Схеми заміщення. Струм ротора.

Так як основні рівняння асинхронної машини аналогічні рівнянням трансформатора, наванта-женого на активний опір r’₂(1-s)/s, то також, як і трансформатор, асинхрон-на машина має електричну схему заміщення (рис. 1.1.16), аналогічну схемі заміщення трансформатора, навантаженого опором r’₂(1-s)/s.

Параметри, що входять в схему, r₁, x₁, r’₂, x’₂ відомі. Параметри вітки намагнічування Z₀=r₀+jx₀ обумовлені: r₀ – втратами в сталі, x₀ – магнітною провідністю головного магнітного потоку Ф.

Втрати в опорі навантаження r’₂(1-s)/s схеми заміщення рівні повній механічній потужності двигуна

P₂=m₁I’₂²r’₂(1|-s)/s. (1.1.31)

Параметри схеми заміщення асинхронної машини можуть бути визначенні так же, як і у трансформатора, з допомогою дослідів холостого ходу і короткого замикання.

Холостий хід трансформатора – це режим, при якому його вторинна обмотка розімкнена. Режиму холостого ходу в асинхронному двигуні відповідає режим обертання ротора з синхронною частотою обертання (коли c, s=0). В цьому випадку опір r’₂(1-s)/s=, що аналогічно розмиканню кола вторинної обмотки. При холостому ході асинхронної машини використовувана нею потужність Р₀ витрачається в основному на покриття магнітних втрат в сталі (потік Ф максимальний) і механічних втрат (частота обертання n₂≈n₁). Електричні втрати внаслідок малої величини струму І₀ незначні і ними можна знехтувати.

Режим короткого замикання асинхронної машини – це пусковий режим при n₂=0 i s=1. В цьому випадку опір навантаження r’₂(1-s)/s=0, тобто коло вторинної обмотки замкнене накоротко.

При короткому замиканні I’₂>>I₀, тому струмом І₀ можна знехтувати і вважати, що потужність, що використовується асинхронним двигуном в режимі короткого замикання, витрачається на покриття електричних втрат, тобто втрат, що йдуть на нагрів обмоток статора і ротора.

Представлена на рис. 1.1.16 схема заміщення асинхронного двигуна нази-вається Т-подібною схемою заміщення. Вона незручна тим, що по ній важко визначити струм ротора I’₂, який часто буває необхідно знати.

Струм ротора I’₂ значно простіше визначити по Г-подібній схемі заміщення, представленої на рис. 1.1.17. Ця схема заміщення отримується з Т-подібної шляхом неважких перетворень і повністю відображає фізичні процеси, що протікають в асинхронній машині. Коефіцієнт c₁ являє собою коефіцієнт приведення параметрів асинхронного двигуна до Г-подібної схеми заміщення:

C₁=1+Z₁/Z₀.

Для асинхронних двигунів потужністю від декілької кіловат і вище цей коефіцієнт мало відрізняється від одиниці (с₁=1,041,08). Але в двигунах меншої потужності, особливо потужністю до декількох ват, величина c₁ більш значна і знехтування нею може привести до значних похибок.

Використовуючи Г-подібну схему заміщення, можна визначити струм ротора

(1.1.32)

або, з урахуванням (1.1.23), отримаємо

(1.1.33)

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2