Электромагнитная мощность и потери в асинхронном двигателе

ЭДС, ЧАСТОТА ТОКА РОТОРА, СКОЛЬЖЕНИЕ

Частота тока статора пропорциональна частоте вращения магнитного поля, созданного током статора: f ₁ = n ₀ p / 60.

Так как ротор вращается в сторону поля (рис. 47), частота пересечения его обмотки магнитным полем будет определяться разностью частот вращения магнитного поля и ротора. Частота тока ротора:

f ₂ = (n ₀ – n) p / 60.

Рис. 47. Пояснение скольжения и частоты тока ротора

Из последних отношений f ₁ / f ₂ = n / (n ₀ – n) получаем выражение частоты тока ротора f ₂ (n ₀ – n) / n ₀ = f ₁ s, где s – скольжение: s = (n ₀ – n) / n ₀.

Скольжение – величина безразмерная, представляющая собой частоту вращения ротора относительно поля статора, выраженную в долях частоты вращения поля статора.

Когда ротор неподвижен, n = 0,

s = (n ₀ – n) / n ₀ = 1, f ₂ = f ₁ s = f ₁ × 1 = f ₁.

Если ротор вращается с частотой поля, то

s = (n ₀ – n) / n ₀ = 0, f ₂ = f ₁ s = f ₂ × 0 = 0.

При неподвижном роторе его обмотка относительно поля находится в тех же условиях, что и обмотка статора. Поэтому ЭДС обмотки ротора может быть определена по аналогичной формуле, что и ЭДС обмотки статора:

E _{2 k} = 4,44 f ₁ω₂ Фk ₀₂,

где ω₂ – число витков фазы обмотки ротора;

k ₀₂ – обмоточный коэффициент обмотки ротора.

Когда ротор вращается:

E ₂ = 4,44 f ₂ω₂ Фk ₀₂.

Из двух последних отношений вытекает, что:

E ₂ = E _{2 k} = f ₂ / f ₁;

E ₂ = E _{2 k} = f _{1 s} / f ₁ = E _{2 k} s.

Таким образом, ЭДС обмотки ротора пропорциональна скольжению.

При n = 0, s = 1, E ₂ = E _{2 k} ;

при n = n ₀, s = 0, E ₂ = 0.

Мощность, потребляемая двигателем из сети, определяется по формуле:

Часть этой мощности (рис. 48) теряется в обмотке статора: Δ P _обм1 = 3 l ²₁ r ₁, а часть Δ P _СТ1 составляет потери в сердечнике статора от перемагничивания и вихревых токов.

Рис. 48. Потери мощности в асинхронном двигателе

Мощность, передаваемая вращающимся магнитным полем ротору, называется электромагнитной мощностью и составляет:

P эм = _{P 1} – Δ P _обм1 – Δ P _CE1 = 3 E _{2 k} l ₂ cos ψ₁.

Часть электромагнитной мощности теряется в обмотке ротора: Δ P _обм2 = 3 l ₂² r ₂, а часть Δ P _СТ2 составляет потери в сердечнике ротора от гистерезиса и перемагничивания.

Мощность, преобразуемая в механическую, равна:

P _мех = P _эм – Δ P _обм2 – Δ P _CТ2.

Небольшая часть механической мощности теряется на трение в подшипниках ротора о воздух и вентиляцию.

Мощность, развиваемая двигателем на валу:

P _в = P _мех – Δ P _мех.

Все потери мощности, кроме вентиляционных, которые представляют собой затраты мощности на продувание воздуха внутри двигателя с целью лучшего охлаждения, превращаются в теплоту и нагревают двигатель.

Дата добавления: 2015-05-06