МОМЕНТ, РАЗВИВАЕМЫЙ ДВИГАТЕЛЕМ. Момент развиваемый двигателем


МОМЕНТ, РАЗВИВАЕМЫЙ ДВИГАТЕЛЕМ

Известно, что мощность равна произведению момента на частоту вращения:

Р = Мω.

В асинхронном двигателе произведение электромагнитного момента, возникающего в результате взаимодействия тока ротора с магнитным полем, на частоту вращения поля представляет собой электромагнитную мощность:

Мэмω0 = Рэм. (10,38)

Механическая мощность, развиваемая двигателем, равна произведению электромагнитного момента на частоту вращения ротора.

Мэмω = Рмех. (10,39)

Если пренебречь потерями мощности в сердечнике ротора вследствие их малости относительно потерь в обмотке ротора, то разность электромагнитной и механической мощностей, как следует из (10.36), будет равна потерям мощности в обмотке ротора1:

Рэм - Рмех = ΔРобм2 = 3 I22r2. (10,40)

Подставив в (10.40) вместо мощности их значения из (10.38) и (10.39), получим

Мэмω0 - Мэмω = 3 I22r2,

откуда

Мэм = 3 I22r2 .
ω0 - ω

Заменив ω0 - ω через ω0s, что вытекает из (10.23), получим выражения электромагнитного момента

(10.41)

1 Короткозамкнутая обмотка ротора имеет не три, а m фаз. Для общности выводов обмотка ротора приведена к трем фазам, которые имеют обмотки статора и ротора двигателя с фазным ротором.

и электромагнитной мощности

(10.42)

Момент, развиваемый двигателем на валу, будет меньше электромагнитного момента на величину ΔМмех, обусловленную силами трения в подшипниках, ротора о воздух и вентиляционными потерями:

М = Мэм - ΔМмех .

Потери момента ΔМмех для асинхронных двигателей средней и большой мощности относительно малы, и ими обычно пренебрегают. В практических расчетах часто принимают, что

М = Мэм. (10,43)

В выражении (10.41) отсутствует магнитный поток, что на первый взгляд противоречит принципу действия двигателя. Однако легко показать, что это не так: магнитный поток вошел в уравнение в неявном виде.

Выразив в (10.41) потери мощности в обмотке I22r2 через ЭДС, ток и cos ψ2 ротора

  /\  
3I22r2 = 3E2I2 cos ( E2, I2 ) = 3E2I2 cos ψ2,

Получим

Mэм = 3E2I2 cos ψ2 .
ω0s

(10.44)

Подставляя в (10.44) вместо ЭДС Е2 ее значение из (10.27) и учитывая (10.42), получаем

Mэм = 3E2кsI2 cos ψ2 = 3•4,44f1w2Фk02I2 cos ψ2 = CФI2 cos ψ2,
ω0s ω0

(10.45)

где С = 3 • 4,44f1w2k02/ω0 - конструктивный коэффициент, обусловливающий момент двигателя.

 

Используя выражения (10.40), (10.42), можно получить два соотношения:

потери в обмотке ротора

ΔPобм2 = Pэмs;

механическая мощность, развиваемая двигателем,

Pмех = Pэм(1 - s)

Из этих выражений вытекает, что при неподвижном роторе, когда s = l, вся электромагнитная мощность преобразуется в теплоту в обмотке ротора, а механическая мощность равна нулю. При номинальном режиме работы, когда s ≈ 0,02 — 0,08, почти вся электромагнитная мощность (0,92 — 0,98) преобразуется в механическую и только небольшая ее часть (0,02 — 0,08) преобразуется в теплоту в обмотке ротора.

 

Дата добавления: 2018-03-20; просмотров: 38;

znatock.org

Электромагнитная мощность и потери в асинхронном двигателе

Мощность, потребляемая двигателем из сети, определяется по формуле

Р1 = √3 U1I1cos φ1.

Часть   этой   мощности   (рис.   10.16)   теряется   в   обмотке статора:

ΔРобм1 = 3 I12r1,

Рис. 10.16. Потери мощности в асинхронном двигателе

а часть, ΔРст1, составляет потери в сердечнике статора от перемагничивания и вихревых токов.

Мощность, передаваемая вращающимся магнитным полем ротору, называется электромагнитной мощностью и составляет

Рэм = P1 - ΔРобм1 - ΔРст1 = 3Е2кI2 cos ψ2. (10,34)

Часть электромагнитной мощности теряется в обмотке ротора:

ΔРобм2 = 3 I22r2, (10,35)

а часть, ΔРст2, составляет потери в сердечнике ротора от гистерезиса и перемагничивания.

Мощность, преобразуемая в механическую, равна

Рмех = Рэм - ΔРобм2 - ΔРст2. (10,36)

Небольшая часть механической мощности теряется на тре-ние в подшипниках ротора о воздух и вентиляцию.

Мощность, развиваемая двигателем на валу,

Рв = Рмех - ΔРмех . (10,37)

Все потери мощности, кроме вентиляционных, которые представляют собой затраты мощности на продувание воздуха внутри двигателя с целью лучшего охлаждения, превращаются в теплоту и нагревают двигатель.

Момент, развиваемый двигателем

Известно, что мощность равна произведению момента на частоту вращения:

Р = Мω.

В асинхронном двигателе произведение электромагнитного момента, возникающего в результате взаимодействия тока ротора с магнитным полем, на частоту вращения поля представляет собой электромагнитную мощность:

Мэмω0 = Рэм. (10,38)

Механическая мощность, развиваемая двигателем, равна произведению электромагнитного момента на частоту вращения ротора.

Мэмω = Рмех. (10,39)

Если пренебречь потерями мощности в сердечнике ротора вследствие их малости относительно потерь в обмотке ротора, то разность электромагнитной и механической мощностей, как следует из (10.36), будет равна потерям мощности в обмотке ротора1:

Рэм - Рмех = ΔРобм2 = 3 I22r2. (10,40)

Подставив в (10.40) вместо мощности их значения из (10.38) и (10.39), получим

Мэмω0 - Мэмω = 3 I22r2,

откуда

Мэм =

3 I22r2

.

ω0 - ω

Заменив ω0 - ω через ω0s, что вытекает из (10.23), получим выражения электромагнитного момента

Мэм =

3 I22r2

.

ω0s

(10.41)

1 Короткозамкнутая обмотка ротора имеет не три, а m фаз. Для общности выводов обмотка ротора приведена к трем фазам, которые имеют обмотки статора и ротора двигателя с фазным ротором.

и электромагнитной мощности

(10.42)

Момент, развиваемый двигателем на валу, будет меньше электромагнитного момента на величину ΔМмех, обусловленную силами трения в подшипниках, ротора о воздух и вентиляционными потерями:

М = Мэм - ΔМмех .

Потери момента ΔМмех для асинхронных двигателей средней и большой мощности относительно малы, и ими обычно пренебрегают. В практических расчетах часто принимают, что

М = Мэм. (10,43)

В выражении (10.41) отсутствует магнитный поток, что на первый взгляд противоречит принципу действия двигателя. Однако легко показать, что это не так: магнитный поток вошел в уравнение в неявном виде.

Выразив в (10.41) потери мощности в обмотке I22r2 через ЭДС, ток и cos ψ2 ротора

 

/\

 

3I22r2 = 3E2I2 cos (

E2, I2

) = 3E2I2 cos ψ2,

Получим

Mэм =

3E2I2 cos ψ2

.

ω0s

(10.44)

Подставляя в (10.44) вместо ЭДС Е2 ее значение из (10.27) и учитывая (10.42), получаем

Mэм =

3E2кsI2 cos ψ2

=

3•4,44f1w2Фk02I2 cos ψ2

= CФI2 cos ψ2,

ω0s

ω0

(10.45)

где С = 3 • 4,44f1w2k02/ω0 - конструктивный коэффициент, обусловливающий момент двигателя.

Используя выражения (10.40), (10.42), можно получить два соотношения:

потери в обмотке ротора

ΔPобм2 = Pэмs;

механическая мощность, развиваемая двигателем,

Pмех = Pэм(1 - s)

Из этих выражений вытекает, что при неподвижном роторе, когда s = l, вся электромагнитная мощность преобразуется в теплоту в обмотке ротора, а механическая мощность равна нулю. При номинальном режиме работы, когда s ≈ 0,02 — 0,08, почти вся электромагнитная мощность (0,92 — 0,98) преобразуется в механическую и только небольшая ее часть (0,02 — 0,08) преобразуется в теплоту в обмотке ротора.

СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Для анализа работы асинхронного двигателя пользуются схемой замещения. Схема замещения асинхронного двигателя аналогична схеме замещения трансформатора и представляет собой электрическую схему, в которой вторичная цепь (обмотка ротора) соединена с первичной цепью (обмоткой статора) гальванически вместо магнитной связи, существующей в двигателе.

Рис. 10.17. Схема замещения асинхронного двигателя

Основное отличие асинхронного двигателя от трансформатора в энергетическом отношении состоит в следующем. Если в трансформаторе энергия, переданная переменным магнитным полем во вторичную цепь, поступает к потребителю в виде электрической энергии, то в асинхронном двигателе энергия, переданная вращающимся магнитным полем ротору, преобразуется в механическую и отдается валом двигателя потребителю в виде механической энергии.

Электромагнитные мощности, передаваемые магнитным полем во вторичную цепь трансформатора и ротору двигателя, имеют одинаковые выражения:

Рэм = Р1 - ΔР1.

В трансформаторе электромагнитная мощность за вычетом потерь во вторичной обмотке поступает к потребителю:

Р2 = Рэм - 3I22r2 = 3U2I2 cos φ2 = 3I22rп = 3I'22r'п, (10.46)

где rп — сопротивление потребителя. В асинхронном двигателе электромагнитная мощность за вычетом потерь в обмотке ротора превращается в механическую мощность:

Р2 = Рмех = Рэм - 3I22r2 = Рэм - 3I'22r'2. (10.47)

Подставив в (10.47) вместо Р ее значение из (10.42), получим

Pмех=3I22

r2(1 - s)

=3I'22

r'2(1 - s)

= 3I22r'э = 3I'22r'э,

s

s

где r'э = r'2

1 - s

.

s

(10,48)

Сравнивая выражения (10.46) и (10.48), можно заключить, что

r'п = r'э.

Таким образом, потери мощности в сопротивлении r'э численно равны механической мощности, развиваемой двигателем.

Заменив в схеме замещения трансформатора сопротивление нагрузки r'п на r'э = r'2 (1 - s)/s,получим схему замещения асинхронного двигателя (рис. 10.17). Все остальные элементы схемы замещения аналогичны соответствующим элементам схемы замещения трансформатора: r1, х1 — активное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора; r'2, х'2— приведенные к обмотке статора активное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора.

Приведенные значения определяются так же, как и для трансформатора:

r'2 = r2k2, х'2 = х2k2,

где k = E1/E2к = U1ф/E2к — коэффициент трансформации двигателя.

Может возникнуть сомнение в возможности использования гальванической связи цепей статора и ротора в схеме замещения, поскольку частоты в этих цепях на первый взгляд не одинаковы. Первая часть схемы замещения представляет собой эквивалентную схему фазы обмотки ротора, которая, как было показано в § 10.7, приведена к частоте тока статора. В реальном же двигателе в отличие от схемы замещения частоты тока ротора и статора не одинаковы.

studfiles.net

Как изменится вращающий момент двигателя параллельного возбуждения, если ток якоря увеличить в два раза?

Момент, развиваемый двигателем постоянного тока М=kФI,где Ф - магнитный поток, I- ток якоря. Отсюда следует, что в вашем случае момент увеличится в два раза.

неуверен но помойму увеличиться

Зависит от от того в каком состоянии находится возбуждение. Если в состоянии не довозбужден, то при увеличении тока, момент возрастет, Но если он перевозбужден, то увеличение тока приведет к снижению КПД, и двигатель может (не скажу точно, нештатная ситуация) и потерять момент. Во всяком случае это происходит с тяговывми двигателями, они в момент пуска (У них возб вкл последовательно, и в момент пуска ток возбуждения велик) теряют КПД и моент, в сравнении с рабочим режимом (ток норма).

touch.otvet.mail.ru

МОМЕНТ, РАЗВИВАЕМЫЙ ДВИГАТЕЛЕМ

Количество просмотров публикации МОМЕНТ, РАЗВИВАЕМЫЙ ДВИГАТЕЛЕМ - 49

Известно, что мощность равна произведению момента на частоту вращения:

Р = Мω.

В асинхронном двигателœе произведение электромагнитного момента͵ возникающего в результате взаимодействия тока ротора с магнитным полем, на частоту вращения поля представляет собой электромагнитную мощность:

Мэмω0 = Рэм. (10,38)

Механическая мощность, развиваемая двигателœем, равна произведению электромагнитного момента на частоту вращения ротора.

Мэмω = Рмех. (10,39)

В случае если пренебречь потерями мощности в сердечнике ротора вследствие их малости относительно потерь в обмотке ротора, то разность электромагнитной и механической мощностей, как следует из (10.36), будет равна потерям мощности в обмотке ротора1:

Рэм - Рмех = ΔРобм2 = 3 I22r2. (10,40)

Подставив в (10.40) вместо мощности их значения из (10.38) и (10.39), получим

Мэмω0 - Мэмω = 3 I22r2,

откуда

Мэм = 3 I22r2 .
ω0 - ω

Заменив ω0 - ω через ω0s, что вытекает из (10.23), получим выражения электромагнитного момента

(10.41)

1 Короткозамкнутая обмотка ротора имеет не три, а m фаз. Для общности выводов обмотка ротора приведена к трем фазам, которые имеют обмотки статора и ротора двигателя с фазным ротором.

и электромагнитной мощности

(10.42)

Момент, развиваемый двигателœем на валу, будет меньше электромагнитного момента на величину ΔМмех, обусловленную силами трения в подшипниках, ротора о воздух и вентиляционными потерями:

М = Мэм - ΔМмех .

Потери момента ΔМмех для асинхронных двигателœей средней и большой мощности относительно малы, и ими обычно пренебрегают. В практических расчетах часто принимают, что

М = Мэм. (10,43)

В выражении (10.41) отсутствует магнитный поток, что на первый взгляд противоречит принципу действия двигателя. При этом легко показать, что это не так: магнитный поток вошел в уравнение в неявном виде.

Выразив в (10.41) потери мощности в обмотке I22r2 через ЭДС, ток и cos ψ2 ротора

  /\  
3I22r2 = 3E2I2 cos ( E2, I2 ) = 3E2I2 cos ψ2,

Получим

Mэм = 3E2I2 cos ψ2 .
ω0s

(10.44)

Подставляя в (10.44) вместо ЭДС Е2 ее значение из (10.27) и учитывая (10.42), получаем

Mэм = 3E2кsI2 cos ψ2 = 3‣‣‣4,44f1w2Фk02I2 cos ψ2 = CФI2 cos ψ2,
ω0s ω0

(10.45)

где С = 3 ‣‣‣ 4,44f1w2k02/ω0 - конструктивный коэффициент, предопределяющий момент двигателя.

Используя выражения (10.40), (10.42), можно получить два соотношения:

потери в обмотке ротора

ΔPобм2 = Pэмs;

механическая мощность, развиваемая двигателœем,

Pмех = Pэм(1 - s)

Из этих выражений вытекает, что при неподвижном роторе, когда s = l, вся электромагнитная мощность преобразуется в теплоту в обмотке ротора, а механическая мощность равна нулю. При номинальном режиме работы, когда s ≈ 0,02 — 0,08, почти вся электромагнитная мощность (0,92 — 0,98) преобразуется в механическую и только небольшая ее часть (0,02 — 0,08) преобразуется в теплоту в обмотке ротора.

referatwork.ru

МОМЕНТ, РАЗВИВАЕМЫЙ ДВИГАТЕЛЕМ

Известно, что мощность равна произведению момента на частоту вращения: P = Mω.

В асинхронном двигателе произведение электромагнитного момента, возникающего в результате взаимодействия тока ротора с магнитным полем, на частоту вращения поля представляет собой электромагнитную мощность :

Mэмω0 = Pэм.

Механическая мощность , развиваемая двигателем, равна произведению электромагнитного момента на частоту вращения ротора:

Mэмω = Pмех.

Если пренебречь потерями мощности в сердечнике ротора вследствие их малости относительно потерь в обмотке ротора, то разность электромагнитной и механической мощностей будет равна потерям мощности в обмотке ротора:

Pэм – Pмех = ΔPобм2 = 3l22r2.

Получим:

Mэмω0 – Mэм ω = 3l22r2,

откуда:

Заменив ω0 – ω через ω0s, получим выражения

электромагнитного момента:

и электромагнитной мощности:

Момент, развиваемый двигателем на валу, будет меньше электромагнитного момента на величину ΔMмех, обусловленную силами трения в подшипниках, ротора о воздух и вентиляционными потерями:

M = Mэм – ΔMмех.

Потери момента ΔMмех для асинхронных двигателей средней и большой мощности относительно малы. В практических расчетах часто принимают, что:

M = Mэм.

Тогда

Потери в обмотке ротора – ΔPобм2 = Pэмs.

Механическая мощность, развиваемая под двигателем, составляет:

Pмех = Pэм(1 – s).

Из этих выражений вытекает, что при неподвижном роторе, когда s = 1, вся электромагнитная мощность преобразуется в теплоту в обмотке ротора, а механическая мощность равна нулю.

При номинальном режиме работы, когда s ≈ 0,02 – 0,08, почти вся электромагнитная мощность (0,92–0,98) преобразуется в механическую и только небольшая ее часть (0,02–0,08) преобразуется в теплоту в обмотке ротора.

studlib.info