§ 5.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

По характеру протекающих электромагнитных процессов асинхронный двигатель во многом подобен трансформатору. Так, первичной обмоткой здесь является обмотка статора, а вторичной — обмотка ротора. Разница между ними состоит в том, что у трансформатора нагрузка электрическая, а у двигателя — механическая; у трансформатора рабочий магнитный поток в сердечнике пульсирующий, у двигателя — вращающийся; у трансформатора магнитное поле токов первичной обмотки ослабляется полем токов вторичной, у двигателя поле токов статора ослабляется полем токов ротора. Однако работа двигателя и трансформатора имеет и существенные отличия. Например, в обмотках трансформатора частота токов неизменна, у двигателя (в роторе) частота зависит от скорости его вращения и т. д. При этом отметим, что роторные токи создают свое магнитное поле, вращающееся с той же скоростью, что и поле статора: поле токов ротора вращается относительно обмотки

Рис. 5-12

ротора со скоростью скольжения но обмотка ротора сама вращается в направлении вращения поля статора со скоростью поэтому поле ротора вращается со скоростью

Благодаря сходству электромагнитных процессов в асинхронном двигателе и трансформаторе векторные диаграммы их также похожи. Однако при построении векторной диаграммы асинхронного двигателя из-за различия частот ЭДС и токов в обмотках статора и ротора последние приходится «приводить» к частоте статорной цепи (на одной векторной диаграмме все величины должны иметь одну и ту же частоту) или, что равносильно, роторные ЭДС и токи приводят к скольжению, равному единице. Например, ЭДС обмотки ротора приводится к делением обеих частей равенства (5.20) на , а приведенный ток ротора 12 получают делением числителя и знаменателя соотношения (5.21) на

Поскольку векторное уравнение электрического равновесия для роторной цепи можно записать так:

т. е. состоит из двух составляющих — приведенного падения напряжения на активном и на индуктивном сопротивлениях цепи ротора.

Векторную диаграмму асинхронного двигателя строят в следующем порядке (рис. 5-12).

За основной вектор выбирают вектор рабочего потока Ф. Ток холостого хода опережает поток Ф на небольшой угол магнитного запаздывания ЭДС и отстают по фазе от потока на .

В соответствии с уравнением электрического равновесия для роторной цепи строят вектора приведенных значений величин, входящих в это уравнение (5.25). Вектор тока в цепи статора находят в соответствии с векторным уравнением (5.16), а вектор приложенного сетевого напряжения с уравнением (5.13).

С помощью полученной диаграммы можно наглядно объяснить многие особенности работы асинхронного двигателя. Например, при увеличении нагрузки на валу двигателя ток в роторе возрастает, что приводит к увеличению потребляемого тока . С другой стороны, увеличение тока вызывает уменьшение угла сдвига т. е. увеличение активной мощности и т. д.