Тақырыбы: Асинхронды қозғалтқыштың моменті

Жоспар: 1.Асинхронды қозғалтқыштың моменті

2. Асинхронды қозғалтқыш моментiнiң жылжымаға теуелдiлiгi

Асинқронды қозғалтқыштың айналдырушы моменті статордың айналмалы магнит өрісінің ротор орамасының өткізгіштеріндегі токтармен өзара әрекеттерсуінен пайда болады. Сондықтан айналдырушы момент статордың магнит ағынына Ф_т және ротор орамасының тоғына І₂ тәуелді болады. Бірақ энергияны түрлендіру процесінде (айналдырушы момент туғызады) машинаның желіден тұтынатын активтік қуаты ғана қатынасады. Сол себепті айналдырушы момент ротор орамасының тогына І₂ емес, тек оның активтік құраушысына , яғни І₂соs Ψ₂ тәуелді, мұндағы Ψ₂ – ротор орамасының ЭҚК-і мен тогы арасындағы фазалық күш.

Сонымен асинхронды қозғалтқыштың айналдырушы моменті мына формуламен анықталады: М=c Ф_т І₂соs Ψ₂, мұнда с – шинаның құрылыстық тұрақтысы, ол оның полюстер, фазалар санымен және статор орамасының орам санымен, ротор орамасының орындалу құрылысымен анықталады.

Берілген кернеу тұрақты болған жағдайда магниттік ағын да, қозғалтқыш жүктемесінен кез келген өзгеруі кезінде тұрақты болып қалады. Демек, айналдырушы момент өнрнегінде Ф_т және с тұрақты, ал айналдырушы момент ротор орамасы тогының тек активтік құраушысына пропорционал, яғни М~ І₂соs Ψ₂ болады. Қозғалтқыш білігінде жүктеменің немесе тежеу моментінің өзгеруі ротордың айналу жиілігін және жылжымасын өзгертеді, ол ротор тогын І₂ және оны активтік құраушысын І₂соs Ψ₂ өзгертуге алып келеді. Ротор орамасындағы токты ЭҚК –нің толық кедергіге қатынасымен анықтауға болады, яғни І₂=E₂/Z₂=ÖR₂ ² + X₂ ² және соs Ψ₂ =R₂/Z₂ , мұндағы R₂, Z₂ және Х₂ - ротор орамасы фазасының толық, активтік және реактивтік кедергісі.

Жылжымамен бірге ротор тогының жиілігі өзгереді. Ротор орнында тұрған кезде (n₂ =0 және S=1) айнымалы өріс статор мен ротор орамаларының өткізгіштерін бір жиілікпен кесіп өтеді де, ротордағы токтың жиілігі желі тогының жиілігіне тең (f₂=f₁) болады. Жылжыма азайғанда магнит өрісі ротор орамасын аз жиілікпен қияды, ротордағы ток жиілігі кемиді. Ротор өріспен бірдей айналғанда (n₂ = n₁ және S=1), ротор орамасының өткізгіштері магнит өрісімен қиылыспайды, бұл жағдайда ротордағы ток жиілігі нольге тең болады(f₂=0).

Сонымен ротор тогының жиілігі жылжымаға пропорционал өзгереді, яғни f₂= S f₁.

Ротор орамасының актвтік кедергісі жиілікке тәуелсіз дерлік, ал ЭҚК пен реактивтік кедергі жиілікке пропорционал , яғни олар жылжымаға байлнысты өзгеріп отырады: Е₂= SЕ және Х₂= SХ, мұндағы Е және Х –орнында тұрған ротор орамасы фазасының ЭҚК-і және индуктивтік кедергісі.

Сонымен, І₂= SЕ /ÖR₂ ² + (SX) ² ; соs j₂= R₂ /ÖR₂ ² + (SX) ² және айналдырушы момент М~ І₂соs j₂ = SЕ R₂ / [ÖR₂ ² + (SX) ²] .Сондықтан, жылжыма кішігірім (шамамен 20%) болған кезде , R₂ –ге қарағанда SХ кіші болады, жылжыманың артуы айналдырушы моментті өсіруге алып келеді, өйткені бұл жағдайда ротордағы токтың активтік құраушысы І₂соs j₂ өседі. Жылжыма үлкен болған кезде (SX> R₂) оның өсуі, ротор орамасының реактивтік кедергісінің айтарлықтай өсуіне байланысты, айналдырушы моменттің азаюына алып келеді.

Айналдырушы моменттің жылжымаға тәуелділігі 11-суретте көрсетілген.

11 -сурет. Асинхронды қозғалтқыш моментiнiң жылжымаға

теуелдiлiгi

Жылжыма S_т белгілі бір мәнге жеткен кезде шамамен 20% қозғалтқыш барынша көп момент тудырады. Ол қозғалтқыштың шамадан артық жүктемелік қабілетін көрсетеді, ол әдетте нақтылы (номинал) моменттен 2-3 есе артық болады. Қозғалтқыштың орнықты жұмысы тек момент пен жылжыма арасындағы тәуелділікті көрсететін қисықтың жоғары көтерілуі тармағында ғана, яғни жылжыманың 0 ден S_т -ге дейін өзгеруі кезінде мүмкін, тәуелділіктің төмен түсіп бара жатқан тармағында, яғни жылжымалы S> S_т болған кезде, қозғалтқыштың жұмыс істеу мүмкін емес, өйткені мұнда моменттердің орнықты тепе-теңдігі сақталмайды. А және Б нүктелерінде айналдырушы момент тежеуші момментке тең болады дейік (М= М_т ), онда моменттердің тепе-теңдіктері кездейсоқ өзгерсе, бірінші жағдайда ол қайта орнына келеді, ал екінші жағдайда орнына келмейді. Қозғалтқыштың айналдырушы моменті бір себептермен азайды делік (мысалы, желі кернеуінің төмендеуі себебімен), онда жылжыма өсе бастайды. Егер моменттер тепе-теңдігі А нүктесінде болса, онда жылжыма өсуі қозалтқыштың айналдырушы моментін өсіреді, ол қайтадан тежеу моментіне теңеледі. Егер моменттер тепе-теңдігі Б нүктесінде болса, жылжыма өсуі айналдырушы моментті азайтуға алып келеді. Ол әр уақытта тежеу моментінен аз болады, яғни моменттер тепе-теңдігі қайтып орнамайды, ротордың айналу жиілігі үздіксіз, қозғалтқыш тоқтағанша азаяды.

Егер қозғалтқыш білігіне ең үлкен моменттен (М_max) көп тежеуіш моментін берсе, онда моменттер тепе-теңдігі қайта оралмайды, қозғалтқыш роторы тоқтайды.

Қозғалтқыштың айналдырушы моменті берілген кернеудің квадратына пропорционал, өйткені магниттік ағын ротордағы ток сияқты кернеуге пропорционал. Сондықтан желі кернеуінің өзгеруі айналдырушы моментті айтарлықтай өзгертеді.

Лекция