активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки статора; I^׀₂ – приведенный ток ротора; R^׀₂/S – приведенное активное сопротивление обмотки ротора с учетом механической нагрузки на валу двигателя; X^׀₂ – приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора; I₀ – ток ветви намагничивания (ток ХХ); R₀, X₀ – соответственно активное и индуктивное сопротивления ветви намагничивания.

В дальнейшем при анализе процессов, происходящих в этой схеме, током ветви намагничивания будем пренебрегать.

Если пренебречь потерями мощности в АД, то тогда электромагнитную мощность можно считать равной механической мощности

Или

Решив это уравнение относительно момента, получим

(1)

При условии, что током I₀ пренебрегаем, получим I^׀₂= I₁. Тогда величину тока I^׀₂ можно определить через параметры схемы замещения

где Z_ДВ. - полное сопротивление схемы замещения

Дата добавления: 2014-01-15