Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Синхронная скорость — вращение — двигатель

Синхронная скорость вращения двигателя обратно пропорциональна его числу пар полюсов [ см. формулу (9.1) ], что позволяет осуществлять ступенчатое регулирование скорости вращения путем изменения количества полюсов обмотки статора. [1]

Синхронная скорость вращения двигателя 1500 об / мин. [2]

Синхронная скорость вращения двигателя прямо пропорциональна частоте источника питания [ см. формулу (9.1) ], что позволяет осуществлять плавное и экономичное регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с получением достаточно жестких механических характеристик, обладающих высокой перегрузочной способностью. Частотное регулирование наиболее эффективно для группового электропривода ( транспортные рольганги, конвейерные установки и пр. При этом скорость вращения двигателей может регулироваться как за счет увеличения, так и уменьшения частоты источника питания относительно номинальной частоты / ном 50 гц. [3]

При достижении синхронной скорости вращения двигателя компрессора , отсутствии объективных показателей о перегрузке компрессора и помпажном режиме, проверяемых по контрольно-измерительным приборам, и отсутствии посторонних звуков машина переводится с пускового контура на — рабочий. [4]

Вследствие этого число пар полюсов уменьшается, а синхронная скорость вращения двигателя увеличивается в два раза. [6]

На рис. 2.9 представлена механическая характеристика асинхронного двигателя, где S-nsn / nc — скольжение двигателя; / гс60 ftp — синхронная скорость вращения двигателя ; р — число пар полюсов об-ыотки статора; Sm — критическое или опрокидывающее скольжение. [8]

Индукция В6 и средняя линейная нагрузка AS однофазных асинхронных двигателей малой мощности с экранированными полюсами выбираются по кривым рис. 22.2 в зависимости от отношения полезной мощности к синхронной скорости вращения двигателя . [10]

Индукция В (, и средняя линейная нагрузка AS маломощных однофазных асинхронных двигателей с экранированными полюсами выбираются по кривым рис. 24.2 в зависимости от отношения полезной мощности к синхронной скорости вращения двигателя . [11]

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором вращается со скоростью гаг 480 об / мин. Определить число пар полюсов р и скольжение s, если синхронная скорость вращения двигателя nl 500 об / мин. [12]

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором вращается со скоростью п2480 об / мин. Определить число пар полюсов р и скольжение s, если синхронная скорость вращения двигателя п 500 об / мин. [13]

Если обмотку статора машины подключить к источнику переменного тока и одновременно магнитные полюса ротора возбудить постоянным током, то ротор начнет вращаться, и машина будет работать, как электрический двигатель. Частота, заданная источником, и число полюсов ротора определят синхронную скорость вращения двигателя . [14]

На щитке короткозамкнутого трехфазного асинхронного двигателя имеются следующие данные: 2 2 кет, 1440 об / мин, 220 / 380 в, 8 3 / 4 8 а. Определить число пар полюсов р двигателя, скольжение s и пусковой ток / 1П для случаев соединения обмоток статора треугольником и звездой при включении в сеть с напряжением U — 220 в, если кратность пускового тока для соединения треугольником равна 5 5, а синхронная скорость вращения двигателя nt — 1500 об / мин. [15]

ГЛАВА 5. Машины переменного тока.

Электрические машины переменного тока делятся на два основных типа: синхронные машины и асинхронные машины. И в том и другом случае в машинах переменного тока используется вращающееся магнитное поле.

В синхронных машинах скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения поля. В асинхронных машинах скорость вращения ротора несколько меньше скорости вращения поля.

Во всех машинах переменного тока используется вращающееся магнитное поле. Для получения вращающегося поля можно использовать двухфазную систему токов:

При протекании двух токов (I1, I2) по двум рамкам плоскости которых взаимно перпендикулярны возникает вращающееся магнитное поле величиной

Наиболее эффективно для создания вращающегося магнитного поля использовать трехфазную систему токов

При использовании трех катушек, расположенных под углом 120 0 , скорость вращения поля составляет 3000 оборотов в минуту.

5.1 Устройство асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей:

Статор представляет собой полый металлический цилиндр, собранный из тонких пластин для уменьшения потерь в «стали». На внутренней поверхности цилиндра имеются пазы, в которых располагаются обмотки статора. Обмотки статора включаются либо звездой, либо треугольником в зависимости от напряжения, подводимого к статору ( 380 /220).

Ротор цилиндрической формы состоит из пластин электротехнической стали. На его внешней поверхности имеются пазы, в которых расположена обмотка ротора. Существует два типа обмоток ротора:

1)Короткозамкнутая обмотка состоит из стержней, расположенных в пазах ротора, замкнутых на его торцах двумя металлическими кольцами.

2) Фазная обмотка. На роторе с фазной обмоткой располагаются три обмотки, находящиеся в пазах ротора. Концы обмоток присоединяются к трем контактным кольцам, расположенным на валу ротора. Для создания тока в обмотках к кольцам прижаты графитовые щетки, соединенные со внешней электрической схемой, состоящей, как правило, из трех реостатов.

5.2 Принцип действия асинхронного двигателя.

При включении в сеть обмотки статора возникает трехфазная система токов, создающая вращающееся магнитное поле.

2. Вращающееся магнитное поле создает в обмотке ротора переменную ЭДС, которая будет максимальна при покоящемся роторе. Возникающая в роторе ЭДС создает в обмотке ротора значительные токи, которые порождают магнитное поле, неподвижное в начальный момент времени.

3. При взаимодействии вращающегося поля статора и неподвижного поля ротора возникают силы взаимодействия, а следовательно, крутящий момент. Под действием крутящего момента ротор приводится во вращение. При увеличении скорости вращения ротора уменьшается скорость пересечения силовыми линиями магнитного поля обмотки ротора, что приводит к уменьшению ЭДС, а следовательно, тока и крутящего момента. Поэтому ротор при вращении достигает скорости несколько меньшей скорости вращения поля.

4. При увеличении тормозного момента, действующего на ротор, уменьшается число оборотов, что приводит к увеличению ЭДС, возникающей в обмотке ротора, магнитного поля ротора, что вызывает увеличение крутящего момента при любой постоянной скорости вращения:

Мкр.= Мторм &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp(5.1)

Обозначим: n1 — cкорость вращения поля, n2 — cкорость вращения ротора, s — скольжение (проскальзывание):

&nbsp &nbsp &nbsp &nbsp (5.2)

6. При неподвижном роторе частота индуктируемой в его обмотке ЭДС равна частоте тока в сети f1=50 Гц.

>При увеличении скорости вращения ротора относительная скорость поля и ротора уменьшается, что приводит к уменьшению частоты ЭДС, возникающей в роторе: f2 =S f1 , где f2 — частота ЭДС возникающей в роторе, f1 частота сети, s — скольжение.

Для практических применений асинхронных двигателей большое значение имеет зависимость частоты вращения от тормозного момента Мторм, которая называется механической характеристикой.

С увеличением механической нагрузки (тормозного момента Мторм.), число оборотов незначительно уменьшается (“жесткая” характеристика), а затем двигатель останавливается (рис.5.2а). На рис. 5.2б показана обратная зависимость М=f(n, s) момента от числа оборотов n или скольжения s . На этом графике приведена зависимость тока, потребляемого двигателем, от числа оборотов или скольжения. В момент пуска (n=0, s=1) пусковой момент Мпуск должен быть больше, чем начальный момент Мторм, если двигатель пускается под нагрузкой. Ток, потребляемый двигателем в момент пуска, приобретает максимальное значение, в 5-7 раз большее номинального тока. С ростом числа оборотов или уменьшения скольжения, крутящий момент сначала растет до критического значения, а затем уменьшается до нуля (при s=0). Также до нуля уменьшается и ток, потребляемый двигателем.

Одним из недостатков асинхронного двигателя является значительный пусковой ток. Для его уменьшения используются следующие способы:

1) Использование двигателя с фазным ротором имеющим на роторе три обмотки, концы которой, соединяются с контактными кольцами, с которыми соприкасаются графитовые щетки, связанные с реостатами:

Читать еще:  В какие калины ставят двигатели от приоры

В момент пуска сопротивление реостатов устанавливают максимальным, что приводит к значительному уменьшению тока в обмотках ротора, а, следовательно, тока потребляемого двигателем.

2) Первоначальное соединение обмоток двигателя звездой, а затем переключение их после пуска на соединение треугольником. В этом случае пусковые токи уменьшаются в три раза.

Еще одним недостатком асинхронных двигателей является невозможность плавного изменения их скорости вращения, которая определяется скоростью вращения магнитного поля и зависит от частоты тока и от числа пар полюсов обмотки статора.

Рабочие характеристики асинхронного двигателя приведены на рис. 5.3а. Они получены при номинальной частоте сети и номинальном напряжения питания U 1

Известно, что механическая мощность P2 определяется соотношением P2= M w где w — частота вращения ротора, M — крутящий момент. С ростом мощности P2 , развиваемой на валу двигателя, возрастает и крутящий момент M . Вследствие того, что асинхронный двигатель обладает «жесткой» характеристикой, скольжение s лишь немного возрастает, поэтому крутящий момент практически линейно увеличивается с ростом P2 так как частота вращения w лишь немного уменьшается. С ростом P2 возрастает также электрическая мощность P1 потребляемая двигателем от сети, а, следовательно, и потребляемый ток. I1 Величина h , как и в трансформаторе, определяется соотношениями потерь в «стали» и в «меди», и при их равенстве оказывается максимальным.

Важным параметром асинхронных двигателей является cos j где j — фазовый сдвиг между напряжением U 1 приложенным к статору и током I 1 возникающим в этих обмотках. Этот фазовый сдвиг растет с ростом нагрузки, достигая максимума при номинальной нагрузки, а затем несколько уменьшается.

5.3 Однофазный асинхронный двигатель

На статоре размещается одна, рабочая, обмотка, которая питается переменным током, и которая создает пульсирующее магнитное поле. Подобное пульсирующее поле можно представить в виде двух вращающихся в противоположном направлении магнитных потоков и (рис. 5.3б). При неподвижном роторе возникают два крутящих момента, одинаковые по величине и противоположно направленные, поэтому результирующий крутящий момент равен нулю. При предварительной раскрутке ротора в нем будет возбуждаться две ЭДС. Одна ЭДС будет возбуждаться тем магнитным потоком, который следует за ротором, а другая противоположным.

Частота одной ЭДС- мала (

1ГЦ), а частота другой ЭДС- велика(

100 ГЦ). Поэтому индуктивное сопротивление

ХL= L (5.3)

в первом случае будет очень мало. Это, в свою очередь, порождает значительный ток при малых сопротивлениях, а следовательно, создает максимальный крутящий момент действующий в сторону предварительной раскрутки.

Для пуска подобных двигателей на статоре располагается вторая пусковая обмотка которая питается током сдвинутым по фазе на 90 0 , для этого она питается через конденсатор, который и создает фазовый сдвиг близкий к 90 0 (рис.5.4).

5.4 Синхронный генератор.

Статор машины состоит из трех обмоток, которые располагаются точно также как на статоре трехфазного асинхронного двигателя. В обмотках статора создается трехфазная ЭДС, с помощью ротора. Для этой цели ротор должен обладать постоянным магнитным полем, для чего на роторе располагаются обмотка, концы которой присоединяются к двум контактным кольцам, располагающимся на роторе: с кольцами соприкасаются графитовые щетки к которым подключается источник постоянного тока (рис.5.5). Подобная обмотка ротора носит название обмотки возбуждения. При вращении ротора в статоре возбуждается трехфазная переменная ЭДС, которая пропорциональна величине магнитного потока Ф, создаваемого ротором и пропорциональна числу оборотов п ротора.

E = C Фn (5.4)

где C — конструктивный коэффициент пропорциональности, Ф -магнитный поток, n- число оборотов ротора.

Синхронные генераторы широко распространены и используются на электростанциях для получения переменного тока промышленной частоты, а также для получения постоянного напряжения на автомобилях, тракторах, мотоциклах и т.п. Для этого они снабжаются встроенными трехфазными выпрямителями.

5.5. Синхронный двигатель.

Статор подобного двигателя устроен точно также как и статор трехфазного асинхронного двигателя (три обмотки питаются трехфазным током) и создает вращающееся магнитное поле.

В качестве ротора используется электромагнит, поле которого создается постоянным током, который подводится к обмотке с помощью двух контактных колец и щеток (аналогично ротору синхронного генератора).

Взаимодействие вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора приводит к появлению крутящего момента.

Таким образом, скорость вращения ротора соответствует скорости вращения магнитного поля, что приводит к появлению жесткой механической характеристики (т.е. независимости числа оборотов ротора от тормозного момента).

Основным недостатком синхронного двигателя является сложность пуска: для пуска нужно раскрутить ротор в сторону вращения магнитного поля создаваемого статором. Для этой цели наиболее часто используют короткозамкнутую обмотку, которая дополнительно располагается на роторе и поэтому в момент пуска двигатель работает как асинхронный. Когда скорость ротора приближается к скорости вращения поля, ротор входит в синхронизм и далее двигатель работает как синхронный.

Сайт ориентирован на работу в INTERNET EXPLORER 4.0 и выше.
Разрешение 800х600 и больше. Используйте кнопку F11

Рабочие характеристики синхронного двигателя. Синхронная скорость асинхронного двигателя

Рабочие характеристики синхронного двигателя

Рабочими характеристиками синхронного двигателя назы­вают зависимость оборотов п2 ,тока статораI, подведенной мощностиP1 полезного вра­щающего моментаМ2, cosф

и к. п. д. т] от полезной мощности на валу двигателя Р2 при постоянных напряжении сетиUC, частоте сетиfи токе возбужденияiв(рис. 215).

Так как скорость вращения ротора п2 не зависит от нагрузки и равна скорости вращающегося магнитного

Принцип действия асинхронного двигателя

Асинхронный трехфазный двигатель — самый распро­страненный в промышленности и сельском хозяйстве. Около 95% всех двигателей — асинхронные.

Асинхронный двигатель изобретен талантливым рус­ским ученым М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Простота устройства, дешевизна, высокий к. п. д., боль­шая надежность в ра­боте способствовали его быстрому внедрению во все отрасли хозяйства.

Принцип действия асинхронного двигате­ля основан на взаимо­действии вращающего­ся магнитного поля, соз­даваемого в трехфазной обмотке статора, и про­водников с током, из которых состоит обмот­ка ротора. Скорость вращения поля определяют из фор­мулы (58)

Представим себе вращающееся магнитное поле в виде кольца с двумя постоянными магнитами (рис. 221).

В середине кольца помещена обмотка ротора в виде короткозамкнутой беличьей клетки.

Вращающееся-магнитное поле статора индуктирует в проводах обмотки ротора токи, направление которых определяют по правилу правой руки. При этом нужно иметь в виду, что если магнитное поле вращается по ча­совой стрелке, то относительное вращение проводника нужно принимать против часовой стрелки.

В проводах, находящихся под северным полюсом, ток направлен к нам и направление его обозначим точкой.

При взаимодействии магнитного поля статора и ротора (рис. 221) к проводу приложена сила F, заставляющая его перемещаться в сторону движения поля статора.

Если поле статора вращается со скоростью n1; которую называют синхронной, то ротор вращается с меньшей скоростью n2 которую называют асинхронной.

Отставание ротора от поля статора называют сколь­жением и обозначают буквой s.

Величина скольжения может быть определена из урав­нения

(162)

Скольжение — основная переменная величина асин­хронной машины, от которой зависит режим ее работы.

Из формулы скольжения можно вывести формулу обо­ротов ротора

Число оборотов ротора п2 при номинальных нагрузке, напряжении и частоте указывают на заводском щитке двигателя.

Величина скольжения асинхронных двигателей со­ставляет примерно s = 0,01- 0,06. Скольжение может быть определено также в процентах.

(164)

У асинхронного двигателя при неподвижном роторе скольжение имеет максимальное значение 5=1, так как n2 = 0.

В начальный момент пуска в ход асинхронного двига­теля, когда n2 еще равно нулю, 5 = 1.

Пример. Определить число оборотов четырехполюсного асинхронного электродвигателя, работающего со сколь­жением 3 %.

Решение. Для четырехполюсного асинхронного электродвигателя скорость вращения поля статора со­ставляет

Тогда скорость вращения ротора определится из фор­мулы скольжения

Читать еще:  Датчик температуры головки блока двигателя

Синхронная скорость — вращение — двигатель

Синхронная скорость — вращение — двигатель

Синхронная скорость вращения двигателя обратно пропорциональна его числу пар полюсов [ см. формулу (9.1) ], что позволяет осуществлять ступенчатое регулирование скорости вращения путем изменения количества полюсов обмотки статора. [1]

Синхронная скорость вращения двигателя 1500 об / мин. [2]

Синхронная скорость вращения двигателя прямо пропорциональна частоте источника питания [ см. формулу (9.1) ], что позволяет осуществлять плавное и экономичное регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с получением достаточно жестких механических характеристик, обладающих высокой перегрузочной способностью. Частотное регулирование наиболее эффективно для группового электропривода ( транспортные рольганги, конвейерные установки и пр. При этом скорость вращения двигателей может регулироваться как за счет увеличения, так и уменьшения частоты источника питания относительно номинальной частоты / ном 50 гц. [3]

При достижении синхронной скорости вращения двигателя компрессора, отсутствии объективных показателей о перегрузке компрессора и помпажном режиме, проверяемых по контрольно-измерительным приборам, и отсутствии посторонних звуков машина переводится с пускового контура на — рабочий. [4]

Вследствие этого число пар полюсов уменьшается, а синхронная скорость вращения двигателя увеличивается в два раза. [6]

На рис. 2.9 представлена механическая характеристика асинхронного двигателя, где S-nsn / nc — скольжение двигателя; / гс60 ftp — синхронная скорость вращения двигателя; р — число пар полюсов об-ыотки статора; Sm — критическое или опрокидывающее скольжение. [8]

Индукция В6 и средняя линейная нагрузка AS однофазных асинхронных двигателей малой мощности с экранированными полюсами выбираются по кривым рис. 22.2 в зависимости от отношения полезной мощности к синхронной скорости вращения двигателя. [10]

Индукция В (, и средняя линейная нагрузка AS маломощных однофазных асинхронных двигателей с экранированными полюсами выбираются по кривым рис. 24.2 в зависимости от отношения полезной мощности к синхронной скорости вращения двигателя. [11]

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором вращается со скоростью гаг 480 об / мин. Определить число пар полюсов р и скольжение s, если синхронная скорость вращения двигателя nl 500 об / мин. [12]

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором вращается со скоростью п2480 об / мин. Определить число пар полюсов р и скольжение s, если синхронная скорость вращения двигателя п 500 об / мин. [13]

Если обмотку статора машины подключить к источнику переменного тока и одновременно магнитные полюса ротора возбудить постоянным током, то ротор начнет вращаться, и машина будет работать, как электрический двигатель. Частота, заданная источником, и число полюсов ротора определят синхронную скорость вращения двигателя. [14]

На щитке короткозамкнутого трехфазного асинхронного двигателя имеются следующие данные: 2 2 кет, 1440 об / мин, 220 / 380 в, 8 3 / 4 8 а. Определить число пар полюсов р двигателя, скольжение s и пусковой ток / 1П для случаев соединения обмоток статора треугольником и звездой при включении в сеть с напряжением U — 220 в, если кратность пускового тока для соединения треугольником равна 5 5, а синхронная скорость вращения двигателя nt — 1500 об / мин. [15]

Регулирование скорости синхронных двигателей

После вхождения синхронного двигателя в синхронизм его ско­рость при изменениях момента нагрузки на валу до некоторого макси­мального значения Мтах остается постоянной и равной синхронной скорости

Так как изменение числа пар полюсов zp у серийно выпускаемых

двигателей не применяется, то частотное регулирование является прак­тически единственным способом регулирования угловой скорости син­хронных двигателей. Оно характеризуется в основном такими же пока­зателями, что и частотное регулирование скорости асинхронных двига­телей с короткозамкнутым ротором. Это регулирование плавное, двух­зонное. Диапазон регулирования вверх от номинальной синхронной скорости ограничивается механической прочностью ротора, его балан­сировкой и качеством подшипников. Диапазон регулирования вниз от номинальной синхронной скорости может достигать значений D = 1: (50 — т-100) и более с учетом абсолютной жесткости механических характеристик двигателя и обеспечения синусоидальности напряжения питания. Стабильность скорости высокая. Допустимая нагрузка при по­стоянном возбуждении и независимой вентиляции соответствует номи­нальному моменту.

Использование полупроводниковых преобразователей частоты от­крывает большие возможности в отношении формирования требуемых статических и переходных процессов частотно-регулируемых синхрон­ных электроприводов.

В отличие от асинхронного короткозамкнутого двигателя при час­тотном регулировании скорости синхронный двигатель обладает тремя каналами управления моментом: изменением тока возбуждения /в, из­менением напряжения обмоток статора Uj и изменением частоты f j

напряжения обмоток статора.

Механические характеристики производственных механизмов и электроприводов преобразователь частоты — синхронный двигатель для законов регулирования класса Uj jfj = const приведены на рис. 5.56.

Рис. 5.56. Механические характеристики производственных механизмов и электроприводов преобразователь частоты — синхронный двигатель

Рассмотренные законы управления при частотном регулировании скорости синхронного двигателя справедливы только в первом прибли­жении, особенно для явнополюсного синхронного двигателя, так как неучет реактивного электромагнитного момента приводит к значитель­ным (до 20 %) погрешностям механических свойств двигателя.

Синхронный двигатель обладает очень важным свойством — при подаче на статорные обмотки постоянного напряжения (/^ = 0) он соз­дает тормозной момент при неподвижном роторе, обеспечивая механи­ческую фиксацию ротора в заданном положении.

Система векторного управления асинхронным электроприводом без датчика скорости

В частотно-регулируемых асинхронных электроприводах вектор­ное управление связано как с изменением частоты и текущих значений переменных (напряжения, тока статора, потокосцепления), так и со вза­имной ориентацией их векторов в декартовой системе координат. …

Частотное управление асинхронным электроприводом с компенсацией момента и скольжения

Сигналом тока можно воздействовать как на канал напряжения, так и на канал частоты. Функциональная схема электропривода с положи­тельными обратными связями по току в канале регулирования напряже­ния и частоты приведена на …

Частотное управление асинхронным электроприводом с векторной компенсацией

Если вектор напряжения Uj формируется векторным сложением напряжения задания U з, и сигнала / • /^ • ккм, вводимого с целью ком­пенсации падения напряжения в фазах А, В и С …

Как определяется синхронная скорость асинхронного двигателя. Способы регулирования скорости асинхронного двигателя

Долгое время в промышленности использовались нерегулируемые электроприводы на базе АД, но, в последнее время возникла надобность в регулировании скорости асинхронных двигателей .

Частота вращения ротора равна

При этом, синхронная частота вращения зависит от частоты напряжения и числа пар полюсов

Исходя из этого, можно сделать вывод, что регулировать скорость АД можно с помощью изменения скольжения, частоты и числа пар полюсов.

Рассмотрим основные способы регулировки.

Регулирование скорости с помощью изменения активного сопротивления в цепи ротора

Этот способ регулирования скорости применим в двигателях с фазным ротором . При этом в цепь обмотки ротора включается реостат, которым можно плавно увеличивать сопротивление. С увеличением сопротивления, скольжение двигателя растёт, а скорость падает. Таким образом, обеспечивается регулировка скорости вниз от естественной характеристики.

Недостатком данного способа является его неэкономичность, так как при увеличении скольжения, потери в цепи ротора растут, следовательно, КПД двигателя падает. Плюс к этому, механическая характеристика двигателя становится более пологой и мягкой, из-за чего небольшое изменение момента нагрузки на валу, вызывает большое изменение частоты вращения.

Регулирование скорости данным способом не эффективно, но, несмотря на это применяется в двигателях с фазным ротором.

Регулирование скорости двигателя с помощью изменения напряжения питания

Данный способ регулирования можно осуществить, если включить в цепь автотрансформатор, перед статором, после питающих проводов. При этом, если снижать напряжение на выходе автотрансформатора, то двигатель будет работать на пониженном напряжении. Это приведёт к снижению частоты вращения двигателя, при постоянном моменте нагрузки, а также к снижению перегрузочной способности двигателя. Это связано с тем, что при уменьшении напряжения питания, максимальный момент двигателя уменьшается в квадрат раз. Кроме того, этот момент уменьшается быстрее, чем ток в цепи ротора, а значит, растут и потери, с последующим нагревом двигателя.

Читать еще:  Экологические и экономические показатели работы двигателей

Способ регулирования изменением напряжения, возможен только вниз от естественной характеристики, так как увеличивать напряжение выше номинального нельзя, потому что это может привести к большим потерям в двигателе, перегреву и выходу его из строя.

Кроме автотрансформатора, можно использовать тиристорный регулятор напряжения.

Регулирование скорости с помощью изменения частоты питания

При данном способе регулирования, к двигателю подключается преобразователь частоты (ПЧ). Чаще всего это тиристорный преобразователь

Эксплуатация электрических машин и аппаратуры — Изменение скорости вращения ротора асинхронного двигателя

Содержание материала

В условиях эксплуатации электроустановок иногда возникает необходимость изменить поминальную скорость вращения ротора короткозамкнутых двигателей. В ряде случаев переключение данной обмотки статора двигателя на другое число полюсов предпочтительнее, чем перемотка двигателя на другую скорость, так как переключить обмотку можно сравнительно быстро без затраты обмоточного провода. Можно переключать на большую и меньшую скорость вращения обмотки двигателей присоединением в лобовых частях.
Переключать асинхронные двигатели на большую скорость вращения можно при однослойной и двухслойной обмотке на статоре.
При наличии на статоре однослойной обмотки (двухплоскостной или цепной не «вразвалку») увеличить скорость вращения ротора двигателя можно лишь вдвое. Число пар полюсов исходной обмотки должно быть четным, то есть скорость вращения до его переключения должна быть примерно 1500 и 750 об/мин. Увеличение скорости вращения ротора двигателя с однослойной обмоткой на статоре достигается изменением направления тока в получастях фаз на каждых четырех соседних полюсах исходной обмотки. При переключении двигателя с 1500 на 3000 об/мин (синхронных) достаточно изменить направление токов в полуфазах обмотки. На рисунке 101 показана принципиальная схема переключения одной фазы двигателя с однослойной обмоткой на вдвое большую скорость вращения.
При переключении статорной обмотки на меньшее число полюсов изменяется градусное выражение зубцового деления.

Поэтому начало средней фазы переносится в другую катушечную группу, чтобы и при большей скорости вращения получить пространственное смещение фазных обмоток в 120 эл. градусов.

Рис. 101. Принципиальная схема переключения фазы двигателя с меньшей (а) на большую (б) скорость вращения.
Переключение асинхронных двигателей с однослойной обмоткой на большую скорость вращения приводит к значительному искажению магнитного поля. По этой причине переключенный двигатель при пуске застревает примерно на 1/7, новой номинальной скорости вращения. Для устранения явления задержки ротора при разбеге двигатель нужно пускать на меньшей скорости, а затем переключать на большую. В этом случае получается двухскоростной двигатель с девятью свободными концами обмотки статора. Принципиальная схема двухскоростного двигателя показана на рисунке 102. Для управления двигателем можно использовать многоконтактный пакетный переключатель или два трехполюсных переключателя, как показано на рисунке 102. Для пуска оба переключателя замыкают в верхнее положение, и двигатель разворачивается на меньшей скорости. Затем переключатели одновременно переводят в нижнее положение, двигатель переходит на большую скорость вращения.

Рис. 102. Принципиальная схема двухскоростного двигателя, полученного из односкоростного с однослойной обмоткой статора.
Переключение двигателя на большую скорость вращения сопровождается изменением индукции и магнитного потока машины. В результате немного увеличивается нагрев статора. Мощность К. п. д. и cosφ двигателя после переключения на большую скорость при номинальном напряжении не изменяются.
При двухслойной обмотке статора скорость вращения двигателя можно увеличить вдвое (при четном числе полюсов) и на ближайшую большую синхронную скорость.
Для увеличения скорости вращения двигателя вдвое необходимо увеличить число катушек в катушечной группе, что достигается последовательным соединением двух соседних катушечных групп в исходной обмотке.

При изменении скорости двигателя на ближайшую большую, например с 1000 на 1500 об/мин, нужно перегруппировать катушки в соответствии с новым числом полюсов обмотки. Для этого следует разъединить некоторые в определенных местах расположенные катушечные группы, чтобы образовать новые с требуемым числом катушек в них. Если обмотка при 1000 об/мин имела в группе по две катушки, то после переключения на 1500 об/мин катушечные группы должны содержать по три катушки. Для получения таких групп шесть групп исходной обмотки, равномерно расположенные по расточке статора, надо разъединить на две катушки и последовательно присоединить по одной к группам, расположенным справа и слева от расчлененной группы.
После образования групп с определенным числом катушек в них соединяют фазы обычным образом для двухслойных обмоток. В результате переключения получается обычная двухслойная обмотка с очень сильным укорочением шага. Это укорочение тем больше, чем на более высокую скорость переключен двигатель.
При неизменном напряжении на фазе двигателя после его переключения значительно возрастает индукция в статоре к ток холостого хода, что в ряде случаев вызывает нагрев к снижает cosφ двигателя. Для устранения этого требуется снижать напряжение на виток, что может быть достигнуто за счет переключения фаз с треугольника на звезду или уменьшения числа параллельных ветвей. При этом мощность двигателя уменьшается. За счет возможного увеличения тока при большей скорости вращения можно несколько повысить допустимую мощность двигателя после переключения при удовлетворительных значениях к. п. д. и соsφ.
Разбег двигателя после переключения на большую скорость удовлетворительный, так как характер магнитного поля не изменяется.
Асинхронный двигатель переключают на меньшую скорость вращения только при двухслойной обмотке на статоре при укороченном шаге. Если шаг обмотки такой Величины, что степень укорочения его при большей скорости вращения не меньше степени удлинения при меньшей скорости, то после переключения обмотки получаются удовлетворительные результаты работы двигателя.
Уменьшить скорость вращения двигателя с двухслойной обмоткой можно вдвое и на ближайшую меньшую синхронную скорость, например, можно переключать с 1500 на 1000 об/мин или с 1000 на 750 об/мин. Для переключения на меньшую скорость вращения необходимо расчленить в лобовых частях катушечные группы исходной обмотки, образовать новые группы с числом катушек в них, соответствующим уменьшенной скорости (большему числу полюсов). Если обмотка при 1500 об/мин имела группы из трех катушек, то при переключении на 1000 об/мин нужно образовать группы по две катушки. Вновь полученные группы для двухслойных обмоток соединяют в фазы.
Уменьшение скорости вращения переключением данной обмотки сопровождается ростом индукции, тока холостого хода, нагрева двигателя при низких к. п. д. и cos φ.

Длительная работа двигателя в этих условиях невозможна. Условия тем тяжелее, чем больше снижается скорость вращения двигателя Для устранения этого нужно уменьшить витковое напряжение фазы двигателя. Этого можно достичь, перейдя на ближайшее меньшее стандартное напряжение, переходом от схемы соединения фаз треугольником к звезде и уменьшением параллельных ветвей в фазах.
При переключении двухслойной обмотки на меньшую скорость можно получить двухскоростной двигатель. Наиболее просто это сделать, если переключить скорости с отношением 2:1. Для этого исходная обмотка должна быть со значительно укороченным шагом и иметь по две параллельные ветви в фазах. Меньшая скорость вращения достигается изменением направления тока в соответствующих полуфазах обмотки. Для этого используют удобную схему двойная звезда — одинарная звезда с шестью свободными выводами обмотки. На высшей скорости двигатель работает по схеме двойная звезда, на меньшей — по схеме одинарная звезда.
Двигатель с обычной двухслойной обмоткой можно переделать в двухскоростной и с другим соотношением скорости, например 3:2. Такой двигатель для изменения скорости вращения требует сложного переключающего устройства

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector