Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Асинхронные двигатели. 1. Изучение принципа работы асинхронного двигателя целесообразно произвести по условно-логической схеме (рис




Читайте также:
  1. Асинхронные двигатели
  2. Асинхронные двигатели.
  3. Асинхронные исполнительные двигатели
  4. Асинхронные конденсаторные двигатели
  5. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
  6. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
  7. Асинхронные машины
  8. Асинхронные протоколы
  9. Асинхронные режимы в электрических системах.

 

1. Изучение принципа работы асинхронного двигателя целесообразно произвести по условно-логической схеме (рис. 2.16).

Обмотка статора питается от трехфазной симметричной системы напряжением u1. Так как обмотки статора замкнуты (звездой или треугольником), в них протекает ток i1. В обмотках, имеющих w1 витков, токами i1 создается МДС i1w1, которые образуют вращающееся магнитное поле Ф1 (обмотки статора сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 120˚). В соответствии с законом электромагнитной индукции (ЭМИ) в обмотках статора и ротора наводится ЭДС е1 и е2.Цепь обмотки ротора замкнута, поэтому в ней протекает ток i2. Значение тока i2 целиком обусловлено ЭДС е2, которая в свою очередь зависит и от частоты вращения ротора n2. Частота вращения n2 определяется действиями момента

 

Рис. 2.16

 

сопротивления Мс рабочей машины РМ и вращающегося момента Мвр двигателя.

Вращающий момент Мвр возникает согласно закону электромагнитной силы (ЭМС) в результате взаимодействия тока в обмотке ротора i2 с вращающимся магнитным потоком Фр. Также как и в трансформаторе имеется воздействие тока нагрузки i2 на ток статора i1 и МДС i2 w2 на магнитный поток Ф1.

2. Частота вращения n1=60f1/p магнитного поля Фр больше частоты вращения n2 ротора. Относительная разность этих частот s = (n1 – n2)/n1 называется скольжением. При номинальной нагрузке sн = 0,02 – 0,08, при пуске s = 1, в режиме холостого хода s ≈ 0.

3. Существует следующая связь между параметрами вращающегося и неподвижного ротора: ЭДС Е2S = sE2, частота тока f2 = sf1 и реактивное сопротивление X2S = sX2. При пуске двигателя в ход они равны друг другу, так как в первый момент пуска ротор находится в неподвижном состоянии и s =1.

4. Исходя из Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя (рис. 2.17), получим

Рис. 2.17

 

Приведенный ток фазы ротора

а вращающийся момент М можно определить, исходя из электрических потерь мощности РЭ2 в обмотках фаз ротора:

РЭ2 =3(I΄2)²R΄2= Pэм – Р мех = М ω1s / p, откуда

где R1, X1 – активное и реактивное сопротивления одной фазы обмотки статора; , – приведенные активные и реактивные сопротивления одной фазы ротора; U – фазные напряжения обмотки статора; р – число пар полюсов вращающегося магнитного поля; ω1 – угловая частота тока статора; (1 - s)/s – сопротивление, в котором потери мощности численно равны механической мощности двигателя; Pэм и Рмех – электромагнитная и механическая мощности двигателя.



Вращающий момент может быть также определен по упрощенной формуле Клосса:

,

где Мк – критический (максимальный) момент; sк – скольжение при критическом моменте, равные sк= . Эти же параметры можно определить, используя каталожные (паспортные данные):

,

где - номинальный момент; в Нм; Р – номинальная мощность в кВт; n – номинальная частота вращения в об/мин; λк – кратность критического момента; sн = (n1 – n)/n1 – номинальное скольжение. В каталогах даются также: кратности пускового и минимального моментов λп = Мпн и λmin = Мminн, кратность пускового тока Кi = Iп / Iн, номинальные коэффициенты мощности cos φ и КПД ηн.

5. Снижение напряжения U1 на обмотках асинхронного двигателя при пуске, а, следовательно, и пускового тока может быть достигнуто при использовании автотрансформатора или индукционного регулятора, при переключении обмоток статора со «звезды» на «треугольник», включении дополнительного сопротивления в обмотку статора двигателя. Асинхронный двигатель с фазным ротором пускается в ход с помощью пускового реостата, включенного последовательно с обмоткой ротора, что также позволяет снизить пусковой ток.



6. Возможные способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей следует из выражения частоты вращения ротора: . Анализ этой формулы показывает, что частоту вращения асинхронного двигателя можно изменить, меняя скольжение ротора s, число пар полюсов р двигателя или частоту f1 питающего напряжения.

Литература: [1] §12.1-12.12, 12.16-12.17; [3] §13.1-13.14; [4] § 15.1-15.8; [5] § 10.1-10.14; [6] §12.1.

 

Пример. Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором единой серии 4А90L2 имеет следующие номинальные данные: линейное напряжение питающей сети U = 660 В, частота питающего тока f1 = 50 Гц, мощность на валу Р = 3 кВт, синхронная частота вращения магнитного поля n1 = 3000 об./мин., скольжение ротора sн= 5%, КПД ηн= 84,5%, cos φ = 0,88, кi = 7, λп = 2, λк = 2,2; λmin = 1,6.

Определить: Мн, Мп, Мк, I, I1п, f, f2п, p, ω, ω, Р.

Построить механическую характеристику асинхронного двигателя по паспортным данным, учитывая, что Мmin при smin = 0,7…0,9. критическое скольжение sк определить по формуле через сопротивление схемы замещения, принимая коэффициент мощности короткого замыкания соs φк = 0,6.

Решение: определяем номинальный момент:

где n = n1 (1 - sн) = 3000 (1 – 0,05) = 2850 об./мин.



Находим пусковой Мп, критический Мк и минимальный Мmin, моменты Мп = λп Мн = 2 · 10,05 = 20,1Нм

Рассчитываем номинальный и пусковой токи обмотки статора:

I1п = Кi I = 7·6,11 = 42,77 А.

Определяем частоту тока в роторе в момент пуска f2п и при номинальной нагрузке f:

f2 = sf1, f2п = 1·f1 = f1 = 50 Гц, f = sн·f1 = 0,05·50 = 2,5Гц

Находим число пар полюсов обмоток статора

или из обозначения двигателя 4А 90L2, где 2 – число магнитных полюсов, тогда р = 1.

Определяем угловые частоты вращения магнитного поля ω1 и ротора ω:

.

Находим активную мощность, потребляемую двигателем из сети:

Определяем .

Учитывая = ( ) = Zк cos φк, = ( ) = Zк sinφк, ; Rк = 8,92·0,6 = 5,35 Ом.

Хк = 8,92 · 0,8 = 7,14 Ом. Тогда ;

Строим механическую характеристику М(s) (рис. 2.18).

 

 

Рис. 2.18

 

Вопросы для самопроверки.

1. Почему двигатель называется асинхронным?

2. Что называется скольжением и как оно измеряется?

3. В чем заключается аналогия между трансформатором и асинхронным двигателем?

4. Объясните принципы работы асинхронного двигателя по условно - логической схеме.

5. Напишите выражение для тока ротора.

6. Запишите уравнение и постройте зависимость М(s).

7. В каких случаях применяют двигатели с фазным ротором?

8. Какие параметры приводятся в паспорте, в каталоге асинхронного двигателя?

9. Каким образом определяют схему соединения обмотки статора в конкретную трехфазную сеть?

 


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 26; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.043 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты