Построить естественную механическую характеристику двигателя постоянного тока

7.5 Пуск асинхронных двигателей

Пуск
асинхронного двигателя сопровождается
переходным процессом, обусловленным
переходом ротора, и механически связанных
с ним частей исполнительного механизма,
из состояния покоя в состояние
равномерного вращения, когда вращающий
момент двигателя уравновешивается
суммой противодействующих моментов,
действующих на ротор двигателя.

Пусковые
свойства двигателя определяются
значениями пускового тока
пускового моментаМп.

Двигатель,
обладающий хорошими пусковыми свойствами,
развивает значительный пусковой момент
при сравнительно небольшом пусковом
токе. Однако получение такого сочетания
пусковых параметров в асинхронном
двигателе сопряжено с определенными
трудностями, а иногда оказывается
невозможным. Пусковой ток может превышать
номинальный в 5-7 раз, что неблагоприятно
влияет на работу как самого двигателя,
так и других потребителей за счет
снижения напряжения сети, что уменьшает
пусковой момент и увеличивает время
пуска. Для улучшения пусковых свойств
необходимо предпринять меры для
увеличения пускового момента с
одновременным ограничением пускового
тока.

Различают несколько
способов пуска асинхронных двигателей:

1.
Прямой
пуск

– прямым
включением в сеть на полное номинальное
напряжение двигателя – применяется
для большинства двигателей малой
и средней мощности с
короткозамкнутым ротором.

Этот
способ пуска, отличаясь простотой,
имеет существенный недостаток: в момент
подключения двигателя к сети в обмотке
статора возникает большой пусковой
ток, в 5-7 раз превышающий номинальный
ток двигателя. При небольшой инерционности
исполнительного механизма частота
вращения двигателя быстро достигает
установившегося значения и пусковой
ток спадает, не вызывая перегрева
обмотки статора. Но такой значительный
бросок тока в питающей сети может
вызвать падение напряжения.

2.
Пуск
при пониженном напряжении

применяется
для двигателей с короткозамкнутым
ротором при отсутствии нагрузки на его
валу. Для понижения напряжения при
пуске обмотки статора переключают из
схемы соединения «треугольник» на
схему соединения «звезда», что приводит
с уменьшению напряжения на обмотке в
раз. При этом пусковой ток и вращающий
момент уменьшаются в три раза.

Универсальным
является способ пуска понижением
подводимого к двигателю напряжения
посредством дросселей, а также пуск
двигателя через автотрансформатор. В
последнем случае пусковой ток двигателя,
измеренный на выходе автотрансформатора,
уменьшается на коэффициент трансформации
автотрансформатора.

3.
Пуск
с помощью пускового реостата,
включенного в цепь ротора, применяется
только для двигателей с фазным ротором.
Трехфазный пусковой реостат, включенный
по схеме «звезда» включают последовательно
с обмоткой ротора через щетки и кольца,
в результате сопротивление цепи ротора
увеличивается, а пусковой ток уменьшается.
Изменение сопротивление пускового
реостата обеспечивает разгон двигателя
при максимальных моментах, что важно
при пуске двигателя под нагрузкой. Недостатками
пусковых свойств двигателей с фазным
ротором являются сложность,
продолжительность и неэкономичность
пусковой операции

Недостатками
пусковых свойств двигателей с фазным
ротором являются сложность,
продолжительность и неэкономичность
пусковой операции.

Кроме
пусковых значений тока и момента
пусковые свойства двигателей оцениваются
еще и такими показателями: продолжительность
и плавность пуска; сложность пусковой
операции и экономичность (стоимость и
надежность пусковой аппаратуры).

Доверяйте все работы профессионалам

Если Вы купили электродвигатель, его монтажом, техническим обслуживанием или ремонтом могут заниматься только специалисты с соответствующим уровнем технической подготовки.

Менять самостоятельно обмотку или заменять потоки направляющей энергии в полюсах нельзя. Вы автоматически потеряете гарантию производителя и последующий ремонт, возможно капитальный, будете проводить за свой счет.

Производители электродвигателей предлагают потребителям огромный ассортимент электродвигателей с разной мощностью и скоростью вращения вала. Из такого разнообразия, наверняка, можно выбрать электродвигатель, который будет полностью соответствовать Вашим требованиям, и выполнять поставленные задачи.

При покупке электродвигателя в компании «РДЭ» Вы можете получить консультацию продавца по подбору электродвигателя с любым количеством полюсов по тел. (495) 668 32 90.

В данное статье речь пойдет о расчете таких технических характеристик асинхронного электродвигателя, которые не приводятся на щитке электродвигателя, а именно: число пар полюсов (число пар катушек на фазу), скольжение при номинальной нагрузке, полной мощности, активной мощности и потере в двигателе при номинальной нагрузке.

На щитке асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа АИР71В4У2 имеются следующие обозначения:

  • ∆/Y – схема соединения обмоток двигателя;
  • 220/380 В; 3,4/1,94 А — при схеме соединения обмоток статора в треугольник, мы должны подключатся к напряжению 220 В, при схеме соединения обмоток статора в звезду подключаем напряжение 380 В, соответственно и переменный ток будет равен для соединения в треугольник при напряжении 220 В – 3,4 А, а при схеме соединения в звезду – 1,94 А.

Проверить данные по току, можно рассчитав по формулам:

Для схемы соединения треугольник:

Для схемы соединения звезда:

  • 0,75 кВт – номинальная (полезная) мощность;
  • n2 = 1350 об/мин – частота вращения электродвигателя при номинальной нагрузке в минуту;
  • КПД = 75 % — коэффициент полезного действия, характеризуется отношением номинальной (полезной) мощности развиваемой на валу, к активной мощности, потребляемой им из сети. Определяется по формуле:

сosϕ = 0,78 – коэффициент мощности, для вычисления его достаточно активную мощность Р, разделить на полную мощность S:

Разобравшись какие технические данные представлены на щитке двигателя, перейдем теперь непосредственно к определению величин, о которых шла речь в начале статьи.

1. Определяем число пар полюсов по формуле:

Если нужно знать количество полюсов, формула будет иметь такой вид:

где: f = 50 Гц – частота переменного тока;

2. Определяем скольжение при номинальной нагрузке:

где: n1 – синхронная скорость двигателя, зависящая от числа пар полюсов, так для одной пары полюсов – 3000 об/мин, для двух пар – 1500 об/мин, для трех пар – 1000 об/мин.

3. Определяем полную мощность двигателя при номинальной нагрузке:

4. Определяем активную мощность, потребляемая двигателем при номинальной нагрузке:

5. Определяем потери в двигателе при номинальной нагрузке:

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Выбор мощности трансформатора собственных нужд 6(10)/0,4 кВ строго соответствует методике расчета.

Требуется выбрать трансформаторы тока (ТТ) типа ТОЛ-СЭЩ-10 на напряжение 6 кВ устанавливаемые в ячейку.

Потеря напряжения в трехфазной линии с несколькими нагрузками вдоль линии определяется как сумма потерь.

В данной статье я буду рассматривать 2 примера определения потери напряжения в воздушной линии 10 кВ.

Выбор сечения кабеля на напряжение до 1000 В независимо это электродвигатель или другая нагрузка. Сводится.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных. Политика конфиденциальности.

Задача №1

Дано:

Построить естественную и искусственную
механические характеристики ω = f(M) для асинхронного двигателя, имеющего
данные: Рн = 11 кВт, Iн = 41 А, Е = 179 В, ωн
= 95,3 рад/с, Мкрн = 2,5. Добавочное сопротивление в
цепи ротора для получения искусственной характеристики Rд = 0,1 Ом.

Решение:

Определяем номинальный момент:

115,42 Н/м;

Определяем критический момент:

288,56 Н/м;

Определяем скорость холостого хода:

104,72 рад/с;

где      f — частота питающей сети, Гц;

р — число пар полюсов;

Определяем номинальное
скольжение:

0,09;

Определяем
критическое скольжение:

0,43

где      λ
перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Изменяя значение скольжений s от
1 до 0, по формуле  рассчитывают
значения момента, а по формуле w = wо(1 — s)
рассчитывают значения угловой скорости w и заполняем таблицу:

s

1,00

0,90

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

M

209

224,82

240

257

273

285,41

287

270

220

127

ω

0,00

10,47

20,9

31,4

41,89

52,36

62,8

73,3

83,7

94,2

104,7

sи

1,44

0,12

0,10

0,09

0,08

0,06

0,05

0,04

0,03

0,01

Ми

158

145,56

131

116

100

84,87

68,4

51,6

34,5

17,3


Задача №2

Дано:

Определить число пусковых ступеней- m  и величину сопротивления каж­дой
ступени, двигателя постоянного тока последовательного возбуждения  при условии,
что I1* = 2, I2* = 1,35.
Данные двигателя: Рн = 16 кВт, Uн = 220В, ηн= 0,81,IН = 89 А, ωн = 68
рад/с.

Данные универсальной характеристики:

I*

0,4

0,6

1

1,4

1,8

2

2,4

ω*

1,6

1,2

1

0,85

0,75

0,7

0,65

Решение:

Количество
ступеней пускового реостата не задано, но исходя из мощности заданного
двигателя, предполагаем, что m=2.

Определяем
внутреннее сопротивление двигателя:

0,35 Ом;

Определяем
общее сопротивление пускового реостата:

0,88 Ом;

при = 0 –
скорость в момент пуска.

Определяем
значение искусственной скорости при пусковом токе:

28,38 рад/с;

где      47,6 рад/с;

            70,52 рад/с – величины скоростей полученные
при помощи универсальных характеристик.

Определяем
сопротивление второй ступени:

0,36 Ом;

Определяем
значение искусственной скорости второй ступени:

53,5 рад/с;

При
заданных моментах вторая ступень используется недостаточно эффективно, поэтому
полагаем возможным уменьшить пусковой ток до 1,95.

Как выбрать хорошие семечки

Самым действенным способом является выращивание тыквы, а затем выбирание из неё семян. Но если нет места, где выращивать овощи, то семечки можно приобрести на рынке

В этом случае необходимо обратить особое внимание на некоторые нюансы:

  1. Семечки для последующей очистки должны быть хорошо высушены.
  2. У сырых семян шелуха мягкая.
  3. Не должно ощущаться присутствие запаха прелости. Если он есть, то ядра поражены и имеют горький вкус.
  4. Семечки должны быть хорошо промыты. Чтобы это проверить, необходимо намочить пальцы и прощупать семена. Если ядра плохо промыты, то они будут прилипать к рукам.
  5. На остатках мякоти легко поселяются плесневые грибы, хранение таких семечек очень затруднено.
Быстрая чистка подсолнуха,  машина для выбивания семечекБыстрая чистка подсолнуха, машина для выбивания семечек

Получение сырых очищенных ядер

Семена тыквы активно применяются для лечения многих заболеваний. Их нужно употреблять в маленьких количествах. В сутки достаточно съесть 10 г семян. Такое количество очистить руками не составит труда. Но если нужно подготовить ядра для нескольких человек, то может возникнуть проблема следующего рода: как очистить тыквенные семечки в домашних условиях. Для решения этой задачи подойдет следующий способ:

  1. Тыкву необходимо разрезать пополам и очистить от семян.
  2. Семена очистить от мякоти, промыть под проточной водой с применением дуршлага.
  3. Далее воду необходимо слить, потом выложить семечки на противень или клеенку в один слой.
  4. Периодически помешивая, семенам надо дать высохнуть.

Если для просушки применять термическую обработку, то это уничтожит полезные компоненты в продукте. Поэтому для предварительной просушки ядер тыквы нежелательно применять высокие температуры. Идеальная сушка считается вблизи отопительных приборов или на солнце. Если просушка происходит в духовке, то температура должна быть выставлена на минимум, а дверца приоткрыта. По ощущениям воздух в духовке не должен обжигать руку.

Линия  шелушения ядра подсолнухаЛиния шелушения ядра подсолнуха

Как почистить тыквенные семечки от кожуры:

  1. Для этого их нужно взять за утолщенный край.
  2. Ножницами наискосок срезаются участки, где боковины кожуры соединяются между собой.
  3. Срез начинается от середины ядра.
  4. Затем нужно перевернуть семечку срезанной частью вниз и, аккуратно надавливая на боковые стенки, извлечь ядро.
  5. У хорошо просушенных продуктов семечки без труда отделяются от шелухи.

Если ядра тыквы используются без лечебного эффекта, то их можно пожарить. В этом случае кожура становится хрупкой и легко усваивается.

Производство растительного масла | Почему масло холодного отжима лучше?Производство растительного масла | Почему масло холодного отжима лучше?

Как очистить семечки в больших количествах

Быстро освободить ядро от шелухи в больших количествах можно следующим методом:

  1. Необходимо приобрести сорт тыквы с крупными семенами или готовые сырые семечки.
  2. Они эффектно смотрятся в выпечке, хорошо отделяются от шелухи.
  3. У тыквы необходимо срезать верхушку ножом, далее при помощи большой металлической ложки достать семена наружу.
  4. Их следует хорошо промыть в теплой воде, затем очистить.
  5. Все волокна должны быть удалены.
  6. Если нет проточной воды, то материал можно замочить в большой ёмкости, при этом несколько раз менять воду.
  7. Далее семена следует разложить на металлическом подносе, пергаментной бумаге или клеёнке небольшим слоем.
  8. Ядра должны как следует просохнуть.
  9. Нежелательно применять обыкновенную бумагу для подстилки, потому что семена к ней прилипнут.
  10. Обычной скалкой для теста необходимо раскатать слой таким образом, чтобы нарушилась оболочка, но при этом не повредились ядра.
  11. В кастрюлю большого объема надо залить воду. Расчёт следующий: 1 л жидкости на 480 г неочищенных семян.
  12. Ёмкость необходимо установить на плиту. На среднем огне довести до кипения.
  13. Просушенные семена засыпать в кастрюлю, закрыть крышкой и дать покипеть от 25 до 35 минут.
  14. Продолжительность обработки зависит от того, как быстро лопнувшая кожура всплывёт наверх. Очищенные ядра останутся на дне кастрюли.

1.Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей

  1. Жесткостьмеханических
    характеристик

  2. Естественная
    механическая характеристика двигателя
    постоянного тока параллельного
    возбуждения

  3. Естественная
    механическая характеристика двигателя
    постоянного тока последовательного
    возбуждения

  4. Естественная
    механическая характеристика асинхронного
    двигателя

  5. Механическая
    характеристика синхронного двигателя.
    Область
    применения синхронных двигателей на
    судах

Механической
характеристикой двигателя, независимо
от рода тока, называют зависимость
угловой скорости вала электродвигателя
ω (далее – двигателя) от электромагнитного
момента двигателя
,
т.е зависимость ω ().

Здесь
следует сделать важное замечание: в
соответствии с уравнением моментов, в
установившемся режиме
=,
электромагнитный момент двигателя
уравновешивается
статическим
моментом
(моментом
сопротивления)
механизма. Это означает, что величина
электромагнитного момента двигателя
полностью зависит от момента механизма

чем больше тормозной момент механизма,
тем больше вращающий момент двигателя,
и наоборот

То
есть, для
любого двигателя входной величиной
является момент механизма, а выходной
– его скорость
.

Скорость
почти всех электродвигателей является
убывающей функцей момента двигателя,
то есть с увеличением момента скорость
уменьшается . Но степень изменения
скорости у разных электродвигателей
различна и характерезуется
параметром

жесткость
механические
характеристик.

Жёсткость
механические
характеристик электропривода

β
это
отношение разности электромагнитных
моментов двигателя при разных скоростях
к соответствующуй разности угловых
скоростей электропривода.

β
= (М2
М
1)/(
ω2

ω1)=
Δ/ Δω

Обычно
на рабочих участках механические
характеристикиэлектродвигателей
имеют отрицательную жёсткость β
<
0, так как( ω2<
ω1,

М1<
М
2)
при большей скорости электромагнитный
момент меньше.

Различают
естественные и искусственные механические
характеристики электродвигателей.

Естественнаямеханическая
характеристика –
это
зависимость ω(),
снятаяпри
нормальных условиях работы двигателя,
т.е. при номинальных параметрах

питающей сети и
отсутствии добавочных резисторов
в
цепях обмоток двигателей.

К
параметрам питающей сети относятся:
при постоянном токе – напряжение, при
переменном токе – напряжение и частота
тока.

Характеристики,
снятые при условиях, отличных
от нормальных
,
называют искусственными.

Искусственныехарактеристики
можно получить путем изменения параметров
двигателя, например, путем введения
резисторов
в цепь обмотки якоря двигателя постоянного
тока или в цепь обмотки ротора асинхронного
двигателя, либо изменением параметров
питающей сети, т.е. напряжения и частоты
переменного тока.

Каждый
электродвигатель имеет одну
естественную

и множество
искусственных

характеристик. Число искусственных
характеристик зависит от числа ступеней
регулирующего элемента, например, числа
ступеней регулировочного реостата в
цепи обмотки якоря двигателя постоянного
тока. Если у двигателя таких ступеней
– пять, то такой двигатель имеет шесть
характеристик – пять искусственных и
одну естественную.

Искусственные
механические характеристики применяются
для получения таких
режимов работы двигателя, как регулирование
скорости, реверс,
электрическое
торможение,
и др.

Рассмотрим
естественн
ые

механические характеристики двигателей
разных типов.

Рис.
10.1 Естественная механическая (а) и
угловая (б) характеристики синхронного
двигателя; θ – угол отставания оси
ротора от оси магнитного поля обмотки
статора

Изменение скорости электродвигателей

Различают
два вида изменения скорости электродвигателя:

  1. естественное;

  2. искусственное.

Под
естественным
понимают
изменение скорости электродвигателя,
возникшее в результате изменения
статического момента механизма.

При
естественном изменении скорости
электродвигатель работает на своей
естественной механической характеристике.

Под
искусственным
понимают изменение скорости
электродвигателя, возникшее в результате
изменения параметров питающей сети или
самого электродвигателя при помощи
схемы управления электродвигателя.

Подизменением
параметров сети понимают
:

  1. на
    постоянном токе – напряжение питающей
    сети;

  2. на
    переменном токе — напряжение и частота
    питающей сети.

Под
изменением параметров электродвигателя
понимают
:

  1. на
    постоянном токе – изменение сопротивления
    цепи обмотки якоря или параллельной
    (независимой) обмотки возбуждения;

  2. на
    переменном токе — изменение сопротивления
    цепи обмотки статора или обмотки фазного
    ротора.

Если
многоскоростной асинхронный двигатель
имеет на статоре несколько обмоток
(обычно 2….3) с разным числом пар
электромагнитных полюсов, то механические
характеристики, соответствующие работе
двигателя на каждой скорости, являются
естественными.

При
искусственном изменении скорости
электродвигатель работает на искусственной
механической характеристике.

Искусственные
механические характеристики

предназначены

для изменения (регулирования) скорости
электродвигателя в соответствии с
технологическими особенностями работы
механизма. Например, электроприводы
грузовых лебедок на постоянном токе
могут иметь до 6 скоростей, на переменном
токе – обычно 3 скорости.

Следует
сделать важное замечание: при работе
двигателя на искусственной характеристике
одновременно может происходить и
естественное изменение скорости
электродвигателя вследствие изменения
статического момента механизма. Например,
при выбирании якоря при помощи ЯШУ
скорость электродвигателя, работающего
на искусственной характеристике вначале
может быть большой, а затем, по мере
увеличения натяжения якорь-цепи, будет
постепенно уменьшаться, вплоть до полной
остановки электродвигателя с его
переходом в режим стоянки под током

Например,
при выбирании якоря при помощи ЯШУ
скорость электродвигателя, работающего
на искусственной характеристике вначале
может быть большой, а затем, по мере
увеличения натяжения якорь-цепи, будет
постепенно уменьшаться, вплоть до полной
остановки электродвигателя с его
переходом в режим стоянки под током.

При
естественном изменении скорости
возникает процесс саморегулирования
элекродвигателей постоянного и
переменного тока.

Любое
изменение статического момента механизма
(т.е. механической нагрузки на валу
рабочего органа электропривода)
автоматически приводит к такому же
изменению электромагнитного момента
двигателя в результате возникающего
при этом процесса саморегулирования
электродвигателя.

Под
саморегулированием понимают автоматическое
изменение электромагнитного момента
двигателя вследствие изменения момента
сопротивления механизма.

7.1. Принцип действия асинхронного двигателя

Двигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели (АД) в свою очередь делятся на двух и трехфазные, из которых в качестве исполнительных двигателей в системах автоматического управления в основном применяются маломощные двигатели до 300 Вт.

Их преимущества перед ДПТ: малая инерционность, бесконтактность, дешевизна.

Их недостатки в сравнении с ДПТ: большие тепловые потери, малый пусковой момент, нелинейные характеристики.

Принцип действия рассмотрим на примере двухфазного асинхронного двигателя, с полым ротором в виде алюминиевого стакана. На статоре этого двигателя расположены две обмотки. Эти обмотки расположены на магнитопроводе под углом 90 друг к другу. На эти обмотки подаются синусоидальные напряжения, сдвинутые по фазе на 90 друг к другу. Под действием этих напряжений в обмотках протекают токи I1, I2, также синусоидальные и сдвинутые по фазе на 90. Будем считать, что амплитуды их равны. Эти токи, в свою очередь, создают в магнитопроводе два пульсирующих вектора магнитной индукции и, соответственно два магнитных потока, равных по амплитуде и сдвинутые по фазе на 90 друг к другу в пространстве и времени. Они суммируются, и создается результирующий магнитный поток, имеющий постоянную амплитуду и вращающийся по окружности с частотой w, где w=2p¦, а ¦частота сети.

Рассмотрим получение кругового вращающегося магнитного поля в случае двухфазной системы (рис. 70).

Рис. 70. Двухфазная система

При пропускании через катушки гармонических токов каждая из них в соответствии с вышесказанным будет создавать пульсирующее магнитное поле. Векторы ВА и ВВ, характеризующие эти поля, направлены вдоль осей соответствующих катушек, а их амплитуды изменяются также по гармоническому закону. Если ток в катушке В отстает от тока в катушке А на 90, то ВА= Вmsin(wt) и ВВ= Вmsin(wt-90).

Найдем проекции результирующего вектора магнитной индукции Вна оси x и y декартовой системы координат, связанной с осями катушек:

Модуль результирующего вектора магнитной индукции в соответствии с рис. 70 равен,

при этом для тангенса угла a , образованного этим вектором с осью абсцисс, можно записать

, откуда a=wt.

Полученные соотношения показывают, что вектор результирующего магнитного поля неизменен по модулю и вращается в пространстве с постоянной угловой частотой , описывая окружность, что соответствует круговому вращающемуся полю.

Симметричная трехфазная система катушек также позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле. Рис. 71. Каждая из катушек А, В и С при пропускании по ним гармонических токов создает пульсирующее магнитное поле. Катушки питаются трехфазной системой токов с временным сдвигом по фазе на 120. Поэтому для мгновенных значений индукций катушек имеют место соотношения

; ; .

Произведя аналогичные расчеты, получим, что модуль результирующего вектора магнитной индукции равен В=1,5 Вm, и также вращается в пространстве с постоянной угловой частотой ,

Рис. 71. Трехфазная система

Силовые линии вращающегося магнитного поля пересекают ротор двигателя, выполненный, например, в виде алюминиевого стакана. В материале ротора наводятся вихревые токи, которые взаимодействуют с вращающимся магнитным потоком статоре и создают движущий момент. Под действием этого момента ротор начинает раскручиваться и набирает скорость до тех пор, пока движущий момент не будет уравновешен моментом, создаваемым нагрузкой.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя всегда меньше скорости вращения поля, так как в случае их равенства результирующий магнитный поток будет неподвижен относительно ротора, вихревых токов не будет, и, следовательно, не будет движущего момента. Поэтому двигатель называется асинхронным. Величина отставания скорости вращения ротора от скорости вращения поля характеризуется скольжением.

При заторможенном роторе S=1, в идеальном случае при вращении со скоростью поля S=0.

Используются различные конструкции ротора АД. Есть трехфазные АД с фазным ротором, при этом на роторе также намотаны три, пространственно сдвинутых обмотки. В эти обмотки обычно включают внешние сопротивления (реостаты), которыми ограничивается пусковой ток и может регулироваться скорость вращения ротора. Двухфазные АД изготавливают с короткозамкнутой обмоткой: в виде беличьего колеса; в виде вала или стакана из проводящего материала. .Рис 72, 73, 74.

Рис. 72. Трехфазный АД с фазным ротором

Рис. 73. Ротор АД в виде беличьей клетки (а) и в виде стакана (б)

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме 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).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы

Другое определение для соединения «звезда»: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью (обратите внимание, что у схемы «треугольник» отсутствует нейтраль)

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Звезда Треугольник Обозначение
Uл, Uф — линейное и фазовое напряжение, В,
Iл, Iф — линейный и фазовый ток, А,
S — полная мощность, Вт
P — активная мощность, Вт

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Пример: Допустим электродвигатель был подключен по схеме «звезда» к трехфазной сети переменного тока Uл=380 В (соответственно Uф=220 В) и потреблял ток Iл=1 А

Полная потребляемая мощность:

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.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Обозначение выводов обмоток статора вновь разрабатываемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза U1 U2
вторая фаза V1 V2
третья фаза W1 W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза U
вторая фаза V
третья фаза W
точка звезды (нулевая точка) N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод U
второй вывод V
третий вывод W

Обозначение выводов обмоток статора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза C1 C4
вторая фаза C2 C5
третья фаза C3 C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза C1
вторая фаза C2
третья фаза C3
нулевая точка
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод C1
второй вывод C2
третий вывод C3

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.

Фазный ротор

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

Обозначение выводов обмоток ротора вновь разрабатываемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза K1 K2
вторая фаза L1 L2
третья фаза M1 M2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза K
вторая фаза L
третья фаза M
точка звезды (нулевая точка) Q
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод K
второй вывод L
третий вывод M

Обозначение выводов обмоток ротора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза Р1
вторая фаза Р2
третья фаза Р3
нулевая точка
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод Р1
второй вывод Р2
третий вывод Р3

Примечание: Контактные кольца роторов асинхронных двигателей обозначают так же, как присоединенные к ним выводы обмотки ротора, при этом расположение колец должно быть в порядке цифр, указанных в таблице, а кольцо 1 должно быть наиболее удаленным от обмотки ротора. Обозначение самих колец буквами необязательно.

Пуск АДФР

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 .

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.

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
ГОСТ 26772-85 Машины электрические вращающиеся. Обозначение выводов и направление вращения.
А.И.Вольдек. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. заведений. изд. 2-е, перераб. и доп.-Ленинград: Энергия, 1974.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий