В. А. Тюков электромеханические системы утверждено Редакционно

• Название: В. А. Тюков электромеханические системы утверждено Редакционно
• Дата: 01.02.2020
• Размер: 5.98 Mb.
• Имя файла: tyukov-va-elektromehanicheskie-sistemy_aa8d4e36202.doc
• Тип: Учебное пособие; #106696
• страница: 14 из 81

и вводя понятие номинального скольжения
_{sн =} ^{ω − ω}ном

ω

и учитывая, что

• 
  = ω_номt ,
  

получим

	27	2		2
my ном =		р2	ωsнМm Im			sнωLp	cos s н ω sin sн ω t + cos2 sнωt .
4			rp		rp

Электромагнитный момент при среднем значении частоты враще-ния ротора, равной номинальному значению, имеет пульсационный характер
52

3.8. ПУЛЬСАЦИОННОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОМЕНТА
Электромагнитный момент при среднем значении частоты враще-ния ротора, равной номинальному значению, имеет пульсационный характер. Следовательно, среднее значение момента за один оборот вращения ротора должно быть равно значению номинального элек-тромагнитного момента, т.е.

mном = ту ср =	1	Т∫	ту ном dt =	ωsн	2π ∫ωsн ту ном dt =
	Т			2π
		0			0

• 
  ²⁷ _p 2 ^{ω s}н ^M m^{2 I} m² ₌ ²⁷ _p2 ^ωsн^M m^{2 I 2} _,
  

8 r_p 4 r_p
где I – действующее значение тока фазы статора.

Здесь отметим, что при выводе выражения для определения элек-тромагнитного момента в установившемся режиме (кроме номиналь-ного значения) не следует использовать общеизвестные схемы заме-щения АД с параметрами намагничивающей ветви, не зависящими от угла поворота ротора. Действительно, указанная схема трактуется как схема замещения фазы статора и фазы ротора. Однако параметры этих схем определены на основании теории вращающегося магнитного по-ля, т.е. при воздействии трех фаз статора на фазу ротора. Именно по-этому главное реактивное сопротивление в известных схемах замеще-ния не зависит от угла поворота ротора.
Отмеченный аспект имеет важное методологическое значение. Рас-
сматривая изначально физические явления в машине при воздействии трех фаз статора, устраняется процесс образования вращающегося магнитного поля, а в дальнейшем изменение параметров двигателя в различных режимах увязываем только с величиной магнитного поля. Такой подход несостоятелен при рассмотрении переходных процессов, так как силовое воздействие электромагнитного поля в машине при-мерно равно действию магнитного поля только в установившихся ре-жимах (ω_p = const).
53

Причем удовлетворительная точность расчета, исходя из силового
воздействия только магнитного поля, наблюдается при скольжениях,
близких к номинальным режимам. Достоверность зависимости про-
верялась на двигателе АОК2-51-6УЗ-S1, имеющем номинальные дан-
ные: 4	кВт;	η = 82 %; cosϕ = 0,78; nн = 955 об/мин;				/Y-220 B/380 B;
/Y-16	А/10	А.
Сопротивление цепи фазы ротора постоянно при температуре ок-
ружающей среды 15 °С составляло 0,49 Ом. Сопротивление цепи фазы
ротора, измеренное после четырех часов работы при номинальной на-
грузке, составляло 0,59 Ом. Момент на валу двигателя поддерживался
на уровне номинального значения тном = (40…40,2)						Нм. Действующее
значение тока статора при соединении обмоток треугольником и сколь-
жении	Sн= 0,045		находилось на уровне 10 А. Момент холостого хода со-
ставлял значение			тхх = (0,8…1)	Нм. Электромагнитный момент на осно-
вании экспериментальных данных имел значение тэм = (40,8…41,2)							Нм.
Значение максимальной взаимоиндуктивности составляло Мт= 0,044							Гн.
Определенно по действующим значениям тока фазы статора (при под-
ключении к сети трех фаз статора и разомкнутом роторе) и фазным
напряжением ротора.
Расчетное значение среднего электромагнитного момента по зави-
симости при номинальном скольжении определяется величиной 43							Нм.
Действительное значение – 41				Нм. Погрешность расчета составляет
4,8 %.						что при устано-
Экспериментальные исследования показывают,
вившемся значении частоты вращения статический момент нагрузки
на двигателе уравновешивается средним электромагнитным моментом
АД (тном = туср).
Определим соотношение между мгновенным значением электро-
магнитного момента и его средней величиной в номинальном режиме
работы. Первой составляющей в скобках выражения можно пренеб-
речь, так как индуктивность фазы ротора					имеет малое значение.
Например, для двигателя АОК2-51 Lр = 0,0007					Гн, и амплитуда указан-

ной составляющей равна 0,0167. Поэтому в номинальном режиме ра-боты АД

m_yном=т_{у ср}+т_{у ср}cos 2s_нω t = m_ном+ m_номcos 2s_нωt .
54

Соответственно, максимальное значение мгновенного электромагнит-ного момента в номинальном режиме определяется соотношением
m_у^max_ном=2m_ном.
Колебательный характер изменения электромагнитного момента на двойном полюсном делении является принципиальной особенностью,
которая присуща всем исполнениям АД и проявляется в пульсациях частоты вращения при любом способе ее регулирования.
Экспериментальные исследования двигателя с беспазовой структу-рой статора и ротора (двигатели с распределенным активным слоем статора и массивным ротором) также показывают наличие пульсаций частоты вращения при любой установившейся скорости движения, что подтверждает положение о возникновении рассматриваемых пульса-ций на уровне принципа работы АД.
3.9. ДИНАМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ
Динамический электромагнитный момент в переходных режимах, так же как и мгновенное значение момента для установившейся сред-ней частоты вращения, определяется по выражению

	27	2		2
my ном =		р2	ωsнМm Im			sнωLp
4			rp		rp