Режимы работы асинхронных двигателей
По аналогии с трансформатором уравнение напряжений необходимо составить при холостом ходе только для фазы обмотки статора, являющейся первичной обмоткой:
,
где
— ЭДС, индуктированная в фазе вращающимся
магнитным полем с потоком Фга;
—
фазное напряжение первичной сети;
R1, Х1 — активное и индуктивное сопротивления рассеяния фазы первичной обмотки (см. далее).
В
силу малости падений напряжений X1I0 и R1I0 напряжение почти полностью
уравновешивается ЭДС т. е. = -.
В
режиме холостого хода R'мех = R'2
= ∞, ток R'2 = 0 и схема замещения содержит только одну ветвь Z1 + Z0
(Т-образная и Г-образная схемы не отличаются друг от друга).
В
режиме короткого замыкания под действием внешнего момента Μ в,
уравновешивающего электромагнитный момент М, ротор удерживается в
неподвижном состоянии (Ω = 0, s = 
= 1) и не совершает
полезной механической работы (Рмех = Μ Ω = 0).
Направление тока i2a и электромагнитного момента Μ остается таким же, как в режиме двигателя, и Μ > 0 (см. рис. 3.1, г). Электромагнитная мощность Рэм = ΜΩ1 > 0 — она поступает в ротор из статора и превращается в электрические потери (Рэм = = Рэ2). В этом режиме асинхронная машина работает как коротко-замкнутый со вторичной стороны трансформатор, отличаясь от него только тем, что в ней существует вращающееся поле взаимной индукции вместо пульсирующего поля в трансформаторе.
В
режиме короткого замыкания R'мех = R'2 = 0 и сопротивление схемы замещения по рис. 42-3
определяется параллельно включенными сопротивлениями Z1 + Z0 и Z1 + Z'2. Имея в
виду, что |Z1 + Z'2| « |Z1 + Z0|, можно отбросить ветвь Z1 + Z0 и считать
сопротивление схемы замещения при коротком замыкании равным
Zк = Z1 + Z'2 = Rк + jXк (43-3)
где
Rк= R1+ R'2
Если к неподвижному ротору асинхронной машины подключить симметричную систему дополнительных сопротивлений R2д + jХ2д, то она будет работать как трансформатор, преобразующий электрическую энергию, поступающую из первичной сети, в электрическую энергию с другими параметрами, потребляемую дополнительными сопротивлениями R2д + jХ2д. Поэтому режим при s = 1 называется также режимом трансформатора.
Изменить
режим работы асинхронной машины или скольжение машины в данном режиме (при U1 =
const и f1 = const) можно только путем изменения внешнего момента Мв,
приложенного к валу машины. При Мв = 0 ротор вращается со скоростью поля
(Ω = Ω1, s = 0) и машина не совершает полезного преобразования
энергии. При воздействии на вал ротора внешнего момента Мв, направленного
против направления вращения поля, скорость ротора уменьшается до тех пор, пока
не появится электромагнитный момент Μ = f(s), который
уравновесит момент Мв. Машина переходит в режим двигателя s = > 0. Наоборот,
при воздействии внешнего момента
Мв направленного по вращению поля, скорость ротора делается большей, чем
скорость поля (Ω > Ω1), и машина переходит в режим генератора (s=