Электрические двигатели и генераторы

Конспекты
Начертательная
Решение задач
Графика

Схемы замещения

Теория асинхронной машины основана на ее аналогии с трансформатором Необходимые величины и зависимости, характеризующие работу вращающейся машины, можно получить, заменив ее неподвижной машиной, работающей как трансформатор. При этом активное сопротивление роторной цепи, как указывалось, должно быть взято равным .

На основе полученных ранее уравнений мы можем получить, так же как для трансформатора, схему замещения асинхронной машины, позволяющую легко найти соотношения между величинами, характеризующими ее работу.

Обратимся к уравнению (3-123) и перепишем его в следующем виде:

.          (3-137)

Выражению в скобках соответствует сопротивление схемы, приведенной на рис. 3-48.

Рис. 3-48. Схема замещения синхронной машины (Т-образная).

Уравнения напряжений и токов для этой схемы, составленные согласно законам Кирхгофа, будут такие же, как для машины [уравнения (3-115)– (3-117)]. Поэтому она называется схемой замещения асинхронной машины. Можем написать:

,      (3-138)

где  – сопротивление роторной обмотки при s = l.

Активное сопротивление  можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку неподвижного ротора. Машина в этом случае работает как трансформатор, имеющий чисто активную нагрузку. Электрическая мощность , отдаваемая таким трансформатором, равна механической мощности , развиваемой ротором при работе машины, например двигателем со скольжением s, что следует из полученного ранее равенства (3-70а) или (3-100).

Можно вместо схемы рис. 3-48 получить схему, более удобную для исследования асинхронной машины, позволяющую составить простые расчетные формулы для токов, мощностей, cos и построить круговую диаграмму.

Из схемы рис. 3-48 следует:

.          (3-139)

Подставив это значение  в уравнение токов , получим:

;

отсюда имеем:

и

,          (3-140)

 где  [см. также (3-126)];

.          (3-141)

– ток синхронизма, т. е. ток, потребляемый машиной при синхронной скорости вращения, при s = 0 (рис. 3-48).

Учитывая (3-141) и (3-127), перепишем уравнение (3-140) в следующем виде:

.          (3-142)

Уравнениям (3-140) и (3-142) соответствует схема замещения, представленная на рис. 3-49.  

Рис. 3-49. Г-образная схема замещения асинхронной машины.

Ее можно назвать Г-образной схемой замещения асинхронной машины. Она позволяет значительно проще, чем схема рис. 3-48, рассчитать токи  и  при любом значении s, так как здесь легко определяется ток , который не зависит от s. Исследование асинхронной машины при помощи приведенной на рис. 3-49 схемы замещения облегчается еще тем, что комплекс C1 в обычных условиях можно заменить его модулем с,. Только при точных исследованиях малых машин (при Рн < 1 кВт) и в специальных случаях, когда аргумент  в выражении С1 =  больше 2–3°, следует его учитывать.

Использование электрических машин в качестве генераторов и двигателей