Головна

теоретичне введення

  1.  A.3.1. Вступ
  2.  A.5.1. Вступ
  3.  I. ВСТУП
  4.  I. Вступ
  5.  I. Вступ
  6.  I. Вступ
  7.  I. ВСТУП

Статор асинхронного двигуна АД призначений для створення обертового магнітного поля. На статорі симетрично по колу розташовані три обмотки WA, WB, WC, з'єднані в зірку або трикутник (рис. 13.1. а). При підключенні трифазного напруги кожна з обмоток створює синусоїдальний потік ФА, ФВ, ФC (Рис. 13.1. Б); ці потоки зміщені один щодо одного по фазі на 120?.

Мал. 13.1

Результуючий потік Ф дорівнює сумі миттєвих значень цих потоків. У кожен момент часу сумарний потік має одну і ту ж величину, але безперервно змінює напрямок, обертається з постійною швидкістю (рис. 13.1, в).

При будь-якій зміні порядку чергування напруг UA, UB, UC, підводяться до обмоток статора, напрямок обертання магнітного поля змінюється на протилежне.

Частота обертання потоку називається синхронною частотою. Вона залежить від частоти напруги f і способу намотування обмоток статора (числа пар полюсів р) і визначається за формулою:

Випускаються двигуни з частотами nC, рівними синхронними 3000 об / хв, 1500, 1000, 750 ... об / хв.

Ротор асинхронного двигуна для зменшення вихрових струмів виконується складальним з пластин і має обмотку у вигляді білячої клітини з алюмінієвих стрижнів, які пронизують ротор (рис. 13.2).

При пуску двигуна обертається з частотою nC потік Ф перетинає стрижні нерухомого ротора і наводить у них ЕРС. У роторі з'являється струм Ip, створює потік ротора Фp, Перпендикулярний потоку Ф і обертається теж з частотою nC. В результаті взаємодії потоків Фр і Ф створюється обертовий момент М, прагне повернути ротор у бік поєднання Фр и Ф. ротор

 
 

Мал. 13.2

починає обертатися і на холостому ходу розганяється до частоти обертання n. при n > nС момент, що розвивається двигуном, прагне до нуля, так як при цьому зменшується до нуля швидкість, з якою потік Ф перетинає обмотку рухомого ротора, і, отже, прагнуть до нуля ЕРС, струм ротора Iр і потік ротора Фр. В цьому основна особливість асинхронного двигуна: АТ розвиває момент М тільки при n С, і на робочому ділянці характеристики момент тим більше, чим більше різниця (nС-n).

ставлення  характеризує ступінь відставання ротора від поля

статора і називається ковзанням.

при S = 0 (Ідеальний холостий хід) момент двигуна М = 0;

при S = 1 (n = 0) двигун розвиває момент МП, званий пусковим.

залежність моменту М, що розвивається двигуном, від частоти обертання я називається механічною характеристикою (рис. 13.3). Цю характеристику отримують у вигляді n(М) і тому частоту обертання відкладають по осі ординат. Однак при аналізі роботи двигуна цю характеристику краще представляти як залежність M (n), т. е. в якості аргументу розглядати n. Так, якщо з якихось причин двигун обертається з n = nс, ЕРС в роторі Чи не наводить IP= 0, ФP= 0 і тому момент, що розвивається двигуном, дорівнює нулю (робоча точка 1-ідеальний холостий хід). При реальному холостому ході (робоча точка 2) n2с, Тому момент М не дорівнює нулю: двигун знизив швидкість обертання n до такого значення, при якому його момент став рівним моменту навантаження холостого ходу Мсх.

Мал. 13.3

При навантаженні двигуна, наприклад, номінальним моментом навантаження Мн швидкість починає знижуватися, в результаті чого збільшуються ЕРС, що наводиться в роторі, ток ротора IP і потік ФP і, отже, зростає момент двигуна М. Швидкість знижується до тих пір, поки момент М не стане рівним моменту навантаження (робоча точка з точки 2 переходить в точку 3)

при зниженні n момент М збільшується до критичної позначки МK - максимального моменту (робоча точка 4), після чого зменшується і при n = 0 стає рівним пусковому моменту МП (Точка 5). Це зниження моменту при частотах обертання, менших критичного значення n4, Пояснюється збільшенням частоти струму в роторі і пов'язаним з цим збільшенням індуктивного опору обмотки ротора (в номінальній робочій точці 3 частота струму в роторі становить 1-3 Гц, в точці 4 - близько 5 Гц, а в точці 5-50 Гц).

Стійка робота АТ можлива тільки на ділянці характеристики 1-4; ділянку 4-5 є нестійким і працює тільки в процесі пуску двигуна Наприклад, в точці 6 АТ стійко працювати не може. При випадковому зменшенні моменту навантаження швидкість почне збільшуватися, але при більшій n на цій ділянці характеристики АД розвиває більший момент, що призводить до ще більшого збільшення n. В результаті робоча точка переходить на стійкий ділянку (в точку 6 '). при збільшенні Мнагр двигун зупиняється, робоча точка з точки 6 переходить в точку 5.

Тривала робота асинхронного двигуна без перегріву можлива при моментах навантаження Мнагр ? МН (Т. Е. В точці 3 або лівіше неї). При великих моментах навантаження АД може працювати лише на короткий час з подальшим охолодженням при навантаженнях, менших МН. Якщо навантаження перевищить критичне значення МK, АТ зупиняється або (в залежності від характеру навантаження) почне обертатися в зворотному напрямку (переходить в режим противовключения). При пуску і в режимі противовключения двигун споживає пусковий струм, в 4 - 7 разів перевищує номінальне значення IН. Кидки пускових струмів потужних АД можуть призвести до перевантаження силових трансформаторів.

Якщо за допомогою зовнішнього моменту АД змусити обертатися з n> nC, він переходить в режим асинхронного генератора і віддає енергію в трифазну мережу. При цьому момент двигуна спрямований проти швидкості обертання і є гальмівним.

Для двигуна нормального виконання пусковий момент Млуcк= 1,3 МН, критичний момент МК= 1,7 ... 2,1 МН. номінальне ковзання SH= 0,02 ... 0,06.

Неприпустимим режимом роботи АТ є робота на двох фазах, так як при обриві однієї з фаз в останніх фазах струм збільшується приблизно до Iпуск, при цьому момент двигуна зменшується, але при невеликих навантаженнях АТ продовжує обертатися, швидко перегрівається і виходить з ладу.

Важливою особливістю АТ є сильна залежність моменту від напруги живлення: МК= К-U2. Якщо, наприклад, замість напруги 380 В на двигун подати 220 В, Нічого не зроблено при цьому ніяких перемикань обмоток статора, механічна характеристика стиснеться уздовж осі абсцис втричі, т е. при тих же n моменти М стануть в три рази менше. навантажений моментом МН двигун при зниженій напрузі зупиниться, ток в обмотках збільшиться (пусковий струм) і двигун вийде з ладу.

Обмотки статора включаються в трифазну мережу за схемою зірки або трикутника. Тому на двигуні вказується два напруги, наприклад, 380/220 В. Це означає, що даний АТ може бути включений в мережу 380 В при з'єднанні його обмоток в зірку або в мережу 220 В при з'єднанні обмоток в схему трикутника. В обох випадках кожна обмотка двигуна отримує напругу 220 В і тому іноді напруга вказують у вигляді 3x220 В. В обох випадках АТ обертається з тією ж частотою nH, розвиває той же МH, споживає з мережі ту ж номінальну потужність Р1H і т. д. Відмінність лише в тому, що при з'єднанні трикутником лінійний струм в  раз більше (оскільки в  разів менше лінійна напруга).

Асинхронний двигун простий по конструкції, надійний в роботі, не вимагає кваліфікованого обслуговування, значно дешевше двигуна постійного струму і тому дуже поширений. Основний недолік АТ - у труднощі регулювання його швидкості обертання. До недавнього часу швидкість обертання регулювали тільки поступово зміною числа пар полюсів Р (В спеціальних двох-, трьох- і ЧОТИРИШВИДКІСНОМУ АТ з секційними обмотками). В останні 10-15 років в промисловості почали застосовуватися електроприводи з частотним регулюванням АД, в яких трифазне мережеве напруга 50 Гц за допомогою тиристорного перетворювача частоти (ТПЧ) перетворюється в трифазну напругу з плавно регульованою частотою f Сучасні ТПЧ дозволяють плавно змінювати швидкість обертання АД в кілька разів. З одним з таких перетворювачів можна ознайомитися в лабораторії електроприводу (ауд. 309) кафедри електротехніки.

У паспортних даних асинхронного короткозамкнутого двигуна завжди вказуються:

- P2H - номінальна потужність (механічна потужність, що знімається з вала двигуна при номінальному моменті навантаження МН),

- UH - Номінальна напруга,

- IH - номінальний струм ;

- f - частота напруги;

- nH - номінальна частота обертання:

- ?H - номінальний ККД,

- cos?H - номінальний коефіцієнт потужності.

За паспортними даними можна визначити:

л л

- М Н(Нм) з умови, що

де Р в кВт;

- - активну потужність, споживану з мережі при номінальному навантаженні;

- - повну потужність, споживану з мережі при номінальному навантаженні (КВ -А)

 Обробка результатів |  Порядок виконання роботи та вказівки з техніки безпеки


 Порядок виконання роботи та вказівки з техніки безпеки |  Обробка результатів |  Перехідні процеси в RC-ланцюга. |  Перехідні процеси в RL-ланцюга |  Перехідні процеси в послідовній RLC-ланцюга. |  Устаткування для проведення роботи і об'єкти дослідження. |  Порядок виконання роботи та вказівки з техніки безпеки |  Обробка результатів |  Лабораторна робота 12 |  Порядок виконання роботи та вказівки з техніки безпеки |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати