Электромагнитные устройства и электрические машины. Электрические трансформаторы. Информационные электрические машины. Информационные микромашины и синхронные микродвигатели, страница 11

Активная мощность, потребляемая из сети асинхронным двигателем может быть определена по общему правилу.

Здесь  фазное напряжение и ток статорной обмотки двигателя, а  - его коэффициент мощности. Часть этой мощности расходуется на электрические потери  в статорной обмотке , называемые потерями в меди , а часть - на потери от вихревых токов и гистерезиса в материале   сердечника статора, называемые потерями в стали .

Оставшаяся часть потребляемой мощности передается в ротор двигателя магнитным полем зазора. Она называется электромагнитной мощностью.  (6)

Механическая мощность  развиваемая ротором меньше электромагнитной мощности на величину потерь в меди  и стали  ротора. Но так как потери в стали ротора в номинальных и близких к нему режимах крайне малы из -за низкой частоты тока  в обмотке ротора, то потерями в стали ротора пренебрегают.

 (7)

Полезная механическая  мощность передаваемая ротором в рабочем режиме приводимому в движение механизму  равна   

Здесь,  - потери мощности на трение вращающегося ротора.

П4 Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя

Рассмотренные потери вызываются основными электромагнитными и механическими процессами происходящими в электрической машине.  Они  называются основными потерями асинхронного двигателя.(8) Кроме основных потерь, обычно рассматриваются дополнительные  потери вызываемые зубчатостью статора и ротора, несинусоидальным распределением поля в зазоре машины, вытеснением тока по сечению проводника полями рассеяния. Дополнительные потери   ,ориентировочно, составляют 0,5 % от номинальной мощности, потребляемой из сети. (9)

В этом случае полезную мощность асинхронного двигателя определяют вычитая из потребляемой мощности основные и дополнительные потери

Коэффициент полезного действия  асинхронного двигателя определяют как выраженное в процентах отношение полезной мощности  к потребляемой из сети мощности .     (10)

П5 Вращающий  и противодействующий моменты асинхронного двигателя.

У асинхронного двигателя в  любом установившемся  режиме вращающий  момент магнитоиндукционного эффекта, вызванного вращающимся с частотой  магнитным полем зазора ,

 (11) равен противодействующему моменту на валу двигателя, включая момент  сил трения         . (12)

При увеличении противодействующего момента на валу асинхронного двигателя начинает уменьшаться частота вращения ротора . Это неизбежно приведет к росту частоты скольжения  а, значит ,   пропорциональному величине скольжения s возрастании   ЭДС индукции и тока в обмотках ротора. Увеличивающиеся токи вызывают увеличение вращающего момента   до тех пор, пока не будет достигнуто равенство между вращающим и противодействующим моментом. Логическая цепочка, демонстрирующая свойство саморегулирования вращающего момента асинхронного двигателя в соответствии противодействующим  моментом нагрузки показана на схеме:

 (13)

Вопросы для самоконтроля.

1.Как определяется скольжение ротора (1)

2. С какой скоростью вращается поле ротора относительно ротора при скольжении s? (2)

3.С какой скоростью вращается поле ротора относительно поля статора при скольжении s? (3)

4. Как определяют величину ЭДС индуцируемую в обмотке статора и ротора? (4,5)

5.Как определяют электромагнитную мощность АД через его активную мощность? (6)

6. Как определяется механическая мощность АД через электромагнитную мощность? (7)

7. Какие потери в АД относят к основным, а какие к дополнительным потерям? (8,9)

8. Как определяют полезную мощность АД и его КПД? (10)

9. Как определяют вращающий и противодействующие моменты АД по его электромагнитной и механической мощности? (11,12)

10. Постройте логическую цепочку, объясняющую саморегулирование вращающего момента АД. (13)

§3 Вращающий момент асинхронного двигателя

П1  Номинальный электромагнитный момент

Вращающий  момент, передаваемый   ротору электромагнитным полем  зазора  именуют  электромагнитным моментом. Электромагнитный момент асинхронного двигателя в номинальном режиме называют номинальным электромагнитным моментом. Электромагнитный момент асинхронного двигателя  по определению прямо пропорционален   электромагнитной мощности,  передаваемой через зазор в ротор, и обратно пропорционален  частоте вращения поля статора.