-44-
На рисунке представлена электромагнитная схема АД с короткозамкнутой обмоткой ротора в разрезе, включающая статор (1), в пазах которого расположены три фазные обмотки статора (2), представленные одним витком. Начала фазных обмоток A, B, C, а концы соответственно X, Y, Z. В цилиндрическом роторе (3) двигателя расположены стержни (4) короткозамкнутых обмоток, замкнутых по торцам ротора пластинами.
При подаче на фазные обмотки статора трехфазного напряжения в витках обмотки статора протекают токи статора iA, iB, iC, создающие вращающееся магнитное поле с частотой вращения n1. Это поле пересекает стержни короткозамкнутой обмотки ротора и в них индуцируются ЭДС, направление которых определяется по правилу правой руки. ЭДС в стержнях ротора создают токи ротора i2 и магнитное поле ротора, которое вращается с частотой магнитного поля статора. Результирующее магнитное поле АД равно сумме магнитных полей статор и ротора. На проводники с током i2, расположенные в результирующем магнитном поле, действуют электромагнитные силы, направление которых определяется правилом левой руки. Суммарное усиление Fрез, приложенное ко всем проводникам ротора, образует вращающий эле5ктромагнитный момент M асинхронного двигателя.
Вращающий электромагнитный момент М, преодолевая момент сопротивления Мс на валу, принуждает вращаться ротор с частотой n2. Ротор вращается с ускорением, если момент М больше момента сопротивления Мс, или с постоянной частотой, если моменты равны.
Частота вращения ротора n2 всегда меньше частоты вращения магнитного поля машины n1, т. к. только в этом случае возникает вращающий электромагнитный момент. Если частота вращения ротора будет равна частоте вращения МП статора, то ЭМ момент равен нулю (стержни ротора не пересекают МП двигателя, и ток равен нулю). Разница частот вращения МП статора и ротора в относительных единицах называется скольжением двигателя:
-45-
s=n1−n2. n1
Скольжение измеряется в относительных единицах или процентах по отношению к n1. В рабочем режиме близком к номинальному скольжение двигателя составляет0.01-0.06.Частота вращения ротораn2=n1(1−s) .
Таким образом, характерной особенностью асинхронной машины является наличие скольжения — неравенства частот вращения магнитного поля двигателя и ротора. Поэтому машину называют асинхронной.
При работе асинхронной машины в двигательном режиме частота вращения ротора меньше частоты вращения МП и 0 < s < 1. в этом режиме обмотка статора питается от сети, а вал ротора передает механический момент на исполнительный орган механизма. Электрическая энергия преобразуется в механическую.
Если ротор АД заторможен (s = 1) – это режим короткого замыкания. В случае, если частота вращения ротора совпадает с частотой вращения МП, то вращающий момент двигателя не возникает. Это режим идеального холостого хода.
Чтобы изменить направление вращения ротора (реверсировать двигатель), нужно изменить направление вращения МП. Для реверса двигателя нужно изменить порядок чередования фаз подведенного напряжения, т. е. Переключить две фазы.
-46-
| I1 | R1 | x1 |
| x'2 | R'2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| I0 | I'2 |
| 1-s |
~ | U1 |
|
| x0 |
| Rн=R'----- | ||
E | =E' |
| 2 | s | ||||
|
|
| 1 | 2 | R0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| I1 | R1 | x1 |
| x'2 | R'2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| R1 | x1 |
| I'2 |
| 1-s |
|
|
| I0 |
|
|
| Rн=R'----- | |
| U |
|
| x0 |
| 2 | s | |
| 1 | E =E' |
|
|
| |||
|
| R0 |
|
|
| |||
|
|
|
|
|
| |||
|
|
| 1 | 2 |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| ||
В схеме асинхронная машина с электромагнитной связью статорной и роторной цепей заменена эквивалентной приведенной схемой замещения. При этом параметры обмотки ротора R2 и x2 приводятся к обмотке статора при условии равенства E1 = E2'. E2', R2', x2' – приведенные параметры ротора.
Активное сопротивление | R | =R' | 1−s | рассматривается как внешнее сопротивление, |
| н | 2 | s |
|
включенное в обмотку неподвижного ротора, т. е. машина имеет активную нагрузку.
Величина этого сопротивления определяется скольжением, а, следовательно, механической нагрузкой на валу двигателя. Если момент сопротивления на валу двигателя Мс = 0, то скольжение s = 0; при этом величинаRн=∞ и I2' = 0, что соответствует работе
двигателя в режиме холостого хода.
В режиме холостого хода ток статора равен току намагничивания I1 =I0. Магнитная цепь машины представляется намагничивающим контуром с параметрами x0, R0 – индуктивное и активное сопротивления намагничивания обмотки статора. Если момент сопротивления на валу двигателя превышает его вращающий момент, то ротор останавливается. При этом величина Rн = 0, что соответствует режиму короткого замыкания.
Первая схема называется Т-образнойсхемой замещения АД. Она может быть преобразована в более простой вид. С этой целью намагничивающий контурZ0 =R0+ jx0
выносят на общие зажимы. Чтобы при этом намагничивающий ток I0 не изменял своей величины, в этот контур последовательно включают сопротивления R1 и x1. В полученной Г- образной схеме замещения сопротивления контуров статора и ротора соединены последовательно. Они образуют рабочий контур, параллельно которому включен намагничивающий контур.
Величина тока в рабочем контуре схемы замещения:
|
|
|
|
|
|
|
|
| -47- |
|
|
|
|
| ||
I'2= |
|
| U 1 |
|
|
|
| = |
|
|
| U1 |
|
| , где U1 – фазное | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
' | ' 1−s 2 | ' | 2 | √(R1+ | R'2 | 2 | ' 2 | |||||||||
|
|
|
| |||||||||||||
| √(R1+R2+R2s | ) +( x1 +x2) |
|
|
|
| ) +(x1+x2) | |||||||||
|
|
|
| s | ||||||||||||
напряжение сети.
Электромагнитный момент АД создается взаимодействием тока в обмотке ротора с вращающимся МП машины. Электромагнитный момент М определяется через электромагнитную мощность:
M = | Pэм |
| , где |
| ω | 1= | 2πn1 | - угловая частота вращения МП статора. | |||||||
ω1 |
| 60 | |||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
M = | Pэ2 | = | m1 I2' 2 R'2 |
| , т. е. ЭМ момент пропорционален мощности электрических | ||||||||||
ω1s |
|
|
| ||||||||||||
|
|
| ω1s |
|
|
|
|
|
|
| |||||
потерь в обмотке ротора. |
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
|
|
|
|
| m | U | 2 R2' | ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
|
|
|
| 1 s |
|
|
|
| ||||||
M = |
|
|
|
|
| 1 |
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
| R' | 2 |
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
|
| 2ω1[(R1+ |
| 2 | ) +(x1+X 2' )2] | ||||||||||
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
|
|
| s |
|
|
|
|
|
|
| ||
Приняв в уравнении число фаз двигателя m1 = 3; x1 + x2' = xк, исследуем его на экстремум. Для этого приравниваем производную dM / ds к нулю и получаем две экстремальные точки. В этих точках момент Мк и скольжение sк называются критическими и соответственно равны:
| s | = |
| ±R'2 |
| |||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||
| к |
| √R12+sк2 | , где «+» при s > 0, “-”при s < 0. | ||||||
M к= |
|
|
| 3U12 |
| |||||
2ω1(R1±√ |
| ) |
|
| ||||||
R12+Xк2 |
|
| ||||||||
Зависимость ЭМ момента от скольжения M(s) или от частоты вращения ротора M(n2) называется механической характеристикой АД.
Если разделить M на Mк, получим удобную форму записи уравнения механической характеристики АД:
M = | 2 Mк (1+asк) | , где | a= | R1 | . | |||||||||||
|
|
|
| sк |
|
|
|
|
|
| ||||||
|
| s | + |
|
| +2asк |
|
|
| R2' | ||||||
|
| sк |
| s |
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
Для АД мощностью выше 10 кВт можно считать, что R1 = 0. Тогда | ||||||||||||||||
M = |
| 2Mк | ,M | = | 3Uф2 | , s | = | R2' | . | |||||||
|
|
|
| 2ω1xк |
| |||||||||||
|
| s | + | sк |
| к |
|
| к |
|
| xк | ||||
|
| sк | s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
studfiles.net
Из уравнения скорости вращения асинхронного двигателя
следует, что изменение скорости возможно путем изменения величины скольжения, изменения частоты и числа пар полюсов. У асинхронных двигателей с контактными кольцами можно изменять скорость вращения реостатом в цепи ротора.
Частота промышленных сетей постоянна и равна 50 гц, поэтому для изменения частоты сети необходимо применять специальный преобразователь частоты.
Таким образом, этот способ регулировки применим только в автономных установках, например в гребных судовых установках где генератор связан с гребным двигателем непосредственно электрическим валом. В этом случае изменение частоты синхронного генератора производится регулировкой скорости первичного двигателя. Регулировка скорости двигателя-исполнителя частоты тока возможна только в ограниченных пределах. надо иметь в виду, что при изменении частоты будет меняться также в общем случае напряжение на зажимах, поток, ток холостого хода, момент, мощность и т.д.
Регулировка скорости вращения при помощи регулировочного реостата у асинхронного двигателя с контактными кольцами основана на увеличении активного сопротивления цепи ротора, что приводит к увеличению скольжения и, следовательно, уменьшению скорости вращения (рис. 9.18, кривые 2, 3 и 4).
Дополнительное активное сопротивление в цепи ротора вызывает уменьшение тока I2 и соответственно уменьшение вращающего момента М. Скорость вращения двигателя начинает падать, а скольжение увеличивается. В то же время э.д.с. E2S=Е'2S
возрастает, что приводит к увеличению тока I2' до его прежней величины. Момент М уравнивается со статическим моментом МCТ, уменьшение скорости прекращается, и двигатель начинает вращаться с постоянной скоростью, несколько меньшей, чем начальная. Основным недостатком этого способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя является уменьшение к. п. д. двигателя пропорционально уменьшению скорости. При незначительных нагрузках, когда момент двигателя близок к моменту холостого хода, пределы регулирования скорости вращения ограничены.
Этот способ также мало экономичен, так как связан со значительным увеличением потерь в роторной цепи. Реостат должен быть рассчитан на полный рабочий ток и поэтому иметь значительные габариты и массу.
У двигателей с короткозамкнутым ротором наиболее распространен способ регулирования скорости изменением числа пар полюсов обмотки статора. При этом способе регулирования скорости вращения можно получить только ступенчатое изменение синхронной скорости, например две ступени с отношением скоростей 2:1.
Промышленностью изготовляются двигатели двух- трех- и четырехскоростные.
Для получения различного числа пар полюсов у вращающегося магнитного поля каждая фазная обмотка двигателя подразделяется на две одинаковые части — полуобмотки. При различном соединении полуобмоток между собой, параллельно или последовательно, в них меняется направление токов, а значит и создаваемых ими магнитных полей.
На рис. 9.19 показаны схемы соединения полуобмоток одной фазы, при котором число полюсов вращающегося поля машины изменяется в отношении 2:1. Как видно из схемы, при последовательном согласном соединении секций обмоток фаз число полюсов вдвое больше, чем при параллельном или последовательном встречном их соединении.
Рис. 9.19. Схема переключения обмотки статора на четыре и на два полюса
Соединительные проводники с передней стороны машины показаны сплошными линиями, а с задней стороны — штриховыми. Потоки в магнитной цепи также показаны штриховыми линиями. Таким образом, при последовательном согласном включении ка-
тушек скорость вращения магнитного поля 
= 1500об/мин, при параллельном включении катушек 
, об/мин. Чаще всего двухскоростные двигатели выполняются на 1500/750 об/мин. Выполняются двигатели также с двумя статорными обмотками. Такие двигатели позволяют получить четыре скорости, например, 1500/1000/750/500 об/мин..
Недостатком этого способа регулирования числа оборотов является ступенчатость изменения скоростей.
Надо иметь в виду, что при постоянном моменте нагрузки на валу двигателя при переключении обмотки статора на меньшее число полюсов (параллельное соединение катушек) с увеличением скорости увеличивается и мощность двигателя, так как
Н
едостатком этого способа регулирования числа оборотов является ступенчатость изменения скоростей.
Регулирование скорости двигателей переключением числа пар полюсов возможно лишь в двигателе с короткозамкнутым ротором, так как только у этого двигателя число полюсов ротора всегда соответствует числу полюсов статора.
Изменение направления вращения асинхронного двигателя (реверсирование) производится переключением любых двух линейных питающих проводов, при помощи переключателя. При таком переключении двух любых фаз изменится порядок чередования фаз, а следовательно, и направление вращения вращающегося магнитного поля. Ротор двигателя, следуя за вращающимся магнитным полем, также изменит направление своего вращения.
studfiles.net
Cтраница 5
Для изменения направления вращения, реверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить направление вращения его магнитного поля. Для этого требуется поменять местами два любых линейных привода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины. При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля ( § 7 - 6) и направления вращения двигателя. [61]
Для изменения направления вращения ( реверсирования) ротора трехфазного асинхронного двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. С этой целью достаточно поменять местами два любых провода, подводящих ток к обмотке статора. [62]
Для изменения направления вращения обычно изменяют направление тока в якоре. [64]
Для изменения направления вращения необходимо изменить направление тока в рабочей или пусковой обмотке, подключенной к сети через активное сопротивление. [66]
Для изменения направления вращения - реверсирования асинхронного двигателя - нужно лишь изменить соединения обмотки статора с сетью, так, чтобы зажим статора, соединенный первоначально, например, с фазой А сети, был присоединен к фазе В сети и соответственно было бы изменено соединение второго зажима статора с сетью. [68]
Для изменения направления вращения, реверсирования, асинхронного двигателя необходимо поменять местами два любых линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины. При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля и направления вращения двигателя. Схема реверсирования двигателя представлена на рис. 12 - 27; положения 1 и 2 рубильника соответствуют различным порядкам чередования токов в фазах и, следовательно, противоположным направлениям вращения двигателя. [69]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Направление вращения ротора двигателя можно изменять, изменяя направление тока в одной из пар катушек. [1]
Направление вращения ротора двигателя изменяют, меняя местами два любых провода, подводящих ток к статору. Для этой цели может быть применен реверсивный барабанный переключатель. [3]
Для изменения направления вращения ротора двигателя ( реверсирования) необходимо изменить направление вращения поля, для чего нужно переменить порядок чередования фаз в обмотке статора. Последнее осуществляется переключением двух любых проводов, проводящих ток к статору. [5]
Функции последнего сводятся к управлению направлением вращения ротора двигателя в зависимости от того, охлаждается термостат или нагревается. [6]
Определить скорость и направление вращения шкива ( направление вращения ротора двигателя показано стрелкой на соединительной муфте Q и скорость движения ремня. [7]
Так как направление вращения магнитного поля противоположно направлению вращения ротора двигателя, напряжение, генерируемое в последнем, возрастает. На зажимах реле РП, подключенного к пускорегули-рующему сопротивлению, напряжение делается достаточным, и реле РП, сработав, прерывает цепь катушек П, 1У, 2У, ЗУ. Двигатель будет работать в режиме про-тивовключения с полным сопротивлением в цепи ротора независимо от положения командоконтроллера. [9]
Немаловажным в эксплуатации фактором для трехфазного асинхронного двигателя является возможность реверсирования, то есть изменения направления вращения ротора двигателя. Для этого необходимо изменить порядок чередования фаз обмоток статора путем переключения любых двух питающих проводов, вследствие чего изменяется направление вращения магнитного поля. [10]
Роторное колесо насоса имеет ради-ально расположенные лопатки, что обеспечивает независимость напора, создаваемого насосом, от направления вращения ротора двигателя. [12]
При перемене фазы на сетках ламп Л3 и Л4 изменяется фаза магнитного потока управляющей обмотки двигателя и, следовательно, направление вращения ротора двигателя. [13]
В следящей системе ( рис. 71) исполнительный двигатель одновременно является и СД, так как при перемене знака угла рассогласования фаза напряжения управления С / у изменяется на 180 % а направление вращения ротора двигателя изменяется на противоположное. В работе [103] приведены подробные данные о системе и результатах ее исследования. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Изменение направления вращения ротора достигается переводом рукоятки командоконт-роллера из положения вперед в положение назад. В исходном положении командоконтроллера отключается вся аппаратура управления. [1]
Изменение направления вращения ротора достигается изменением порядка следования фаз напряжений трехфазной сети за счет перемены местами любых двух проводов, подведенных к зажимам обмотки статора. [3]
Изменение направления вращения ротора достигается изменением порядка следования фаз напряжений питающей трехфазной сети, для чего меняют местами любые два провода, подходящие к зажимам обмотки статора без нарушения соединений в цепи ротора. [5]
Изменение направления вращения ротора Электродвигателя ( реверсирование) достигается переключением ( переменой местами) двух из трех питающих его проводов при подключении их к клеммам электродвигателя. [6]
Изменение направления вращения ротора асинхронного двигателя достигается изменением направления перемещения магнитного поля в обмотке статора. Для этого применяют реверсивные магнитные пускатели или перекидные рубильники, посредством которых меняют схему соединения обмоток статора. [7]
Для изменения направления вращения ротора необходимо изменить направление вращения магнитого поля. В трехфазных машинах это осуществляют изменением чередования фаз, для чего переключают два провода, подводящие ток из сети к двум любым фазам обмотки статора. [8]
Для изменения направления вращения ротора ( реверсирование) асинхронного двигателя изменяют направление вращения магнитного поля в обмотке ротора, для чего применяют реверсивные магнитные пускатели или контроллеры, с помощью которых меняют схему соединения обмоток статора. [9]
Для изменения направления вращения ротора необходимо изменить порядок следования фаз в питающей сети, для чего достаточно поменять местами любые два провода, подходящие к зажимам обмоток статора. [11]
Для изменения направления вращения ротора необходимо изменить порядок следования фаз в питающей трехфазной сети, для чего достаточно поменять местами любые два провода, подходящие к зажимам обмоток статора, не нарушая соединений в цепи ротора. [13]
Для изменения направления вращения ротора достаточно нажать кнопку иНз, так как после замыкания главных контактов контактора Нз обмотка статора будет включена в сеть с обратным чередованием линейных напряжений. [14]
Для изменения направления вращения ротора следует изменить направление вращения магнитного поля машины. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Направление вращения магнитного поля статора, а следовательно и направление вращения ротора, зависит от порядка следования фаз напряжения подводимого к обмотке статора. [1]
Чтобы изменить направление вращения магнитного поля статора, достаточно изменить порядок подключения двух любых фазных обмоток асинхронной машины к трехфазному источнику электрической энергии, например как показано на рис. 14.8, б штриховой линией. [2]
Для этого необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. [4]
Направление вращения ротора определяется направлением вращения магнитного поля статора, которое зависит от порядка чередования фаз и может быть изменено на обратное изменением этого чередования, а именно, вместо обычного чередования А-В - С на обратное А-С - В. [5]
Для реверсирования двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. При рассмотрении вращающегося магнитного поля было установлено, что направление его вращения определяется порядком чередования фаз. Поэтому для реверсирования двигателя достаточно поменять местами две любые фазы на клеммовой колодке двигателя. [7]
При этом меняются порядок следования фаз и направление вращения магнитного поля статора. [8]
Для изменения направления вращения двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. Это достигается переменой местами проводов, к двигателю ( фиг. [9]
Торможение асинхронных двигателей иногда осуществляют методом противовключения, изменив направление вращения магнитного поля статора относительно направления вращения ротора. Для этого, как и при реверсировании, изменяют порядок чередования фаз на ходу двигателя. [10]
Для реверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить чередование фаз, что вызовет изменение направления вращения магнитного поля статора. На рис. 18.13 представлены в относительных единицах рабочие характеристики асинхронного двигателя. [11]
Ротор в редукторном двигателе может вращаться как по направлению, так и против направления вращения магнитного поля статора. Это зависит от соотношения зуб-цовых делений статора и ротора. Пуск в ход редукторных двигателей осуществляется обычным путем при помощи короткозамкнутой обмотки на роторе. Если скорость вращения очень мала, а ротор имеет малый момент инерции, то он может втягиваться в синхронизм непосредственно, без каких-либо пусковых приспособлений. [13]
Ротор в редукторном двигателе может вращаться как по направлению, так и против направления вращения магнитного поля статора. Это зависит от соотношения зубцовых делений статора и ротора. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Сстроения электродвигателя. Подготовка их к работе, включение в сеть, пуск и реверсирование электродвигателя при помощи магнитного пускателя.
Для привода из всех электрических двигателей наиболее широкое распространение получил трехфазный асинхронный двигатель. В сельском хозяйстве почти все стационарные машины приводятся в действие от этих двигателей. Они просты по конструкции, надежны в работе и удобны в обслуживании. Действие асинхронного двигателя основано на использовании кругового вращающегося магнитного поля, получаемою в трехфазных цепях переменного тока при помощи трех катушек, сдвинутых в пространстве одна относительно другой на 120°. Нарисунке показаны три катушки, расположенные в пространстве со сдвигом осей на 120°. Если эти катушки подсоединить «звездой» в трехфазную цепь, то по обмоткам катушек будет протекать трехфазный ток. Примем за положительное направление тока в катушках направление от начала к концу обмотки. Магнитный поток каждой катушки будем изображать в виде вектора, направленного вдоль ее оси. Для определения направления магнитного потока катушки будем пользоваться изученым правилом буравчика (если вращать рукоятку буравчика в направлении тока в витках катушки, то поступательное движение буравчика укажет направление поля). Магнитные потоки, возникающие в катушках, будут пропорциональны токам.
Направление результирующего магнитного потока для других моментов времени периода определяется аналогичным образом. Сравнивая картину магнитных полей в последовательные моменты времени, видим, что результирующий магнитный поток, оставаясь неизменным по величине, вращается в пространстве с угловой скоростью, равной круговой частоте тока, и в данном случае за один период делает один оборот.
Таким образом, вращающееся магнитное поле образуется в результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых тремя катушками, расположенными в пространстве со сдвигом одна относительно другой на 120°, обмотки которых питаются трехфазным током. Направление вращения поля зависит от порядка подключения питающих проводов в сеть. Для изменения направления вращения поля нужно изменить порядок чередования фаз, то есть поменять местами два любых провода из трех, которыми обмотка присоединена к сети.
Рассмотрим принцип действия асинхронного двигателя. Принцип действия асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля и индуцированного им тока в роторе.
Если во вращающееся магнитное поле поместить металлическую рамку на осях так, чтобы ось вращения рамки совместилась с осью вращения магнитного поля, то магнитные силовые линии вращающегося поля будут пересекать горизонтально расположенные стороны рамки, в результате чего в рамке будет индуцироваться ЭДС, которая вызовет в замкнутой рамке индуцированный ток. Направление этого тока определится правилом «правой руки», причем необходимо учесть, что вращение магнитного поля относительно горизонтальных сторон рамки равносильно обратному вращению рамки. На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует электромагнитная сила.
В данном случае на каждую горизонтальную сторону рамки будут действовать силы, равные между собой по величине и противоположные по направлению. Направление сил можно определить по правилу «левой руки». Под действием этой пары сил рамка будет вращаться в направлении вращения магнитного поля. При этом частота вращения рамки всегда будет меньше частоты вращения магнитного поля. Чем больше разность этих частот, тем больше будут сила тока, индуцированного в рамке, и вращающий момент, действующий на нее. Следовательно, рамка всегда будет вращаться асинхронно (от греческого слова «асинхронос» — неодновременно) по отношению к вращающемуся магнитному полю. По этой причине двигатель называется асинхронным (металлическая рамка во вращающемся магнитном поле является простейшим вариантом асинхронного двигателя).
Тормозящий момент, создаваемый силами сопротивления, всегда стремится уменьшить частоту вращения рамки. Эта частота будет уменьшаться до тех пор, пока не наступит равенство вращающего и тормозящего моментов, после этого она станет постоянной. Чем больше тормозящий момент, действующий на рамку (ротор), тем медленнее она вращается.
Относительное отставание рамки (ротора) от вращающегося магнитного поля характеризуется величиной, называемой скольжением.
Номинальное скольжение асинхронного двигателя находится в пределах 1 ... 6 %.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижной — статора и вращающейся — ротора. Статор состоит из корпуса, сердечника и обмотки. Корпус статора служит для крепления сердечника с обмоткой и подшипниковых щитов. Корпус отлит из чугуна или алюминиевых сплавов, а сердечник набирается из тонких листов электротехнической стали.
Выводы обмоток статора (начала и концы обмоток) подключают к зажимам щитка двигателя по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения сети.
Ротор асинхронного двигателя состоит из стального вала и закрепленного на валу сердечника с обмоткой. Вал ротора вращается в подшипниках, закрепленных в подшипниковых щитах. Щиты к корпусу двигателя крепят болтами. На один конец вала ротора насаживают шкив или муфту для передачи движения рабочим машинам. По конструкции ротора асинхронные двигатели разделяются на два типа: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором, или, как их называют, двигатели с контактными кольцами.
Короткозамкнутый ротор двигателя — цилиндр и, как сердечник статора, собран из отдельных листов электротехнической стали. В его пазы закладывают медные или алюминиевые стержни, соединенные с обеих торцевых сторон ротора электрически замыкающими их кольцами. Стержни, соединенные кольцами, служат обмоткой ротора. Эта обмотка по внешнему виду напоминает «беличье колесо». В двигателях мощностью до 100 кВт обмотку такого типа делают путем заливки расплавленного алюминия в пазы сердечника ротора, причем замыкающие кольца и лопасти вентилятора представляют собой одну отливку. Положительные качества двигателя с короткозамкнутым ротором — простота конструкции и надежность в эксплуатации, отрицательное — большой пусковой ток, превышающий номинальный в 6...7 раз.
Все электродвигатели имеют паспортную табличку, в которой приведены их основные технические данные: тип; заводской номер; номинальные напряжения; номинальные токи; номинальная мощность; частота вращения ротора при номинальной нагрузке; номинальный коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, частота переменного тока; год выпуска; масса; ГОСТ, в соответствии с которым изготовлен двигатель.
Кроме этих типов двигателей общего применения, промышленность выпускает ряд двигателей специального назначения. Например, для сельского хозяйства выпускают электродвигатели АО2 с индексом ВМС — влаго - и морозостойкого исполнения. Эти двигатели предназначены для работы на открытом воздухе, во всех сельскохозяйственных помещениях при температуре окружающей среды от —40 до ₊40°C, относительной влажности воздуха до 95%.
Включение и пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Выводы обмоток статора (начала и концы) у асинхронных трехфазных двигателей обозначены:
Начала Концы
1-я фаза CI С4
2-я » С2 С5
3-я » СЗ С6
Начала и концы обмоток обозначаются (окрашены) также следующими цветами:
Начала Концы
1-я фаза Желтый Желтый с черным
2-я » Зеленый Зеленый » »
3-я » Красный Красный » »
В зависимости от линейного напряжения сети и номинального фазного напряжения обмотки статора двигателя выбирают способ соединения обмоток «звездой» или «треугольником».
При соединении статорных обмоток «звездой» все концы С4, С5, С6 соединяют в общую точку и изолируют, а начала С1, С2, СЗ подключают к сети. Можно начала CI, С2, СЗ соединять в общую точку, а концы С4, С5, С6 подключить к сети. В паспорте электродвигателя указывают обычно два напряжения. Если в паспорте указано 220/380В и стоит обозначение то это значит, что при линейном напряжении в сети 220В статорные обмотки двигателя нужно соединить в «треугольник», а при линейном напряжении 380В — «в звезду».
Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Применяют два способа пуска в ход асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: непосредственное включение его в сеть (прямой пуск) и пуск в ход при пониженном напряжении на его зажимах. При непосредственном включении двигателя в сеть в момент пуска электродвигатель потребляет из сети ток (пусковой ток) в 5—7 раз больше номинального, что приводит к резкому понижению напряжения в сети. Особенно при пуске мощных двигателей напряжение снижается значительно, что вредно отражается на работе других потребителей. Поэтому прямой пуск применим для двигателей малой мощности, до 30 кВт.
Пуск при пониженном напряжении применяют в асинхронных двигателях большой мощности, а также для двигателей средней мощности при маломощных электрических сетях. В этом случае применяют пуск с переключением обмоток статора со «звезды» на «треугольник». При этом в момент пуска обмотки подключают к сети «звездой», а когда частота вращения ротора достигнет номинальной, обмотки быстро переключают на «треугольник». Этот способ применим для электродвигателей, нормально работающих при соединении статорных обмоток в «треугольник». Нагрузка на двигатель при таком способе пуска должна быть не более одной трети номинальной. Понижения напряжения можно также достичь включением в цепь обмотки статора на период пуска добавочных активных или реактивных сопротивлений или подключением двигателя к сети через понижающий автотрансформатор.
Реверсирования асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором достигают путем изменения направления вращения магнитного поля статора. Для этого достаточно поменять местами два любых линейных провода, подводящих ток к обмотке статора.
Для пуска, управления и защиты электроустановок служит специальная аппаратура: рубильники, переключатели, пакетные выключатели, контакторы, магнитные пускатели, реостаты, электрические реле, предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле и др.
mehanik-ua.ru
