Введение сопротивления в цепь статора

Введение во все фазы статора АД одинаковых активных или индуктивных сопротивлений применяется для улучшения пусковых характеристик, а так же для регулирования угловой скорости двигателя (с помощью индуктивных сопротивлений).

Улучшение пусковых характеристик происходит за счет (ограничения) уменьшения толчков пускового тока мощных двигателей при необходимых пусковых моментах.

Для определения рабочего тока двигателя используем упрощенную схему замещения:

Рис.14.10 Схема замещения фазы асинхронного двигателя при включении добавочного сопротивления в цепь статора.

В общем случае – добавочное сопротивление включает индуктивную и активную составляющую. Добавочное сопротивление включено перед обмоткой статора.

Ток в добавочном сопротивлении:

(14-9)

Напряжение между точками 1 и 2, это напряжение намагничивающей цепи и рабочего контура (приведенного сопротивления ротора).

(14-10)

Где – напряжение сети, приложенное к фазе статора.

Получим ток рабочего контура

Подставив значение тока

Подставив значения статических моментов (16-14) в уравнение (16-13) получим

(16-15)

откуда

где: – относительная частота напряжения, подаваемого на статор двигателя;

– показатель степени, определяющий закон изменения напряжения с изменением частоты тока статора.

С изменением частоты тока будут изменяться синхронная скорость поля статора и индуктивные сопротивления обмоток двигателя.

Двигатель будет развивать критический момент при критическом скольжении для данной частоты тока

при

обозначим – постоянный коэффициент

и получим

или

Из () следует, что подводимое к двигателю напряжение должно изменятся пропорционально изменению частоты тока, для сохранения постоянного отношения. При этом критический момент (в соответствии с (16-18)) остается без изменений, то есть обеспечивается постоянная перегрузочная способность двигателя.

Соответствующие изменения напряжения при частотном регулировании обуславливаются необходимостью сохранения величины магнитного потока при разных частотах тока статора.

Если пренебречь падением напряжения в обмотке статора то можно считать, что сщгласно уравнению 14-15 [ ]

Откуда получаем отношение, пропорционально потоку, который должен оставаться постоянным

Если нарушить это условие, т.е. при изменять только частоту тока статора, то:

а) с уменьшением частоты тока статора, поток будет увеличиваться, это вызовет увеличение потерь от намагничивающего тока;

б) с увеличением частоты тока статора, поток уменьшиться, что при неизменном – статическом моменте сопротивления механизма, вызовет увеличение сопротивления току ротора, (соответственно рост температуры).

Таким образом, в обоих случаях двигатель будет перегреваться при моменте на валу, даже меньшем номинального значения.

Из уравнения (1-8) следует, что при постоянном статическом моменте,, критический момент остается неизменным, а критическое скольжение увеличивается с уменьшением частоты, это вызвано уменьшением индуктивного сопротивления пропорционально..

При увеличении критического скольжения критический момент наблюдается при меньшей скорости ротора.

При низких частотах индуктивное сопротивление становится соизмеримым с независящим от частоты активным сопротивлением статора. И при низких частотах, падение напряжения на сопротивлении более чувствительно снижает значение магнитного потока и вызывает уменьшение критического момента двигателя (кривая и на рис.1-1).

Рис. 1-1 Механическая характеристика асинхронного двигателя при частотном регулировании и,.

При малых значениях индуктивности значительно увеличивается критическое скольжение. Поэтому для поддержания постоянного критического момента при малых частотах напряжения снижают медленней, чем частоту тока статора. (Пунктирные кривые для и).

Статический момент нагрузки изменяется по квадратичному закону

и. При обмотка ротора пересекается полем статора в противоположном направлении и ЭДС

двигатель создает изменивший направление (тормозной) электромагнитный момент.