Исследование асинхронного исполнительного двигателя с полным немагнитным ротором (стр. 3 из 6)

Схема преобразований даёт качественную картину работы двигателя. Количественный анализ работы, основанный на законах, указанных на схеме, позволяет найти выражение для момента, развиваемого двигателем:

; (10)

где

- число фаз обмотки статора;

, - активное и реактивное сопротивления обмотки статора;

, - активное и реактивное сопротивления ротора, приведённые к числам витков и фаз обмоток статора;

- коэффициент приведения параметров АИД к Г-образной схеме замещения;

Это выражение можно понимать так:

(11)

где

- электромагнитная мощность, передаваемая от статора к ротору магнитным полем, вращающимся с угловой скоростью .

Годограф вектора вращающегося поля статора может иметь вид окружности или эллипса. Поле будет круговым если выполнены условия:

1)Токи

и сдвинуты по фазе на угол

; (12)

где

- пространственный сдвиг осей обмоток возбуждения и управления.

2)Намагничивающие силы обмоток статора равны между собой

.

Обычно

задаётся равным 90 электрических градусов, так как в таком случае вращающееся поле имеет максимальную величину

. (13)

Поэтому сдвиг фаз токов

и также задаётся равным 90°.

Если одно или оба из этих условий не выполняются, то поле становится эллиптическим, а мгновенная частота вращения вектора поля - непостоянной. Чем больше отклонение от указанных условий, тем в большей степени поле отличается от кругового. Эллиптическое поле может быть представлено суммой двух неравных по величине круговых полей, вращающихся в противоположные стороны с одинаковой по абсолютной величине скоростью

. Прямое поле имеет постоянную максимальную амплитуду (13), а амплитуда обратного поля тем больше чем существеннее отклонения от указанных условий. Прямое поле создаёт полезный вращающий момент , а обратное – тормозящий момент , так что итоговый момент , развиваемый двигателем, равен

. (14)

Выражение (10) справедливо, когда

,т.е. когда поле статора круговое, при эллиптическом же поле момент равен

; (15)

где

- ток обмотки управления, приведенный к числу витков обмотки возбуждения;

- фазы напряжений управления и возбуждения соответственно;

;

активное и реактивное сопротивления ротора, приведенные к

обмотке статора;

реактивное сопротивление намагничивания двигателя, приведенное к обмотке возбуждения.

Выражение (15) как и (10) можно представить в виде (11).

6. Способы управления АИД

Таким образом, меняя степень выполнения условий кругового поля можно менять результирующий вращающий момент, развиваемый двигателем, а значит менять скорость его вращения, то есть управлять двигателем. Отсюда три, применяемых на практике, способа управления АИД:

1)Амплитудное управление, когда меняется

по амплитуде при неизменной фазе;

2)Фазовое управление, когда меняется фаза

при неизменной амплитуде;

3)Амплтудно-фазовое управление, когда одновременно меняются и фаза и амплитуда

.

Анализ работы АИД при разных способах управления показывает, что амплитудное и амплитудно-фазовое управления дают практически одинаковые характеристики двигателя, а при фазовом управлении требуется повышенная мощность от устройства управления, особенно при малых сигналах управления. Кроме того, практическая реализация амплитудного и фазового управления схемно более сложна. Поэтому реальное применение находит только амплитудно-фазовое управление, которое и рассмотрено далее.