For mengden dreiemoment induksjonsmotor faseforskyvningen mellom strømmen I 2 og e har stor innflytelse. d.s. E 2S rotor.

Tenk på tilfellet når induktansen til rotorviklingen er liten og derfor faseforskyvningen kan neglisjeres (fig. 223, a).

Det roterende magnetfeltet til statoren er her erstattet av feltet til N- og S-polene, roterende, la oss si, i retning med klokken. Ved å bruke høyrehåndsregelen bestemmer vi retningen e. d.s. og strømmer i rotorviklingen. Rotorstrømmene, som samhandler med det roterende magnetfeltet, skaper et dreiemoment. Retningen til kreftene som virker på strømførende ledere bestemmes av venstrehåndsregelen. Som det fremgår av tegningen, vil rotoren under påvirkning av krefter rotere i samme retning som selve rotasjonsfeltet, det vil si med klokken.

Tenk på det andre tilfellet, når induktansen til rotorviklingen er stor. I dette tilfellet vil faseforskyvningen mellom rotorstrømmen I 2 og e. d.s. rotor E 2S vil også være stor. I fig. 223, b, er magnetfeltet til statoren til en induksjonsmotor fortsatt vist i form av med klokken roterende poler N og S. Retningen til f.eks. d.s. forblir den samme som i fig. 223, a, men på grunn av forsinkelsen av strømmen i fase, aksen magnetfelt rotoren vil ikke lenger falle sammen med den nøytrale linjen til statorfeltet, men vil forskyves med en viss vinkel mot rotasjonen av magnetfeltet. Dette vil føre til at sammen med dannelsen av et dreiemoment rettet i én retning, vil noen ledere skape et motsatt dreiemoment.

Det kan ses av dette at motorens totale dreiemoment under et faseskift mellom strøm og e. d.s. rotoren er mindre enn for tilfellet når I 2 og E 2S er i fase. Det kan bevises at dreiemomentet til en induksjonsmotor bare bestemmes av den aktive komponenten av rotorstrømmen, det vil si strømmen I 2 cos, og at det kan beregnes med formelen:

Ф m - statormagnetisk fluks (og også omtrent lik den resulterende magnetiske fluksen til induksjonsmotoren);

Fasevinkel mellom e. d.s. og viklingsfasestrøm

C er en konstant koeffisient.

Etter bytte:

Fra det siste uttrykket kan man se at dreiemomentet til induksjonsmotoren avhenger av slipingen.

I fig. 224 viser kurve A for motordreiemoment versus slip. Det kan sees av kurven at i startøyeblikket, når s=l og n = 0, er motormomentet lite. Dette forklares av det faktum at i startøyeblikket er frekvensen av strømmen i rotorviklingen høyest og den induktive motstanden til viklingen er stor. Som et resultat har cos en liten verdi (fordi

rad 0,1-0,2). Derfor, selv om startstrømmen er stor, vil startmomentet være lite.

Med noe slip S 1 vil motormomentet ha en maksimal verdi. Med en ytterligere reduksjon i slip, eller med andre ord, med en ytterligere økning i motorens rotasjonshastighet, vil dreiemomentet raskt avta.

For å forskyve og når s = 0, vil dreiemomentet til motoren også være lik null.

Det skal bemerkes at i en asynkronmotor kan en slip lik null praktisk talt ikke eksistere. Dette er kun mulig hvis rotoren er eksternt forsynt med et dreiemoment i statorfeltets rotasjonsretning.

Startmoment kan økes hvis, i startøyeblikket, faseforskyvningen mellom strøm og e. d.s. rotor. Fra formelen

det kan sees at hvis på en konstant induktiv reaktans viklinger av rotoren for å øke den aktive motstanden, da vil selve vinkelen reduseres, noe som vil føre til at motorens dreiemoment også vil øke. Dette brukes i praksis for å øke startmomentet til motoren. I startøyeblikket føres en aktiv motstand (startreostat) inn i rotorkretsen, som deretter fjernes så snart motoren øker turtallet.

Økning av startmomentet fører til at det maksimale dreiemomentet til motoren oppnås med mer slipp (punkt S2 i kurve B i FIG. 224). Ved å øke den aktive motstanden til rotorkretsen ved oppstart er det mulig å oppnå at maksimalt dreiemoment vil være i oppstartsøyeblikket (s = 1 kurve C).

Dreiemomentet til en induksjonsmotor er proporsjonalt med kvadratet av spenningen, så selv en liten reduksjon i spenning er ledsaget av en kraftig reduksjon i dreiemoment.

Strøm P 1 levert til statorviklingen til en induksjonsmotor er lik:

hvor m 1 er antall faser.

Motorstatoren har følgende energitap:

1) i statorviklingen R es. =m 1 1 2 r 1;

2) i statoren stål og hysterese og virvelstrømmer P C .

Kraften som tilføres rotoren er kraften til det roterende magnetfeltet, også kalt den elektromagnetiske kraften P eM .

Den elektromagnetiske effekten er lik differansen mellom kraften som tilføres motoren og tapene i motorstatoren, dvs.

Forskjellen mellom Р eM og representerer de elektriske tapene i rotorviklingen Р eP, hvis vi neglisjerer tapene i rotorstålet på grunn av deres ubetydelighet (frekvensen av remagnetisering av rotoren er vanligvis veldig liten):

Derfor er tapene i rotorviklingen proporsjonale med rotorens slip.

Hvis fra mekanisk kraft utviklet av rotoren, trekke fra de mekaniske tapene R mx på grunn av friksjon i rotorlagrene, friksjon på luft, etc., samt ytterligere tap R D som oppstår under belastning og på grunn av rotor-strøfelt, og tap forårsaket av: magnetiske feltpulsasjoner i statortennene og rotoren, så vil det være nyttig kraft på motorakselen, som vi betegner med P 2 .

Effektiviteten til en induksjonsmotor kan bestemmes av formelen:

Fra det siste uttrykket kan man se at rotasjonsmomentet til en induksjonsmotor er proporsjonal med produktet av størrelsen på den roterende magnetiske fluksen, rotorstrømmen og cosinus til vinkelen mellom f.eks. d.s. rotoren og dens strøm,

Fra den ekvivalente kretsen til en asynkronmotor oppnås verdien av den reduserte rotorstrømmen, som vi gir uten bevis.

Momentet utviklet av motoren er lik den elektromagnetiske kraften delt på den synkrone rotasjonshastigheten til den elektriske stasjonen.

M \u003d P em / ω 0

Elektromagnetisk kraft er kraften som overføres gjennom luftgapet fra statoren til rotoren, og den er lik tapene i rotoren, som bestemmes av formelen:

P em \u003d m I 2 2 (r 2 '/s)

m er antall faser.

M \u003d M em \u003d (Pm / ω 0) (I 2 ') 2 (r 2 '/s)

Den elektromekaniske egenskapen til en asynkronmotor er avhengigheten av I2' av slip. Men siden asynkron maskin fungerer bare som en elektrisk motor, hovedkarakteristikken er den mekaniske egenskapen.

M \u003d Me m \u003d (Pm / ω 0) (I 2 ') 2 (r 2 '/s) - et forenklet uttrykk for den mekaniske egenskapen.

Ved å erstatte gjeldende verdi i dette uttrykket får vi: M \u003d / [ω 0 [(r 1 + r 2 '/s) 2 + (x 1 + x 2 ') 2 ]]

I stedet for ω 0, må du erstatte den mekaniske hastigheten, som et resultat av at antall polpar reduseres.

M \u003d / [ω 0 [(r 1 + r 2 '/s) 2 + (x 1 + x 2 ') 2 ]] er ligningen for den mekaniske karakteristikken til en induksjonsmotor.

Når induksjonsmotoren går inn i generatormodus, blir rotasjonshastigheten ω > ω 0 og slipingen negativ (s Når slipen endres fra 0 til +∞, kalles modusen "elektromagnetisk bremsemodus".

Gitt glideverdier fra o til +∞, får vi karakteristikken:

Komplett mekanisk karakteristikk av en asynkronmotor.

Som man kan se av den mekaniske karakteristikken, har den to ekstrema: en i segmentet av glidendring i området fra 0 til +∞, den andre i segmentet fra 0 til -∞. dM/ds=0

M max = / ] + refererer til motormodus. - refererer til generatormodus.

M max \u003d M cr M cr - kritisk øyeblikk.

Glippet der øyeblikket når sitt maksimum kalles kritisk slipp, og det bestemmes av formelen: s cr = ±

Kritisk slip har samme verdi i både motor- og generatormodus.

Verdien av M cr kan oppnås ved å erstatte verdien av den kritiske slip i momentformelen.

Øyeblikket da slippet er lik 1 kalles startmomentet. Uttrykket for startmomentet kan oppnås ved å erstatte 1 i formelen:

M p \u003d / [ω 0 [(r 1 + r 2 ') 2 + (x 1 + x 2 ') 2 ]]

Siden nevneren i formelen for maksimalt moment er flere størrelsesordener større enn U f, er det vanlig å betrakte M kr ≡U f 2 .

Kritisk slip avhenger av verdien av den aktive motstanden til rotorviklingen R 2 '. Startmomentet, som kan sees av formelen, avhenger av den aktive motstanden til rotoren r 2 '. denne egenskapen til startmomentet brukes i asynkronmotorer med faserotor, der startmomentet økes ved å innføre aktiv motstand i rotorkretsen.

7. Tomgangstransformator

Tomgangsmodusen til transformatoren kalles driftsmodusen når en av transformatorviklingene får strøm fra en kilde med vekselspenning og med åpne kretsløp til andre viklinger. Denne driftsmodusen kan være i en ekte transformator når den er koblet til nettverket, og belastningen som mates fra dens sekundære vikling er ennå ikke slått på. Strøm I 0 går gjennom primærviklingen til transformatoren, samtidig under sekundærvikling det er ingen strøm, fordi kretsen er åpen. Strøm I 0 , som går gjennom primærviklingen, skaper en sinusformet skiftende brett Ф 0 i magnetkretsen, som på grunn av magnetiske tap henger etter strømmen i fase med en tapsvinkel δ.

Størrelsen på dreiemomentet til en induksjonsmotor er sterkt påvirket av faseforskyvningen mellom strømmen I 2 og e. d.s. E 2S rotor.

Tenk på tilfellet når induktansen til rotorviklingen er liten og derfor faseforskyvningen kan neglisjeres (fig. 223, a).

Det roterende magnetfeltet til statoren er her erstattet av feltet til N- og S-polene, roterende, la oss si, i retning med klokken. Ved å bruke høyrehåndsregelen bestemmer vi retningen e. d.s. og strømmer i rotorviklingen. Rotorstrømmene, som samhandler med det roterende magnetfeltet, skaper et dreiemoment. Retningen til kreftene som virker på strømførende ledere bestemmes av venstrehåndsregelen. Som det fremgår av tegningen, vil rotoren under påvirkning av krefter rotere i samme retning som selve rotasjonsfeltet, det vil si med klokken.

Tenk på det andre tilfellet, når induktansen til rotorviklingen er stor. I dette tilfellet vil faseforskyvningen mellom rotorstrømmen I 2 og e. d.s. rotor E 2S vil også være stor. I fig. 223, b, er magnetfeltet til statoren til en induksjonsmotor fortsatt vist i form av med klokken roterende poler N og S. Retningen til f.eks. d.s. forblir den samme som i fig. 223, a, men på grunn av strømmens faseforsinkelse vil aksen til rotorens magnetiske felt ikke lenger falle sammen med statorfeltets nøytrale linje, men forskyves med en viss vinkel mot magnetfeltets rotasjon. Dette vil føre til det faktum at sammen med dannelsen av et dreiemoment rettet i én retning, vil noen ledere skape et motsatt dreiemoment.

Det kan ses av dette at motorens totale dreiemoment under et faseskift mellom strøm og e. d.s. rotoren er mindre enn for tilfellet når I 2 og E 2S er i fase. Det kan bevises at dreiemomentet til en induksjonsmotor bare bestemmes av den aktive komponenten av rotorstrømmen, det vil si strømmen I 2 cos, og at det kan beregnes med formelen:

Ф m - statormagnetisk fluks (og også omtrent lik den resulterende magnetiske fluksen til induksjonsmotoren);

Fasevinkel mellom e. d.s. og viklingsfasestrøm

C er en konstant koeffisient.

Etter bytte:

Fra det siste uttrykket kan man se at dreiemomentet til induksjonsmotoren avhenger av slipingen.

I fig. 224 viser kurve A for motordreiemoment versus slip. Det kan sees av kurven at i startøyeblikket, når s=l og n = 0, er motormomentet lite. Dette forklares av det faktum at i startøyeblikket er frekvensen av strømmen i rotorviklingen høyest og den induktive motstanden til viklingen er stor. Som et resultat har cos en liten verdi (fordi

rad 0,1-0,2). Derfor, selv om startstrømmen er stor, vil startmomentet være lite.

Med noe slip S 1 vil motormomentet ha en maksimal verdi. Med en ytterligere reduksjon i slip, eller med andre ord, med en ytterligere økning i motorens rotasjonshastighet, vil dreiemomentet raskt avta.

For å forskyve og når s = 0, vil dreiemomentet til motoren også være lik null.

Det skal bemerkes at i en asynkronmotor kan en slip lik null praktisk talt ikke eksistere. Dette er kun mulig hvis rotoren er eksternt forsynt med et dreiemoment i statorfeltets rotasjonsretning.

Startmomentet kan økes hvis faseforskyvningen mellom strøm og e reduseres i startøyeblikket. d.s. rotor. Fra formelen

det kan sees at hvis, med en konstant induktiv motstand av rotorviklingen, den aktive motstanden økes, vil selve vinkelen reduseres, noe som vil føre til at motormomentet også vil øke. Dette brukes i praksis for å øke startmomentet til motoren. I startøyeblikket føres en aktiv motstand (startreostat) inn i rotorkretsen, som deretter fjernes så snart motoren øker turtallet.

Økning av startmomentet fører til at det maksimale dreiemomentet til motoren oppnås med mer slipp (punkt S2 i kurve B i FIG. 224). Ved å øke den aktive motstanden til rotorkretsen ved oppstart er det mulig å oppnå at maksimalt dreiemoment vil være i oppstartsøyeblikket (s = 1 kurve C).

Dreiemomentet til en induksjonsmotor er proporsjonalt med kvadratet av spenningen, så selv en liten reduksjon i spenning er ledsaget av en kraftig reduksjon i dreiemoment.

Strøm P 1 levert til statorviklingen til en induksjonsmotor er lik:

hvor m 1 er antall faser.

Motorstatoren har følgende energitap:

1) i statorviklingen R es. =m 1 1 2 r 1;

2) i statoren stål og hysterese og virvelstrømmer P C .

Kraften som tilføres rotoren er kraften til det roterende magnetfeltet, også kalt den elektromagnetiske kraften P eM .

Den elektromagnetiske effekten er lik differansen mellom kraften som tilføres motoren og tapene i motorstatoren, dvs.

Forskjellen mellom Р eM og representerer de elektriske tapene i rotorviklingen Р eP, hvis vi neglisjerer tapene i rotorstålet på grunn av deres ubetydelighet (frekvensen av remagnetisering av rotoren er vanligvis veldig liten):

Derfor er tapene i rotorviklingen proporsjonale med rotorens slip.

Hvis du fra den mekaniske kraften utviklet av rotoren trekker de mekaniske tapene R mx på grunn av friksjon i rotorlagrene, friksjon på luft, etc. felt i tennene til statoren og rotoren, vil det være nyttig kraft på motorakselen , som vi betegner med P 2.

Effektiviteten til en induksjonsmotor kan bestemmes av formelen:

Fra det siste uttrykket kan man se at rotasjonsmomentet til en induksjonsmotor er proporsjonal med produktet av størrelsen på den roterende magnetiske fluksen, rotorstrømmen og cosinus til vinkelen mellom f.eks. d.s. rotoren og dens strøm,

Fra den ekvivalente kretsen til en asynkronmotor oppnås verdien av den reduserte rotorstrømmen, som vi gir uten bevis.