Физические процессы в электроприводе с машинами переменного тока, страница 5

Этим набором номинальных величин обычно ограничиваются сведения, сообщаемые о двигателе заводом – изготовителем. Легко заметить, что каталожных данных, вообще говоря, недостаточно для восстановления по ним параметров схемы замещения
(см. рис. 4.3, а или 4.4, а). Однако если двигатель имеется в наличии, то можно провести испытания и определить все, что необходимо.

Построение естественных характеристик

Мы воспользуемся для не очень точных, зато простых оценок сведениями, сообщаемыми в обычных каталогах. Если под рукой нет типовых каталожных характеристик, то найдем несколько опорных точек (рис. 4.5).

Точка 1 w₀  и n₀ (s = 0, M = 0) получится как ближайшая большая к n_ном из ряда для частоты f_sном = 50 Гц:   3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин, что следует из формулы (4.3).

В качестве точки 2 примем номинальную w_ном или n_ном, М _ном, I_{s ном,} и для двигателя с фазным ротором s _ном , I_{r ном}определим по формулам (4.6) и (4.9). Для обычных двигателей s _ном лежит в пределах 0,01 – 0,05 (большие значения – для двигателей меньшей мощности).

Точка 3 – М_к и s_к. По каталожному значению l_Mк находим М_к = l_MкМ_ном (обычно l_Mк  = l,8 – 2,2) /11/; а по (4.17) – s_к; для этого подставим в (4.17) s _ном=(n₀ – n_ком)/n₀.

Рабочий участок механической характеристики для малых s, когда s/s_к<< s_к/s, иногда удобно представить в виде

                                       ,                                                      (4.20)

а полную характеристику можно построить по (4.14) или (4.17).

Если нанести на характеристики точку 4, определенную по каталожным кратностям пускового тока l_Iп и момента l_Mп (обычно для короткозамкнутых двигателей l_Iп = 5 -  7,
l_Mп = 1,2  -  1,6; разумеется и здесь, и ранее указаны ориентировочные границы), то она не совпадает с характеристиками короткозамкнутого двигателя, так как эти двигатели специально проектируют так, чтобы иметь повышенный пусковой момент ().

Энергетические режимы

Имея механические характеристики (рис. 4.5), нетрудно назвать энергетические режимы, следуя правилам, обоснованным при рассмотрении электропривода постоянного тока. Правда, теперь не удастся столь же просто, как там, проследить направление потоков энергии в электрической части машины. Стрелками показана активная энергия; затраты на создание магнитного поля не показаны.

На рис. 4.5 отсутствует режим динамического торможения. Для осуществления такого режима статорные обмотки, соединенные любым образом, подключают к источнику постоянного тока (рис. 4.6, а), благодаря чему создается неподвижное поле; скольжение ротора при этом следует определять следующим образом: .

Если вращать ротор в этом поле, то в его обмотках будет наводиться ЭДС, а созданный ею ток, взаимодействуя с полем, создаст тормозной момент, т.е. физическая картина процесса в главном не будет отличаться от рассмотренной в разделе 3. Для машин постоянного тока механические и электромеханические I_r = f(s) характеристики будут иметь общую точку – начало координат.

Для более полного представления о характеристиках обычно переходят от постоянного тока (I_п) в обмотках статора к эквивалентному переменному (I_экв), создающему такую же амплитуду МДС, как и фактически протекающий постоянный ток, и пользуются упрощенной векторной диаграммой (рис. 4.6,6). Поскольку I_экв = const, магнитный поток сильно меняется: при s = 0 (w= 0) весь ток I_экв является намагничивающим (нет I'_r) и, если он значителен, машина может находиться в зоне насыщения. По мере роста s растет и I'_r, но в силу увеличения частоты увеличивается y_r и падает cosy_r. Характер кривых показан на рис. 4.6, в.

Для расчета характеристик в режиме динамического торможения можно пользоваться формулами, очень похожими на выведенные ранее /1,5/:

;                                          (4.21)

;                                                                                (4.22)

в которых