Токи I₁₂ и  можно определить по упрощенной схеме замещения, представленной на рис 3-73.

Рис. 3-73. Приближенная схема для определения тока обратной последовательности.

Здесь мы пренебрегаем током синхронизма и принимаем с₁ = 1, что допустимо при U₂ << U₁. Сопротивления  и  являются сопротивлениями роторной обмотки, приведенными к статорной обмотке и рассчитанными с учетом вытеснения тока. Вытеснение тока здесь необходимо учитывать, так как частота тока ротора почти равна 2f₁. Для двигателей с глубокими пазами и с двойной клеткой на роторе  может быть больше  (рассчитанного без учёта вытеснения тока) в 5-6 раз. Для фазного ротора, имеющего стержневую двухслойную обмотку при высоте стержней 1 см и больше, также получается заметное увеличение  по сравнению с .

Сопротивление схемы рис. 3-73 приблизительно равно сопротивлению короткого замыкания z_к; следовательно, приближенно можем написать

,          (3-188)

где  — ток короткого замыкания при напряжении U_1н. Ранее указывалось, что для нормальных двигателей , поэтому, учитывая (3-188), получим:

.          (3-189)

Из (3-189) следует, что ток обратной последовательности может иметь большое значение: например, даже при  токи I₁₂ и  будут составлять 20  30% номинального тока I_1н.

Тормозящий момент М₂, соответствующий работе тормозом при U₂, в обычных случаях несимметрии напряжений мал и им можно пренебречь Действительно, момент от обратного поля ; момент от прямого поля , следовательно

.

Мы видим, что при  когда , и при обычных скольжениях s = 0,02  0,05, соответствующих номинальной нагрузке на валу, момент М₂ не превышает в худшем случае 0,02 М.

Таким образом, ухудшение условий работы двигателя при несимметрии напряжений на его зажимах получается в основном из-за увеличения электрических потерь в его обмотках. Потери в роторной обмотке увеличиваются на , (так как частоты токов  и  сильно отличаются одна от другой, и поэтому мы можем считать, что общие потери в роторной обмотке равны . Общие потери в статорной обмотке увеличиваются на  (так как из общих уравнений метода симметричных составляющих следует, что электрические потери в трехфазной обмотке при наличии в ней токов прямой и обратной последовательностей равны ).

Приходится также считаться с тем, что в наихудшем случае в одной из фаз токи прямой и обратной последовательностей складывается арифметически (рис. 3-74). Нагревание ее в этом случае может быть чрезмерным.

Рис. 3-74. Определение токов фаз по их симметричным составляющим.

Отметим здесь, что асинхронный двигатель при его работе вхолостую или с нагрузкой создает выравнивающее действие на напряжения сети, к которой он подключен, т. е. уменьшает их несимметрию. Объясняется это тем, что распределение токов по фазам сети и обмотки статора будет соответствовать напряжениям фаз: больший ток будет поступать в ту фазу обмотки статора, к которой приложено большее напряжение. Выравнивающее действие трехфазного асинхронного двигателя на напряжения сети будет тем больше, чем меньше z_к двигателя.

Вверх

Глава 4