2014-02-17
855
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 двигателя
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
U1Ф R׀2/S
I0 R׀2
R0 U׀2
Рисунок 3.1 - Т-образная схема замещения АД, представленная для одной фазы. U1Ф – 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 ZДВ. - полное сопротивление схемы замещения
