В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА И ТОК В ОБМОТКЕ РОТОРА

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Ток в обмотке ротора создается ЭДС, индуктируемой в этой об­мотке вращающимся магнитным полем машины. В большинстве слу­чаев ротор снабжен короткозамкнутой обмоткой, состоящей из N стерж­ней, замкнутых на торцевых сторонах кольцами. Между ЭДС, индук­тированными в двух соседних стержнях такой обмотки, имеет место сдвиг фаз В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска= 360° p/N. Можно считать, что число фаз короткозамк-нутого ротора равно числу стержней, N = т2, а число витков в каж­дой такой фазе w2 = 1/2.

В случае фазного ротора по отношению к его фазной обмотке, со­держащей w2 витков и выполненной изолированным проводом, можно применить вышеприведенное понятие обмоточного коэффициента ста­тора.

Примем, что вращающийся магнитный поток остается неизменным при любой нагрузке на валу двигателя вплоть до полной остановки ротора. Это следует из (14.11а) и (14.116), если принять Zo61 = 0.

Таким образом, пока ротор неподвижен, ЭДС, индуктируемую в каждой из фаз его обмотки, можно рассчитывать по той же формуле (14.116), что и ЭДС, индуктируемую в фазной обмотке статора, т. е.

E2H =4,44f В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска2kо62Фв, (14.12)

где для короткозамкнутого ротора w2 = 1/2; кобг = 1.

Но во время работы двигателя ротор вращается вслед за полем, что вызывает изменение частоты индуктируемой в его обмотке ЭДС. Чтобы определить эту частоту, мы можем воспользоваться выраже­нием (14.7) для определения частоты вращения поля: f = pn1/60. В случае вращающегося ротора вместо п1 нужно подставить разность п1п, так как вращающееся поле пересекает витки ротора только вследствие того, что он отстает от этого поля. Следовательно, частота ЭДС, индуктируемой в роторе, называемая частотой скольжения, будет:

Чтобы выразить эту частоту через частоту питающей сети f разде­лим и умножим правую часть формулы на п1, и так как

то окончательно частота скольжения

т. е. она равна частоте сети, умноженной на скольжение.

Следовательно, ЭДС фазной обмоткивращающегося ротора равна;

Е2 = 4,44/fs В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска2ko62Фв = E2Hs.

Эта ЭДС создает в каждой из фаз обмотки ротора ток

I2 = Е2/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска= Е2/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска,

где rв2 — активное сопротивление витков фазной обмотки ротора; Lpac2 — индуктивность рассеяния фазной обмотки ротора, т. е. ин­дуктивность, обусловленная той частью потокосцепления с фазной обмоткой ротора, которая не сцепляется с обмоткой статора. Полное сопротивление фазной обмотки ротора равно:

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

где активное сопротивление rв2 и индуктивность рассеяния Lpac 2 можно для упрощения считать не зависящими от скольжения. Следо­вательно, полное сопротивление фазной обмотки ротора возрастает с увеличением скольжения s. С учетом того, что E2Hs = Е2 получим:

I2 = Е2 Hs/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска= Е2H / В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска.

Ток в обмотке ротора увеличивается с увеличением скольжения вследствие возрастания в фазной обмотке ротора ЭДС Е2 = E2Hs, но одновременно увеличивается индуктивное сопротивление фазной обмотки ротора s В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаLpac2. Благодаря этому ток возрастает далеко не в такой мере, в какой увеличивается ЭДС фазной обмотки ротора. В частности, если принять при номинальной нагрузке s = 0,02, то при пуске двигателя, когда s = 1, ЭДС возрастает по сравнению с рабочими условиями в 50 раз, но ток при пуске будет больше номи­нального примерно только в 6,5 раза. Это дает возможность в совре­менных сетях пускать асинхронные двигатели без применения при­способлений, ограничивающих пусковой ток.

Источник

Тема: Влияние скольжения на ЭДС, сопротивление и ток ротора. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

ВЛИЯНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ НА ЭДС, СОПРОТИВЛЕНИЕ И ТОК РОТОРА

Частота вращения ротора асинхронного двигателя, остается неизменной до тех пор, пока вращающий момент двигателя М равен моменту сопротивления Мс, т. е. пока М = Мс.

При увеличении нагрузки на валу двигателя (увели­чении Мс) уменьшается частота вращения ротора, а зна­чит, увеличивается его скольжение по формуле (8.2).

Значение ЭДС Е2, индуцируемой в роторе вращающим­ся магнитным полем, пропорционально скорости (частоте) пересечения этим полем проводников обмотки ротора. При неподвижном роторе эта частота равна частоте вращения поля n1, а при вращающемся роторе — разности частот вращения поля и ротора п1—п2. Поэтому Е В результате чего уменьшается эдс ротора после запускап1; Е2 В результате чего уменьшается эдс ротора после запускап1—п2 и Е22п = (п1—п2)/п1. Учитывая формулу (8.2), получаем

где Е — действующее значение ЭДС одной фазы не­подвижного ротора. Значение ЭДС, индуцируемой в обмотке ротора вращающимся магнитным полем, прямо пропорционально скольжению двигателя (1). При холо­стом ходе двигателя ЭДС близка к нулю, так как s В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска0.

К асинхронному двигателю применима формула (7.2) для трансформаторной ЭДС, по которой можно рассчи­тать значение Е

Активное сопротивление обмотки ротора R2 зависит от материала проводников обмотки, их длины,

сечения и практически не изменяется при изменении частоты ЭДС.

При холостом ходе двигателя это сопротивление близко к нулю, так как близки к нулю частота f2 и скольжение.

Значение индуктивного сопротивления обмотки ротора двигателя прямо пропорционально скольжению (2).

Изменение индуктивного сопротивления ротора изме­няет фазу тока.

сos ѱ2 = R2/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска= R2/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска. (8.6)

По закону Ома и с учетом формул (8.4) и (8.5)

I1 = E2/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска= s E2н/ В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска. (8-7)

При холостом ходе двигателя ток ротора близок к нулю.

ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

При взаимодействии тока ротора с вращающимся маг­нитным полем статора создается электромагнитный мо­мент М двигателя.

Реактивная мощность характеризует интенсивность обмена энергией между источником и двигателем, а активная мощность — интенсивность необратимого про­цесса преобразования электрической энергии в механи­ческую. Пренебрегая потерями, можно записать М В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаР2 = Е2I2 cosѰ2 . По формуле (7.2) Е2 В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаФ, поэтому

Ранее отмечалось, что частота вращения двигателя остается неизменной, пока вращающий момент равен моменту сопротивления: М = МС. При уменьшении Мс это равенство нарушается, становится М > Мс, что приво­дит к ускорению вращения ротора, т. е. к увеличению его частоты п2 и уменьшению скольжения s = n1—n2. В результате уменьшается ток ротора I2 по формуле (8.7), значит, уменьшается вращающий момент по формуле (8.8). Этот процесс закончится, когда момент, развивае­мый двигателем, станет равным моменту сопротивления, т. е. восстановится равенство М = Мс. Свойство автома­тического установления равновесия между статическим моментом сопротивления и преодолевающим его моментом двигателя называется саморегулированием.

Магнитный поток двигателя, как и трансформатора, остается практически постоянным при любой нагрузке, поэтому из формулы (8.8) следует, что М В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаI2 cos Ѱ2. Используя формулы (8.6) и (8.7), получаем M В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаE2HR2/( В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска/s + s В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска). (8.9)

При s = 0 (n2 = n1) работа двигателя невозможна, так как отсутствует вращающий момент. При s = В результате чего уменьшается эдс ротора после запускавра­щающий момент также обращается в нуль. Таким обра­зом, с увеличением скольжения от нуля вращающий мо­мент двигателя увеличивается, достигает максимума, а с дальнейшим возрастанием s до бесконечности уменьшает­ся, стремясь к нулю.

Задаваясь разными значениями скольжения, можно построить график зависимости M(s), который приведен на рис. 8.12. На графике выделены три вращающих мо­мента: номинальный Мном (соответствующий режиму длительной работы, при котором двигатель не перегревает­ся сверх установленной температуры), максимальный Мmах и пусковой момент МП, развиваемый двигателем при не­подвижном роторе, т. е. при п2 = 0, s = 1.

Обычно асинхронный двигатель рассчитывают так, чтобы пусковой момент превышал номинальный, т. е. чтобы обеспечивался запуск двигателя при номинальной нагруз­ке. Отношение пускового момента к номинальному на­зывается кратностью пускового момента:

Kп= МПном. Для двигателей с короткозамкнутым ротором Кп= 1,1. 1,8.

Работа двигателя может быть устойчивой лишь на участке ОА (рис. 8.12), когда увеличение нагрузки на вал двигателя, приводящее к увеличению скольжения, будет компенсировано ростом вращающего момента. Если же момент сопротивления на валу двигателя превысит Mmаx, то двигатель остановится, так как с ростом скольжения на участке АВ вращающий момент уменьшается.

Отношение максимального момента к номинальному Кмmax/Mном называется перегрузочной способ­ностью двигателя. Асинхронные двигатели общего при­менения имеют перегрузочную способность в пределах 1,7. 2,5. Работа машины с моментом, превышающим но­минальный, допустима лишь кратковременно, иначе срок службы машины сокращается из-за ее перегрева.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаЗависимость частоты вращения двигателя п2 от момен­та на валу (или мощности) называется механической характеристикой двигателя (рис. 8.13).

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Частота вращения двигателя зависит не только от нагрузки, но и от напряжения сети, так как при умень­шении напряжения уменьшается магнитный поток Ф, что приводит, по формуле (8.8), к уменьшению вращающего момента двигателя.

При уменьшении напряжения пропорционально ему уменьшается не только магнитный поток Ф, но и ток ротора I2, поэтому из формулы (8.8) следует, что вращающий момент двигателя пропорционален квадрату напряжения (1). Этим можно объяснить, что нередко при пониженном напряжении сети двигатель не запускается под нагрузкой.

Чувствительность асинхронных двигателей к колеба­ниям напряжения сети и малый пусковой момент являют­ся недостатками этих двигателей в сравнении с двигателя­ми постоянного тока. С другой стороны, зависимость вращающего момента (а значит, и частоты вращения) дви­гателя от напряжения позволяет осуществлять регулиро­вание частоты вращения двигателя путем изменения на­пряжения на его зажимах.

Нередко момент на валу двигателя (Н • м) выражают по известной из механики формуле

М = Р/ω = Р • 60/2πn = 9,55Р/п,

где Р — мощность на валу, Вт; ω — угловая частота.

При работе асинхронного двигателя имеют место по­тери энергии, снижающие его КПД. Эти потери состоят из электрических Рэ, магнитных Рм и механических Рмех по­терь. Причины существования электрических и магнитных потерь асинхронных двигателей такие же, как и у транс­форматоров, аналогичны и пути борьбы с ними.

Механические потери обусловлены трением в подшипниках и о воздух вращающихся частей двигателя.

В зависимости от значения мощности двигателя КПД при номинальной нагрузке может быть 0,83—0,95 (верхний предел соответствует двигателям большей мощ­ности).

ПУСК И РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Ток, потребляемый двигателем из сети в начальный мо­мент пуска, называется пусковым током Iп, а потреб­ляемый при номинальной нагрузке — номинальным током Iном.

Исходя из формулы (8.7), делаем вывод о том, что пусковой ток (при s = 1) значительно больше номинально­го. В зависимости от конструкции двигателя пусковой ток превышает номинальный в 5—7 раз.

Пусковой ток не представляет опасности для двигате­ля, так как он непродолжителен. Однако значительный бросок тока при пуске двигателя влияет на питающую сеть, вызывая в ней резкие колебания напряжения, что отражается на работе приемников. Поэтому в большин­стве случаев прямое включение асинхронных двигателей в сеть применяют при мощности двигателя не более 15— 20 кВт, когда бросок тока при пуске относительно небольшой.

Для более мощных двигателей применяют другие спо­собы пуска, например при пониженном напряжении, что уменьшает пусковой ток. Для этих целей применяют автотрансформаторы.

Значение пускового тока двигателя можно уменьшить, изменив сопротивление обмотки ротора R2.

Из формулы (8.7) следует, что пусковой ток двигателя, который пропорционален току ротора, может быть умень­шен путем увеличения активного сопротивления обмотки ротора на время пуска двигателя. Это осуществляют, включая в цепь ротора дополнительное регулируемое сопротивление Rп, (пусковой реостат), которое по мере разгона ротора уменьшают и в конце пуска сводят к нулю (рис. 8.14). Обмотку ротора выполняют фазной, соединен-

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запускаРис. 8.14

ной звездой. Концы обмотки ротора выводят во внешнюю цепь через контактные кольца и щетки (см. рис. 8.11), которые на рис. 8.14 не показаны.

Применение пускового реостата позволяет также, согласно формуле (8.9), увеличить пусковой момент МП, двигателя, что важно при тяжелых условиях запуска дви­гателя (например, под нагрузкой).

А как регулировать частоту вращения двигателя?

По формуле (8.9) изменение R2 приводит к изменению вращающего момента и в соответствии с механической характеристикой двигателя (см. рис. 8.13) — к изменению частоты вращения ротора п2. Изменение R2 осуществляет­ся путем введения в цепь ротора регулировочного реоста­та, подобного пусковому реостату, но рассчитанного на длительный режим работы. Этот способ экономически невыгоден из-за потерь энергии на нагрев реостата. Например, при уменьшении частоты вращения ротора в два раза эти потери составляют половину мощности двигателя, что резко снижает его КПД.

Регулирование частоты вращения ротора двигателя осуществляется также путем изменения числа пар полюсов статора или изменением частоты источника.

Изменение частоты переменного тока дает плавное регулирование частоты вращения ротора, но требует при­менения преобразователей частоты. В связи с бурным развитием промышленной электроники, позволяющей по­лучать мощные и простые преобразователи частоты, этот способ является перспективным.

Источник

А) Частота ЭДС и тока ротора

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

При неподвижном роторе частота ЭДС f2 равна частоте сети f.

При вращающемся роторе частота ЭДС ротора зависит от частоты вращения магнитного поля относительно вращающегося ротора, которая определяется соотношением:

Тогда частота ЭДС вращающегося ротора:

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска.

Частота ЭДС ротора изменяется пропорционально скольжению и в режиме двигателя имеет наибольшее значение в момент пуска в ход.

Пусть при f=50Гц, номинальное скольжение Sн=2%. Тогда при номинальной частоте вращения ротора f2=f×Sн=1Гц.

Таким образом, в обмотке ротора асинхронной машины частота наводимой ЭДС зависит от частоты вращения ротора.

Источник

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Конструкция асинхронного электродвигателя

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска,

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же Uл=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз Uф=Uл=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Схема соединения обмоток, наименование фазы и выводаОбозначение вывода
НачалоКонец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фазаU1U2
вторая фазаV1V2
третья фазаW1W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фазаU
вторая фазаV
третья фазаW
точка звезды (нулевая точка)N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый выводU
второй выводV
третий выводW
Схема соединения обмоток, наименование фазы и выводаОбозначение вывода
НачалоКонец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фазаC1C4
вторая фазаC2C5
третья фазаC3C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фазаC1
вторая фазаC2
третья фазаC3
нулевая точка0
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый выводC1
второй выводC2
третий выводC3

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Реверсивная схема

Недостатком прямой коммутации обмоток асинхронного электродвигателя с сетью является наличие больших пусковых токов, во время запуска электродвигателя.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

В задачах, где не требуется регулировка скорости электродвигателя во время работы для уменьшения пусковых токов используется устройство плавного пуска.

Устройство плавного пуска защищает асинхронный электродвигатель от повреждений вызванных резким увеличением потребляемой энергии во время пуска путем ограничения пусковых токов. Устройство плавного пуска позволяет обеспечить плавный разгон и торможение асинхронного электродвигателя.

Устройство плавного пуска дешевле и компактнее частотного преобразователе. Применяется там, где регулировка скорости вращения и момента требуется только при запуске.

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

До широкого распространения частотных преобразователей асинхронные двигатели средней и большой мощности делали с фазным ротором. Трехфазные асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР) обычно применяли в устройствах с тяжелыми условиями пуска, например в качестве крановых двигателей переменного тока, или же для привода устройств, требующих плавного регулирования частоты вращения.

Конструкция АДФР

Фазный ротор

Конструктивно фазный ротор представляет из себя трехфазную обмотку (аналогичную обмотки статора) уложенную в пазы сердечника фазного ротора. Концы фаз такой обмотки ротора обычно соединяются в «звезду», а начала подключают к контактным кольцам, изолированным друг от друга и от вала. Через щетки к контактным кольцам обычно присоединяется трехфазный пусковой или регулировочный реостат. Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструкцию, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором, однако обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами.

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Статор АДФР

Статор асинхронного двигателя с фазным ротором по конструкции не отличается от статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Обозначение выводов вторичных обмоток трехфазного АДФР

Схема соединения обмоток, наименование фазы и выводаОбозначение вывода
НачалоКонец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фазаK1K2
вторая фазаL1L2
третья фазаM1M2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фазаK
вторая фазаL
третья фазаM
точка звезды (нулевая точка)Q
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый выводK
второй выводL
третий выводM
Схема соединения обмоток, наименование фазы и выводаОбозначение вывода
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фазаР1
вторая фазаР2
третья фазаР3
нулевая точка0
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый выводР1
второй выводР2
третий выводР3

Пуск АДФР

В результате чего уменьшается эдс ротора после запуска

Пуск двигателей с фазным ротором производится с помощью пускового реостата в цепи ротора.

Применяются проволочные и жидкостные реостаты.

Металлические реостаты являются ступенчатыми, и переключение с одной ступени на другую осуществляется либо вручную с помощью рукоятки контроллера, существенным элементом которого является вал с укрепленными на нем контактами, либо же автоматически с помощью контакторов или контроллера с электрическим приводом.

Жидкостный реостат представляет собой сосуд с электролитом, в котором опущены электроды. Сопротивление реостата регулируется путем изменения глубины погружения электродов [3].

Для повышения КПД и снижения износа щеток некоторые АДФР содержат специальное устройство (короткозамкнутый механизм), которое после запуска поднимает щетки и замыкает кольца.

При реостатном пуске достигаются благоприятные пусковые характеристики, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов. В настоящее время АДФР заменяются комбинацией асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и частотным преобразователем.

Источник


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *