Дәріс конспектісі

Дәріс тақырыбы: Энергетикалық диаграмма. Электрмагниттік айналдыру моменті. Механикалық сипаттамалар. Механикалық сипаттамаға желінің кернеуі және ротор кедергісінің әсері. Жұмыстық сипаттамалар.

Асинхронды қозғалтқыштың энергетикалық диаграммасы

және айналдыру моментінің теңдігі

Қозғалтқыштың статорына берілетін электр қуатының түрлену процессін энергетикалық диаграмма арқылы қарастырған тиімді (7.1-сурет), - статор орамдарындағы электрлік шығын; - бос ауа кеңістігі арқылы роторға электромагниттік жолмен тасымалданатын электромагнитті қуат; - механикалық қуат; P_M2 – ротор орамдарындағы шығын қуаты; - қозғалтқыш білігіндегі пайдалы қуат; Р_MX– подшипниктердегі үйкеліс және желдетуге жұмсалатын қуаттардан құралатын механикалық шығын қуаты; Р_Д - қосымша шығындар.

Қозғалтқышқа берілетін қуат:

,

мұндағы U₁, I₁ – кернеу мен токтың фазалық мәні.

Қалыптасқан режим кезінде n= const қозғалтқыштың моменттерінің тепе-теңдік теңдеуі:

.

Пайдалы моментке сәйкес келетін пайдалы механикалық қуат:

.

Бос жүріс моментіне сәйкес келетін қуат:

.

7.1-сурет. Асинхронды қозғалтқыштың энергетикалық диаграммасы

Энергетикалық диаграммаға сәйкес толық механикалық қуат:

.

Қозғалтқыштың айналдыру моменті статор өрісі мен ротор орамдарындағы токтың өзара әсерлесуі негізінде пайда болады.

Магнит өрісі жиілікпен айналады, сондықтан электромагнитті момент . Сондай-ақ, сәйкесінше:

ендеше

(7.1)

Егер ротор праметрлері статорға келтірілген және ротор тізбегіне қосымша кедергісі енгізілген болсын, ротор тізбегінің толық активті кедергісі .

Айналдыру моменті:

(7.2)

Бұл формуланы Г-тәрізді ауыстыру схемасын қолдану арқылы түрлендіруге болады. I₀ тогы өзгеріссіз қалуы үшін магниттендіру тармағына r₁ және x_s1 кедергілерін енгізу жеткілікті.

Ауыстыру схемасынан токты анықтаймыз:

тогының мәнін формулға қойсақ:

(7.3)

Мұндағы

, (7.4)

болғандықтан:

Егер тұрақты деп есептесек, айналдыру моментінің сырғанауға тәуелділігін сараптауға болады.

Егер . Іске қосу кезінде n = 0, s = +1 қозғалтқыштың іске қосу моменті:

(7.5)

Егер , онда қозғалтқыш айналмалы қозғалысқа келеді және тепе-теңдігі орындалғанша айналу жиілігі жоғарлайды, сәйкесінше сырғанау азаяды. Әншейінде , сондықтан s – сырғанау төмендегенде (7.3) формуланың алымы мен бөлімі де өседі, егер , онда (7.3) формуланың алымы үлкен (момент жоғарлайды), егер s = 0,12 ÷ 0,2 бөлімі үлкен (момент кішіреді).

Моменттің максималь мәнін анықтау үшін, осы моментке сәйкес келетін сырғанаудың төңкерме (критическое скольжение) мәнін анықтау керек, ол үшін туындысын алып оны нолге теңестіру керек .

Осы теңдікті шешетін болсақ:

, (7.6)

бұл жерде «+»-таңбасы қозғалтқыштық режимге, «-» - таңбасы генераторлық режимге сәйкес болады. s_m мәнін (7.3) формулаға қойып

(7.7)

r₁,кедергісін ескермесек (7.6) формуласын қарапайым түрге келтіреміз:

,

мұндағы - қысқа тұйықталудың индуктивті кедергісі.

Асинхронды қозғалтқыштың механикалық және жұмыстық сипаттамалары

Асинхронды қозғалтқыштың және болғандағы параметрлерінің пайдалы қуатқа тәуелділіктері жұмыстық сипаттамалары болып табылады.

Асинхронды қозғалтқыштың жұмысын сипаттайтын негізгі параметрлердің бірі, оның асқын жүктемені көтеру қабілеттілігі (момент бойынша), ол максималь момент пен номиналь моменттің қатынасы ретінде анықталады.

(7.8)

Аз және орта қуатты қозғалтқыштардың асқын жүктемені көтеру қабілеттілігі λ_M = 1,6 ÷ 1,8; үлкен қуатты қозғалтқыштар үшін λ_M = 1,8 ÷ 2,5; ал арнаулы қозғалтқыштар үшін λ_M = 2,5 ÷ 3.

7.2-сурет. Асинхронды қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамалары

Жұмыстық сипаттамалардың кескіні 7.2-суретте көрсетілген. жылдамдықтық сипаттамасы болғандықтан қатты болып табылады.

Номиналь жүктеме кезінде , сондықтан сызықты болып табылады.

Асинхронды қозғалтқыш тұтынатын I₀тогының басым бөлігі индуктивті құраушы болып табылады және ол P₀ ден P₂ = Р_2HOM дейінгі аралықта P₂ қуатына тәуелді емес, сондықтан . Бос жүріс кезінде , бірақ жүктеме жалғанған кезде ол тез өседі және болғанда максималь мәнге жетеді, жүктеме әрі қарай өскенде ол шамалап төмендейді.

Асинхронды қозғалтқыштардағы шығындар тұраты ток қозғалтқыштарындағы секілді, тек қосымша шығындар ғана өзіндік сипатта болады, сондықтан тәуелділігі электрмашиналарына тән сипатта болады. ПӘК және аралықта аздап қана өзгереді. тәуелділігі жылдамдықтық сипаттамаға кері түрге ие болады. 7.2-суреттен асинхронды машина тежеу режимдерінде: генераторлық және керіқосылу режимдерінде жұмыс жасай алатынын көруге болады, сондай-ақ динамикалық тежеу режимі де мүмкін. Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы көрсетілген 7.3-суреттен бұл режимдерді анық көруге болады.

Энергияны ток көзіне қайтаратын генераторлық тежеу (рекуперативті тежеу) режимі жүктеме моменті немесе басқада бір себептерге байланысты ротордың бұрыштық жылдамдығы синхрондыдан үлкен болып кетсе орын алады.

Динамикалық тежеу 7.3, б-суретте көрсетілгендей қозғалтқышты тез арада тоқтату қажет болғанда қозғалтқыштың статор орамдарын K₁ кілті арқылы ток көзінен ажыратып К₂ кілті арқылы оларды тұрақты ток көзіне қосу арқылы жүзеге асырылады. Бұл кезде тұраты ток статор орамдары арқылы өтіп қозғалмайтын магнит өрісін туғызады. Ротор тізбегіндегі қосымша кедергі шамасына байланысты механикалық сипаттамалар (7.3, а - сурет) әртүрлі болуы мүмкін.

Керіқосу арқылы тежеу режимі көбінесе жұмыс жасап тұрған қозғалтқыштың статорлық орамдарының кез-келген екеуінің орындарын ауыстырып қосу арқылы алынады. Бұл кезде қозғалтқыш А нүктесіне сәйкес келетін жағдайдан (7.4-сурет) ω₁синхронды жылдамдықпен В нүктесіне көшеді және жылдам тежеледі, егер С нүктесінде қозғалтқыш ток көзінен ажыратылмаса, онда ол үшінші квадрантта жұмыс жасай бастайды, яғни ротор қарама қарсы бағытта айнала бастайды (Д-нүктесі).

7.3-сурет. Асинхронды қозғалтқышты тежеу режимдері

7.4-сурет. Керіқосу арқылы тежеуді түсіндіру үшін