Несимметричный режим работы асинхронных авигатеаей

Выполненный выше анализ работы асинхронных машин был проведен в предположении, что они работают от сети с уравновешенной системой напряжений, а их обмотки симметричны, т. е. сдвинуты на одинаковый пространственный угол, имеют равные активные сопротивления и собственные индуктивности обмоток и т. и. На практике, однако, встречаются случаи, когда указанные условия не выполняются. Здесь следует отметить два случая — аварийный и эксплуатационный. Первый возникает, когда в силу каких-то причин напряжение сети оказывается неуравновешенным, например, из-за короткого замыкания на линии или, наоборот, обрыва одной из фаз. Второй случай возникает, когда асинхронная машина проектируется на работу от сети с несимметричным напряжением, например, от однофазной сети. К ним относятся асинхронные двигатели, используемые в бытовой технике. В таких двигателях, имеющих симметричный короткозамкнутый ротор, на статоре выполняется. двухфазная обмотка, при этом в цепь одной из фаз включается фазосмещающий элемент — обычно это конденсатор, реже — сопротивление, чтобы добиться сдвига по фазе напряжений, приложенных к обмоткам статора.

Существует класс так называемых универсальных асинхронных двигателей, предназначенных .для работы как от трехфазной, так и от однофазной сети. На рис. 4.22 приведены две схемы, чаще других используемые на практике, показывающие, каким образом трехфазная система обмоток преобразуется в.двухфазную.

Рис. 4.22. Возможные схемы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть.

Рассматривая приведенные возможные схемы включения асинхронных машин, мы наблюдаем два вида несимметрии, один из которых связан с напряжением, а другой — с электрическими параметрами обмоток.

Обычно для анализа несимметричных режимов используется метод, основанный на представлении действительной неуравновешенной системы напряжений и токов через симметричные системы, имеющие различное чередование фаз. Такой метод расчета, созданный Форгескыо, по своей сути продолжает идею Лагранжа, связанную с введением обобщенных переменных Аналогия в подходах видна, если сопоставить выражения для i, у, z (см. гл. 2):

и действительных токов фаз, например, для случая трехфазной системы.

где /о, /i, h представляют симметричные системы токов прямой б, обратной /2 и нулевой /₀ последовательностей.

Однако применение метода симметричных состаатяющнх ограничивается требованием симметрии к параметрам обмоток (причина будет показана ниже) [8]. В таких случаях на практике используется прием, связанный с разделением исследуемой системы на симметричную и несимметричную части [33]. Эта промежуточная операция существенно усложняет расчет, приводит к громоздким выражениям для определения токов и моментов. Поэтому мы здесь используем подход, основанный на использовании результирующих векторов, так же как это было сделано при анализе симметричных режимов работы.