Б) Тормоз

Обратимся к рассмотрению работы машины тормозом. Этот режим работы (при s > l) иногда применяется при необходимости быстро затормозить механизм, приводимый во вращение асинхронным двигателем. В этом случае применяется та же схема, что и при реверсировании двигателя (рис. 3-46).

Б) Тормоз - №1 - открытая онлайн библиотека

Рис. 3-46. Схема для реверсирования двигателя (изменения направления вращения) и для перевода его в режим работы тормозом (для сокращения времени выбега).

Для перевода машины в тормозной режим нужно изменить в ней направление вращения поля, что делается при помощи показанного на рис. 3-46 переключателя.

Если тормозной режим используется только для быстрой остановки машины, то устойчивость этого режима не имеет значения; но иногда требуется длительная работа машины в режиме тормоза, например в случае, когда рабочим механизмом является подъемный кран. Такая работа также должна быть устойчивой. На рис. 3-47 приведены кривые M = f(s): 1 - при обычном сопротивлении Б) Тормоз - №2 - открытая онлайн библиотека , обмотки ротора, 2 - при увеличенном сопротивлении цепи ротора Б) Тормоз - №3 - открытая онлайн библиотека , где Б) Тормоз - №4 - открытая онлайн библиотека - добавочное сопротивление (приведенное к обмотке статора), вводимое в цепь ротора; здесь же приведена кривая Mст = f(s) подъемного крана.

Б) Тормоз - №5 - открытая онлайн библиотека

Рис. 3-47. Устойчивость работы машины в тормозном режиме.

Очевидно, только при второй кривой M = f(s) работа в тормозном режиме будет устойчивой, так как здесь Б) Тормоз - №6 - открытая онлайн библиотека < Б) Тормоз - №7 - открытая онлайн библиотека . Следовательно, для устойчивой работы тормозом нужно в цепь ротора включить относительно большое сопротивление Б) Тормоз - №4 - открытая онлайн библиотека , что приводит также к уменьшению тока в обмотке ротора, а следовательно, и в обмотке статора.

3-15. Схемы замещения

Теория асинхронной машины основана на ее аналогии с трансформатором (§ 3-7 - 3-12). 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 Б) Тормоз - №9 - открытая онлайн библиотека .

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:

Б) Тормоз - №10 - открытая онлайн библиотека . (3-137)

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

Б) Тормоз - №11 - открытая онлайн библиотека

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:

Б) Тормоз - №12 - открытая онлайн библиотека , (3-138)

где Б) Тормоз - №13 - открытая онлайн библиотека - сопротивление роторной обмотки при s = l.

Активное сопротивление Б) Тормоз - №14 - открытая онлайн библиотека можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку неподвижного ротора. Машина в этом случае работает как трансформатор, имеющий чисто активную нагрузку. Электрическая мощность Б) Тормоз - №15 - открытая онлайн библиотека , отдаваемая таким трансформатором, равна механической мощности Б) Тормоз - №16 - открытая онлайн библиотека , 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 Б) Тормоз - №17 - открытая онлайн библиотека и построить круговую диаграмму.

Из схемы рис. 3-48 следует:

Б) Тормоз - №18 - открытая онлайн библиотека . (3-139)

Подставив это значение Б) Тормоз - №19 - открытая онлайн библиотека в уравнение токов Б) Тормоз - №20 - открытая онлайн библиотека , получим:

Б) Тормоз - №21 - открытая онлайн библиотека ;

отсюда имеем:

Б) Тормоз - №22 - открытая онлайн библиотека

и

Б) Тормоз - №23 - открытая онлайн библиотека , (3-140)

где Б) Тормоз - №24 - открытая онлайн библиотека [см. также (3-126)];

Б) Тормоз - №25 - открытая онлайн библиотека . (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:

Б) Тормоз - №26 - открытая онлайн библиотека . (3-142)

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

Б) Тормоз - №27 - открытая онлайн библиотека

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 Б) Тормоз - №28 - открытая онлайн библиотека и Б) Тормоз - №29 - открытая онлайн библиотека при любом значении s, так как здесь легко определяется ток Б) Тормоз - №30 - открытая онлайн библиотека , 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 Б) Тормоз - №31 - открытая онлайн библиотека в выражении С1 = Б) Тормоз - №32 - открытая онлайн библиотека больше 2-3°, следует его учитывать.

3-16. Параметры асинхронной машины

Параметры рассмотренных схем замещения являются в то же время параметрами асинхронной машины. Они могут быть определены расчетным или опытным путем.

При определении их расчетным путем нужно иметь геометрические размеры машины (наружный и внутренний диаметры статора, то же для ротора, длину воздушного зазора Б) Тормоз - №33 - открытая онлайн библиотека между статором и ротором, их длины по оси, а также размеры пазов и зубцов статора и ротора) и ее обмоточные данные (числа витков, их средние длины, сечения проводников и шаги обмоток, числа пазов). Мы будем здесь рассматривать только основные методы расчета параметров, имея в виду установить их связь с геометрическими размерами машины и ее электромагнитными нагрузками.

Под последними понимаются индукции в отдельных участках магнитной цепи машины, линейная нагрузка (условная величина), А/см,

Б) Тормоз - №34 - открытая онлайн библиотека , (3-143)

плотности тока для статорной и роторной обмоток: Б) Тормоз - №35 - открытая онлайн библиотека и Б) Тормоз - №36 - открытая онлайн библиотека , А/мм2.