Содержание материала

Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма асинхронной машины

После замены вращающегося ротора неподвижным анализ установившихся процессов в асинхронной машине можно выполнить с помощью полученных ранее уравнений (4.4) и (4.3), если вместо сопротивления ввести в роторную цепь сопротивление :

Сопротивление можно представить следующим образом:
.
Тогда уравнения установившегося режима асинхронной машины примут вид
(4.7)

Уравнениям (4.7) соответствует Т-образная схема замещения асинхронной машины (рис. 4.8). В этой схеме сопротивление эквивалентно активной нагрузке трансформатора, а в асинхронной машине оно соответствует механической мощности, развиваемой ротором,
,
где М - электромагнитный момент; - электромагнитная мощность.
В асинхронной машине с неподвижным ротором электромеханического преобразования энергии не происходит, поэтому вся электромагнитная мощность превращается в электрическую мощность, выделяющуюся в виде тепла в сопротивлении ,
.
В реальной вращающейся асинхронной машине в теплоту превращается только часть электромагнитной мощности, определяемая мощностью потерь,
,
а остальная мощность определяет механическую мощность, развиваемую ротором,
.

Параметры схемы замещения обычно записывают в относительных единицах. Для наиболее распространенных асинхронных двигателей мощностью от 3 до 100 кВт они имеют следующие значения:
;
;
;
.
На основе системы уравнений (4.7) можно построить векторную диаграмму, наглядно иллюстрирующую взаимосвязи в асинхронной машине в рабочих режимах. На рис. 4.9 представлена векторная диаграмма асинхронной машины в режиме двигателя. Она аналогична векторной диаграмме трансформатора, работающего на чисто активную нагрузку. Отличие состоит в относительно большей величине намагничивающего тока (см. п. 4.2) и в ином физическом толковании вектора Ф. В асинхронной машине - это пространственная функция, распределенная по гармоническому закону и вращающаяся с синхронной частотой, а в трансформаторе поток Ф - это гармоническая функция времени, представленная на комплексной плоскости изображающим вектором .