В отличие от старых вентиляторов, построенных по классической схеме с внешним электродвигателем и обладающих большими габаритами, современные вентиляторы весьма компактны. Этого удалось добиться за счет применения встроенного двигателя, реализация которого стала возможной только после внедрения схемы электродвигателя с внешним ротором.
Традиционно во всех машинах и электродвигателях ротор расположен внутри статора. Неподвижный статор закреплен в корпусе агрегата и охватывает вращающиеся ротор и его обмотку. Далее вращательное движение передается потребляющей машине, например, компрессору или вентилятору.
Схема установки при использовании двигателя с внешним ротором показана на рис. 1.
Очевидно, что, если потребитель требует вал большого диаметра, то вышеприведенная схема не выгодна. Как раз такими машинами являются центробежные вентиляторы. Внутренний диаметр колеса у них велик и потребовал бы или ротора большого диаметра или дополнительный механизм, передающий вращательное движение с ротора на колесо и одновременно усложняющий конструкцию.
Другой выход из ситуации – использование электродвигателей с внешним ротором. В таких двигателях неподвижный статор расположен в центре, а вращающийся ротор будет охватывать статор. При соответствующем подбор диаметров статора, ротора, а также внутреннего и наружного диаметров колеса вентилятора становится возможным получить конструкцию, когда лопатки насаживаются непосредственно на ротор. При этом не требуется никаких дополнительных передающих механизмов и экономится длина ротора. Таким образом, конструкция получается простой и компактной (см. рис. 2).
Рис. 3. Вентилятор с внешним ротором
Автор: Хомутский ЮрийИсточник: alldc.ru
telecombloger.ru
| от: 0 -фазадо: Воздействие [сильное исключительно] |  | от: Результат[округленный]до: Роль — Защита | | от: Роль[защитная]до: Рост — Выручка |
| от: Воздействие[сильное наиболее]до: Завод [нефтеперерабатывающий] — Союз [советский] |  | от: Роль[защитная]до: Сведения [остальные] |  | от: Рост— Высотадо: Рост — Число |
| от: Завод[специализированный]до: Кольцо [сферическое] | | от: Сведения[отрывочные]до: Сенсор | | от: Рост— Число[кислотное]до: Руда [чистая] |
| от: Кольцо[телескопическое]до: Надежность [технологическая] | | от: Сенсуализмдо: Система [закрытая] — Водоснабжение [горячее] | | от: Руда[шеелитовая]до: Румяна |
| от: Надежность— Топливоснабжениедо: Паста [грубая] | | от: Система[коммунальная]— Водоснабжениедо: Скорость — Гомогенизация | | от: Румянецдо: Ряд — Амид |
| от: Паста[густая]до: Принтер [сетевой] | | от: Скорость— Горениедо: Смазка [специальная] | | от: Ряд— Аминдо: Ряд — Результат [фундаментальный] |
| от: Принтер[струйный]до: Результат — Округление | | от: Смазка— Станокдо: Содержание — Гомолог — Ацетилен | | от: Ряд— Результат[экспериментальный]до: Сальник — Компенсатор |
| от: Результат[округленный]до: Способы — Заполнение | | от: Содержание— Гомолог— Метандо: Соотношение — Растворитель | | от: Сальник— Компрессордо: Сахара [простейшие] |
| от: Способы— Захватдо: Успех — Продукт | | от: Соотношение— Расходдо: Сосуд [основной] | | от: Сахара[простые]до: Сброс — Показание |
| от: Успех— Проектдо: Ящур |  | от: Сосуд[открытый]до: Способы — Заполнение | | от: Сброс[постоянный]до: Сведения [остальные] |
www.ngpedia.ru
Дымососные и дутьевые вентиляторы представляют собой обычные «улитки», но работают в значительно более динамичных условиях, чем простые вентиляторы для помещений. Задача дымососа – компенсировать тягу в дымовой трубе котельной, таким образом, чтобы соотношение топливо-воздух в топке котла было всегда оптимальным и стабильным. Тяга существенно зависит от погоды, ветра и температуры воздуха.
Дымососы устанавливаются на выходе из топки, таким образом, чтобы на них не действовала слишком высокая температура отработанных газов. Дутьевые насосы (воздуходувки) устанавливаются перед топкой, нагнетают воздух и работают в более легких условиях.
В принципе, можно еще раз повторить, это та же приточно-вытяжная вентиляция, но куда более динамичная, чем вентиляция помещений. Из-за сложной конфигурации труб и перепадов давлений здесь возможны и автоколебания, вплоть до срыва факелов в топках. По размерам труб (длине и сечению) резонансные частоты таких «органов» лежат в области инфразвука, а энергия, запасаемая в колебаниях газов, может достигать десятки кВт. Поэтому нет ничего удивительного в том, что нагрузка на двигатели вентиляторов меняется от 10% до 200% на практике. Конечно, в среднем, если проектировалось все верно, перебои в производительности котлов нечастое явление, но практика и проекты – это вещи разные.
Наибольший расход энергии на нужды продувки в котельных приходится на теплую сухую погоду, но в таком случае, от котельной и мощность требуется минимальная. Этим котельная выгодно отличается от ТЭЦ, где в любых условиях требуется высокая производительность котлов, для выработки электроэнергии, по какой причине ТЭЦ можно издалека увидеть по высоким трубам.
Давно устоявшиеся методы регулирования воздушного потока состоят в использовании вентиляторов, работающих на постоянной скорости (понятно, что приблизительно постоянной) и приводимых в действие асинхронными двигателями, с мощностью порядка 50-70 кВт. В какой-то мере, инерция колеса «улитки» помогает сгладить перепады давления. Производительность регулируется шиберами, приводимыми от сервоприводов.
Скорость реакции сервопривода на сигнал управления часто бывает недостаточной, и, при определенных условиях, контур входит в автоколебания, что вовсе не улучшает производительность. Персонал бывает вынужденным справляться с этим вручную, при помощи всяких искусственных приемов, вплоть до перехода на ручное управление. Заслонки устанавливаются перед топками и после них. Фактическое положение заслонок не всегда бывает известно оператору.
Для нормального горения при заданном расходе топлива достаточно знать расход воздуха через топку. Эту информацию можно получить, измеряя разность давлений дифференциальным манометром перед топкой. По диаметру диафрагмы в подводящей трубе (площади сечения) и соответствующих расчетов получают функцию расхода воздуха в кубометрах в секунду, или других единицах, от разности давлений (дифференциального давления).
По этому расходу определяется и расход топлива, жидкого или газообразного, таким образом, чтобы стехиометрическое соотношение реагентов (кислорода и горючего) было оптимальным – полное сгорание. В целях экологической чистоты должен быть небольшой избыток кислорода, чтобы в дымовых газах выходил, по возможности, чистый CO2. (Тем не менее, избыток кислорода приведет у ускоренному прогоранию стали котла и прочей дымовой арматуры.) Таким образом работают правильные в прямом смысле, без кавычек, котельные. Без черной магии с одним датчиком давления, установленным где попало и с непонятными параметрами обратной связи в контуре управления заслонками.
Даже в том случае, если система заслонок решает главную задачу – оптимальное горение во всем диапазоне производительности, она заведомо не оптимальна по отношению к вентиляторам. Нагрузка на вентиляторы не равномерна, и они либо бесполезно создают избыточное давление, работая на прикрытые заслонки, либо работают с недогрузкой, почти вхолостую. В первом случае высока вероятность выхода двигателей из строя, да и износ вентиляторов от этого не уменьшается, во втором случае двигатель также работает, потребляя лишнюю энергию.
Еще одна проблема – это токовые перегрузки при пуске дымососов и вентиляторов. Газ в вентиляторе может оказывать серьезное сопротивление раскрутке колеса и скольжение в момент пуска становится чрезмерно большим. Это способно повредить и вывести из строя обмотки и даже разрушить короткозамкнутые обмотки роторов, сделанные из алюминия. В любом случае, в любой котельной был бы очень выгоден постепенный режим разгона вентиляторов при пуске.
Частотные преобразователи – это последнее слово техники, делающее невозможное возможным. Они появились, в общем, не вчера – уже в 2000 году на отдельных российских предприятиях или «что-то слышали» о них, или даже эксплуатировали. Но цена была еще высокой. Сегодня цены на любую модель преобразователя частоты совершенно доступны любому предприятию.
Частотный преобразователь в котельной.
Частотные преобразователи включаются в разрыв питания электродвигателя. Их функция очень проста – они получают на входе напряжение 380 В с частотой 50 Гц, а на выходе формируют трехфазное напряжение с частотой, от которой зависит и частота вращения, от 0 до 200…400 Гц и напряжением от 0 до 400 В. При этом к.п.д. современного преобразователя частоты уже приближается к 99%. Таким образом, если двигатель имеет мощность 50 кВт, то сам преобразователь частоты потребляет всего около 500 Вт, столько, сколько системный блок компьютера. Большая часть этой энергии рассеивается в виде тепла на силовых ключах устройства. Примерно 5-10 Вт расходуется на питание цепей управления.
Таким образом, схема преобразователя частоты, почти ничего не потребляя, дает невиданные ранее возможности: свободно регулировать частоту вращения и крутящий момент асинхронных электродвигателей, в полном диапазоне возможностей двигателя. Так как преобразователи частоты управляются микропроцессорами, то их функциональные возможности практически безграничны.
При пуске двигателя от магнитных пускателей возникают пусковые токи, превышающие номинальные в 5-7 раз. Пусковой момент двигателя в начальный момент очень мал, так как почти вся энергия тока расходуется на намагничивание активной стали. Хотя это длится недолго, но вызывает определенные проблемы.
При пуске двигателей с помощью преобразователя частоты пусковой ток может быть сведен до минимума. Можно управлять разгоном, от нескольких оборотов в минуту до номинальной скорости, в течении очень длительного времени. На низких оборотах двигателя возможно обеспечить повышенный крутящий момент.
Важно понимать, как это происходит, чтобы не испортить двигатель. На низкой частоте индуктивное сопротивление двигателя становится малым, и уже при сравнительно небольшом напряжении через обмотки можно пропускать значительный ток. Этот ток создаст большой пусковой момент, порядка 200%.
При этом тепловой баланс двигателя не соблюдается, поэтому длится этот период перегрузки недолго, практически не более минуты. Дальше рост температуры обмоток выше допустимого. Специальная функция boost при правильных настройках обеспечит нужный пусковой момент без возникновения ошибки типа Current overload (перегрузка по току).
Алгоритм раскрутки двигателя, который применяет контроллер преобразователя частоты, состоит в том, что в соответствии с известными преобразователю данными о двигателе, преобразователь частоты начинает с подачи на двигатель небольшого напряжения при пониженной частоте, от 1…1,5 Гц. Достигнув тока ограничения, преобразователь удерживает его и продолжает разгон до заданной частоты. Задание частоты может определяться установленными значениями или регулятором. Поведение преобразователя частоты может быть очень разным, в зависимости от настроек.
Асинхронные двигатели, работающие в режиме свободного выбега, могут тормозиться динамическими способами самим преобразователем: противовключением и торможением постоянным током. Первый метод состоит в смене фаз и возникновении противоположного крутящего момента.
При этом возникает ток торможения в обмотках двигателя, рассеивающий на них тепло. В него, собственно, и уходит энергия. Кроме того, тепло рассеивается и на силовых транзисторах инвертора. Все происходит, как при обычной работе двигателя, только «задом наперед».
При торможении постоянным током (второй способ), инверторный мост управляется таким образом (с помощью ШИМ), что к обмоткам двигателя оказывается подключено небольшое постоянное напряжение и статор подмагничивается. Это поле возбуждает переменный ток с частотой вращения в короткозамкнутой обмотке ротора и часть тепла рассеивается в нем. Остальная энергия трансформируется в обмотки статора и наводит в них значительное напряжение (с электрической точки зрения, асинхронный двигатель – это просто трансформатор с большим коэффициентом трансформации и замкнутой понижающей обмоткой).
Затем прикладывается к инверторному мосту и через шунтирующие диоды ключей заряжает конденсатор звена постоянного тока. Вот здесь звено постоянного тока преобразователя частоты должно быть зашунтировано внешним резистором, куда уйдет тормозной ток оставшейся части энергии. Резистор также управляется через отдельный силовой ключ, который преобразователь подключает только в режиме торможения.
В преобразователе это напряжение способно привести к пробою конденсаторов. Спасением в данном случае может быть только тормозной резистор, так как все цепи соединены непосредственно. На тормозном резисторе рассеивается оставшаяся часть тепла. Выбор тормозного резистора для преобразователя частоты должен быть таким, чтобы на нем рассеивалась как можно большая часть мощности торможения. В паспорте преобразователя частоты все это указано для каждого двигателя, так что рассчитывать ничего не придется.
Не следует переоценивать возможности динамического торможения! Его эффективность составляет примерно 10…20% от механических тормозов, словом, все как на железной дороге: динамическое торможение не заменяет рабочие тормоза, законы физики одинаковы везде. При торможении вся энергия преобразуется в тепло, а возможность рассеивать тепло у проводов обмоток в изоляции совсем другая, чем у массивных деталей, нагреваемых трением колодок и сухарей в механических тормоза.
Проблемы у потребителей возникают тогда, когда преобразователь жалуется на перегрузку по току. Его дальнейшее поведение может быть двояким: спасать самого себя и перестать тормозить или тормозить до выхода из строя самого преобразователя. Все зависит от приоритетов потребителя и настроек преобразователя частоты.
Сочетание управляемого частотного преобразователя, электродвигателя и вентилятора является самостоятельным агрегатом для котельной. Управление по частоте вращения идет от системы, регулирующей производительность котла.
Электропривод с частотником (справа) и без него.
Обычно система управления котлом управляет расходом воздуха и расходом топлива одновременно. Совсем нетрудно интегрировать в нее частотный преобразователь, имеющий для этого массу возможностей и совместимый со всеми типами датчиков. Частотники подойдут и для насосного агрегата.
При правильной настройке, правильном выборе электродвигателя и запаса по мощности, частотный преобразователь легко обеспечит:
Поскольку в частотных преобразователях предусмотрен режим векторного управления, то они наилучшим образом подходят для сложных вентиляторных применений, к каким как раз котельные и относятся. Энергия экономится до предела, потому, что частотный преобразователь способен подстраивать режим вентилятора к условиям имеющегося потока и его требуемой величине. Кроме того, в какой-то степени происходит и рекуперация энергии при выбеге и торможении, хоть и небольшая ее доля, но все-таки, не пропадает даром.
Противники частотных преобразователей (а есть и такие на разных форумах в сети), считают, что они не могут справиться со всеми рабочими условиями. Это неверно, как раз те, кто это утверждает, не могут справиться с настройкой частотных преобразователей. Это, в общем-то, задача для инженеров, знающих свою технику, а не для перекладывателей бумажек с техническими дипломами. Тем более, что для многих это «дело новое», никаких методичек и инструкций, кроме заводских, на этот счет еще не наработано.
Наиболее частые проблемы, с которыми сталкиваются потребители:
Все проблемы, кроме последней, вызваны динамикой механизмов, которыми потребители управляют. Так это проблемы самих потребителей. Ведь частотник именно для таких механизмов и приобретают: вентилятора или насосного агрегата, а не для механизмов с постоянной нагрузкой.
Если в оборудовании применяется штатный двигатель, условно говоря, мощностью в 1, то его надо заменять парой преобразователь-двигатель мощностью в 1,2, если это не какой-нибудь маленький сервопривод. Преобразователь следует выбирать мощностью, точно соответствующей мощности используемого двигателя, хотя допускается и использование других двигателей. Допускается. С массой проблем и настроек.
Чтобы избегать перегрузок преобразователей, необходимо хорошо знать динамику механизмов. В случае котельных вентиляторов надо хорошо представлять себе нагрузки на конкретный дымосос или дутьевой вентилятор, их пределы и скорости изменения. Преобразователь не может волшебным образом решить все вопросы за пользователя. Также следует учитывать порядок запуска и работы агрегатов, их взаимное влияние друг на друга.
Необходимо понимать, что разгон и торможение, особенно быстрые и в процессе регулирования, являются процессами экстремальными и здесь есть немало вариантов и стратегий для выгодной настройки регулятора частоты, режимов работы и функции U/f. Все зависит от местных условий, и пока преобразователи еще не совсем «интеллектуальны» чтобы самостоятельно адаптировать многие десятки своих параметров под простое задание от потребителя. Но это нисколько не снижает их ценности и их больших перспектив на будущее. Будущее за ними.
chistotnik.ru
Асинхронный двигатель с фазным ротором
Фазный ротор имеет трехфазную (в общем случае - многофазную) обмотку, обычно соединённую по схеме "звезда" и выведенную на контактные кольца, вращающиеся вместе с валом машины. С помощью металлографитовых щёток, скользящих по этим кольцам...
Модернизация котельной АНОФ-3 на период летнего режима работы
Подача вoздуха осуществляется вентилятoром, а удаление газов дымососом. Дымосос Д-12,5 Технические характеристики: производительность 39100м3/час; напор при 200 С0 343 кгс/м2; частота вращения 1470 об/мин; мoщнoсть двигателя 75 кВт...
Основы гидравлики и гидропривода
Изучение темы необходимо начать с рассмотрения классификации водоподъемных машин по принципу передачи им энергии перекачиваемой жидкости. Затем остановиться на рассмотрении основных типов насосов. Изучить основные рабочие параметры...
Оценка надежности работы ротора ЦКМ К398-21-1Л
3D модель ротора показана на рисунке 1.2. Рисунок 1.2. Трехмерная модель ротора Элементы ротора: 1 - вал, 2 - рабочее колесо 1-ой ступени, 3 - рабочее колесо 2-ой ступени, 4 - думмис, 5 - упорный диск. В таблице 1.1...
Проектирование двигателя постоянного тока
...
Проектирование трехфазного асинхронного двигателя
По (6-179) [1] По (6-180) [1] По (6-217) [1] Так как...
Расчет двигателя постоянного тока
10.1 Сопротивление обмоток якорной цепи двигателя, приведённое к стандартной рабочей температуре: , Ом; (78) Ом. 10.2 Уточнённая ЭДС при номинальном режиме работы двигателя: , В, (79) где =2В - падение напряжения на щетках коллектора; В. 10...
Расчет электродвигателя малой мощности
Воздушный зазор между статором и ротором 0.0002 м (4.1) Диаметр ротора двигателя Dр=Dа-2=0.063-2*0.002 = 0.0626 м (4.2) Количество пазов ротора z21,25(z1+p)=1.25*34 = 42.5 (4.3) Принимаю 40. Короткозамкнутый ротор изготовляют из электротехнической стали Э31 толщиной 0,35мм. (Л2...
Расчёт статической и динамической устойчивости системы
При расчетах динамической устойчивости не учитываются электромагнитные переходные процессы в обмотках двигателей. Изменение скольжения, обусловленное изменением режима...
Статические и динамические характеристики системы автоматического осевого уравновешивания ротора центробежного насоса
...
Физика метательного оружия
Метательные машины (допороховая артиллерия) -- вид военной техники, применявшийся в Древности и Средние века, в общем случае представлявший собой механизмы, преобразовывавшие мышечные усилия человека в энергию полёта снаряда. Как правило...
Электрификация сельскохозяйственного производства
Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из корпуса, неподвижного статора, вращающего ротора и двух подшипниковых щитов с подшипниками качения или скольжения, расположенными в центре щитов...
Электромеханические переходные процессы
В случае отключения выключателя В баланс мощности в оставшейся части системы сохранится. Не изменится также и напряжение на шинах нагрузки, однако теперь оно и будет зависеть от режима работы эквивалентной асинхронной нагрузки...
Электромеханические переходные процессы
При расчетах динамической устойчивости не учитываются электромагнитные переходные процессы в обмотках двигателей. Изменение скольжения, обусловленное изменением режима...
Электроснабжение цеха
На подстанциях всех напряжений, как правило, применяется не более двух трансформаторов по соображениям технической и экономической целесообразности. 1;2 трансформаторные подстанции применяются в тех случаях...
fis.bobrodobro.ru
14 Специальные ИДПТ, ИСД
Асинхронные двигатели с внешним ротором
Статор этих двигателей находится внутри ротора (рис. 2.6). Такие конструкции называют обращенными.
Асинхронный двигатель с внешним ротором (рис. 2.6) состоит из шихтованного сердечника статора 10, собранного на втулке 9, которая напрессована на стальную невращающуюся ось 7. Трехфазная обмотка статора 6 имеет три вывода 1, которые проходят через полую часть 2 оси 7. Внешний ротор состоит из шихтованного сердечника 4, в пазах которого расположены стержни обмотки, замкнутые с двух сторон замыкающими кольцами. Наружная поверхность ротора образована ободом 11, форма которого зависит от назначения двигателя, то есть он может быть колесом, шкивом, роликом или просто массивным элементом — маховиком. С двух сторон обод закреплен крышками 3 посредством винтов 5. Крышки 3 сочленяются с подшипниками 8.
Асинхронные двигатели с внешним ротором применяют в электроинструменте, в рольганге на металлургических предприятиях (внешний ротор двигателя — это вращающийся ролик рольганга), в качестве двигателя-маховика для привода устройств, требующих равномерного вращения при неравномерной нагрузке на вал.
Однако самое широкое применение эти двигатели получили в гироскопических приборах в качестве гиродвигателей. Гироскопические приборы составляют основу навигационной техники в судостроении, авиации и ракетостроении. Основной элемент гироскопического прибора — гироскоп, то есть массивный цилиндрический ротор. Приведенный в быстрое вращение, этот ротор сохраняет неизменным положение в пространстве своей оси вращения. Чем больше частота вращения ротора, тем эффективнее проявляется это свойство.
Линейные асинхронные двигатели
Во многих производственных механизмах, транспортных средствах и приборных устройствах рабочий орган совершает поступательное или возвратно-поступательное движение. Для привода этих устройств и механизмов используют двигатели с вращательным движением ротора и промежуточным кинематическим звеном для преобразования вращательного движения в линейное. Такое звено усложняет привод, вызывает дополнительные потери мощности, снижает КПД и надежность.
Кинематика привода указанных устройств упрощается, если использовать линейный электродвигатель, у которого подвижная часть совершает поступательное или возвратно-поступательное движение. Наибольшее применение получили линейные асинхронные двигатели(ЛАД).Принцип действия ЛАД основан на способности многофазной (трехфазной) системы токов создавать бегущее магнитное поле. Если в обычном асинхронном двигателе статор цилиндрической формы разрезать вдоль его оси и развернуть в плоскость (рис. 2.7), то получим статор линейного двигателя, называемый индуктором 1.
Если обмотку индуктора соединить звездой или треугольником и включить в трехфазную сеть, то возникает магнитное поле, ось которого будет перемещаться вдоль развернутой поверхности сердечника индуктора с синхронной скоростью ν1. Такое магнитное поле называют бегущим.
Синхронная скорость бегущего поля пропорциональна частоте тока f1 и длине индуктора L1: и обратно пропорциональна числу пар полюсов в обмотке индуктора р.
Вблизи индуктора, параллельно ему, расположен вторичный элемент, состоящий из магнитопровода 2 (на рис. 2.7 показан пунктирными линиями), в пазы которого заложены алюминиевые или медные стержни 3 короткозамкнутой обмотки. Бегущее поле индуктора, сцепляясь со стержнями 3 короткозамкнутой обмотки, будет наводить в них ЭДС Е2, которая создаст токи Iа. Взаимодействуя с бегущим магнитным полем, эти токи создают электромагнитные силы Рэм, стремящиеся сместить магнитопроводы индуктора и вторичного элемента относительно друг друга в противоположных направлениях. Если один из магнитопроводов, например индуктора, закрепить неподвижно, то другой магнитопровод, называемый в этом случае бегунком, будет линейно перемещаться относительно первого в направлении движения бегущего поля. В итоге электроэнергия, поступающая в обмотку индуктора из сети, будет преобразовываться в механическую энергию линейного (поступательного) движения.
Если неподвижным сделать вторичный элемент, то бегунком станет индуктор, который будет перемещаться линейно в направлении, противоположном движению создаваемого им бегущего поля.
Гистерезисные двигатели
Работа гистерезисного двигателя основана на действии гистерезисного момента. На рис. 2.8 показаны два постоянных магнита, создающих поле статора.
Между ними расположен цилиндр (ротор) из магнитно-твердого материала. Под действием внешнего магнитного поля ротор намагничивается. На стороне ротора, обращенной к северному полюсу постоянного магнита, возбуждается южный полюс, а на стороне ротора, обращенной к южному полюсу постоянного магнита, — северный полюс.
На ротор начинают действовать силы, направленные радиально к его поверхности. Если полюса постоянного магнита вращать вокруг ротора, то вследствие явления магнитного запаздывания (гистерезиса) активная часть ротора не будет перемагничиваться одновременно с изменением направления вращающегося магнитного поля и между осью поля ротора и осью внешнего поля появится угол γ.
Явление магнитного запаздывания заключается в том, что частицы ферромагнитного материала (помещенного во внешнее магнитное поле), представляющие собой элементарные магниты, стремятся ориентироваться в соответствии с направлением внешнего поля. Если внешнее поле изменит свое направление, то элементарные частицы меняют свою ориентацию. Однако повороту элементарных частиц препятствуют в магнитно-твердых материалах внутренние силы молекулярного трения. Для изменения направления этих частиц необходима определенная МДС, вследствие чего перемагничивание ротора несколько отстает от изменения направления внешнего поля. Это отставание (магнитное запаздывание) характеризуется углом гистерезисного сдвига γ между вектором магнитного потока ротора Ф и вектором магнитного потока обмотки статора Ф (рис. 2.8). Этот угол зависит исключительно от магнитных свойств материала ротора.
Синхронные реактивные двигатели
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) - отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся.
Принцип действия СРД заключается в следующем. При включении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное поле. Как только ось этого поля d'—d’ займет положение в пространстве расточки статора, при котором она будет смещена относительно продольной оси невозбужденных полюсов ротора d—d на угол Θ в сторону вращения, между полюсами этого поля и выступающими полюсами невозбужденного ротора возникнет реактивная сила магнитного притяжения полюса ротора к полюсу вращающегося поля статора Fγ. Вектор этой силы Fр смещен относительно продольной оси ротора также на угол Θ, поэтому сила Fр имеет две составляющие: нормальную Fпр, направленную перпендикулярно продольной оси, и тангенциальную Ftp, полюсов ротора (рис. 2.9).
Совокупность тангенциальных составляющих реактивных сил Ftp на всех полюсах невозбужденного ротора создаст вращающий реактивный момент Мр, который будет вращать ротор с синхронной частотой ω1. С ростом механической нагрузки на вал СРД угол Θ увеличивается и момент Мр растет.
Однако при значении угла Θ = 90° реактивный момент Мр = 0. Такая зависимость момента Мр от угла Θ является принципиальной для реактивного момента, отличающей его от основной составляющей электромагнитного момента Мосн синхронного двигателя с возбужденным ротором, который при Θ = 90° имеет максимальное значение. Из рис. 2.9, б видно, что при Θ = 90° реактивные силы магнитного притяжения Рмр действующие на каждый полюс невозбужденного ротора, взаимно уравновешиваются и реактивный момент Мр = 0. Максимальное значение реактивного момента Мшах наступает при значении угля Θ = 45°
Мощность СРД и развиваемый им момент меньше, чем у синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора. Объясняется это тем, что у СРД из-за отсутствия магнитного потока ротора ЭДС Е0 = Θ, поэтому основная составляющая электромагнитного момента Мосн = 0 и электромагнитный момент СРД определяется лишь реактивной составляющей (М=МР). Следовательно, при одинаковых габаритах синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора и СРД мощность на валу и развиваемый момент у СРД намного меньше.
3
studfiles.net
Cтраница 1
Ротор дымососов ( электродвигатель с насаженным рабочим колесом) вынимают через отверстие в задней торцовой стенке улитки, расположенной между основным диском крыльчат - g ки и электродвигателем. В рабочем состоянии это отверстие закрывается съемной диафрагмой. [2]
Роторы дымососов и их корпуса для котлоагрегатов, работающих на твердом топливе, даже при наличии золоуловителей в той или иной степени подвергаются абразивному износу неуловленной золой топлива. [4]
Лопатки роторов дымососов приходится восстанавливать каждые 6 мес. [5]
И - ротор дымососа; 16 - вертикальный канал для рециркулирующих газов; 17 - ротор воздушного вентилятора; 18 - заслонка для регуллрования количества рециркулирующих газов; 19 - пружлна рычага к заслонке; 20 -заслонки, регулирующие циркуляцию газон по горизонтальным отопительным каналам; 21 - рычаг для заслонки; 22 -дымоход для отходящих газов; 2S - пекарные камеры; 2 - J - вытяжные трубы для водяных паров; 25 - заслонки вытяжных труб. [7]
Сущность балансировки ротора дымососа или вентилятора заключается в его уравновешивании при вращении. При балансировке ротора на окружности его диска намечают мелом 6 точек, для чего окружность делят на б равных частей. После этого к одной из указанных точек прикрепляют небольшой груз произвольного веса и ротор приводят во вращение от электродвигателя. Во время вращения ротора с помощью индикатора измеряют его вибрацию. [8]
Статическая балансировка роторов дымососов, вентиляторов, насосов и других вращающихся механизмов должна производиться на призмах ( ножах), укрепленных на прочных козлах грузоподъемностью не менее полуторной массы ротора. Призмы должны быть выверены по уровню и иметь ограничители, не допускающие скатывание ротора. [9]
После статической балансировки ротора дымососа или вентилятора запрещается оставлять ротор на балансировочных призмах без присмотра на длительное время. [10]
Отложений пыли на роторах дымососов за сухими газоочистками металлургического производства не наблюдается. В дымососах, устанавливаемых за электрофильтрами цементных печей, пыль откладывается не только на рабочих колесах, практически полностью закрывающих межлопаточные каналы, но и в направляющих аппаратах. [11]
Для снижения числа оборотов роторы дымососов соединены с электродвигателями через зубчатые редукторы; регулирование производительности дымососов производится гидромуфтами; при этом для уменьшения времени регулирования первоначальный импульс на открытие или закрытие получают заслонки юа напорных патрубках дымососов, и затем, когда гидромуфты сообщат роторам дымососов нужную скорость вращения, заслонки возвращаются в полностью открытое положение. [12]
Износ лопаток и дисков роторов дымососов уменьшает их прочность и может быть причиной разбалансировки и вибрации машин. Износ кожухов дымососов ведет к неплотностям, пыле-нию и ухудшению тяги. Высокая температура дымовых газов и нагрев вала дымососа создают тяжелые условия работы его подшипников, особенно ближайших к ротору, требуя их постоянного и надежного охлаждения и затрудняя выбор посадки на вал внутренней обоймы подшипников качения. [13]
Износ лопаток и дисков роторов дымососов зависит от сорта сжигаемого топлива и качества работы золоулови-тельных установок. [14]
Перед проведением статической балансировки роторов дымососов или вентиляторов на специальных балансировочных станках на них должны устанавливаться упоры, препятствующие падению ротора. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Рис.1
Электродвигатели с постоянным возбуждением основаны на постоянных магнитах в связи с их функцией. Особенно сильные магниты могут быть произведены в процессе спекания из соединений с редкоземельными материалами, такими, как кобальт и самарий или неодим, железо и бор. После искусственного дефицита этих материалов и, в результате, резкого роста затрат, цены сейчас снова падают. Однако, так как в настоящее время по-прежнему Китай контролирует большую часть поставляемого количества, необходимо продолжать считаться с резкими колебаниями цены. Кроме того, их наличие не гарантируется.
При этом, в будущем, затраты на редкоземельные магниты будут пустяковыми, но трудными для расчета производителями электродвигателей. Поэтому электродвигатели с постоянным возбуждением, которые являются особенно энергосберегающими, часто рассматриваются как дорогие в пользовательских кругах. Это не обязательно так, однако, каждый электрический привод с высокой эффективностью действительно зависит от мощных редкоземельных магнитов. ЕС-моторы с внешним ротором, например, которые используются в энергосберегающих вентиляторах, обходятся «простыми», экономически эффективными и, прежде всего, легко доступными ферритовыми магнитами, и они делают это с эффективностью более 90% в некоторых случаях.
Что такое ЕС мотор?Поскольку термины в приводной технике не обязательно всегда используются с ясными и недвусмысленными определениям, имеет смысл во-первых выяснить, какие двигатели на самом деле имеются в виду в связи с обсуждением редких земель. Будь это бесщёточный привод постоянного тока (BLDC двигатель), BLPM двигатель или EC двигатель, это всегда означает, что это синхронный двигатель с постоянным возбуждением, который работает с силовой электроникой — питаемой от бытовой электросети или с источником питания постоянного тока. Так называемые BLDC/BLPM двигатели обычно работают с прямоугольными токами (блочная коммутация). ЕС-моторы могут работать с прямоугольными токами, а также с синусоидальными токами (синусоидальная коммутация). В последнем случае достигается значительное снижение уровня шума по сравнению с блочной коммутацией. Конструкция с синусоидальными токами соответствует классическому синхронному двигателю. Основные функции ЕС мотора легко понятны (рис. 1):
Ротор с постоянными магнитами вращается синхронно с вращающимся полем статора. В отличие от питающегося от сети асинхронного двигателя, частота вращения ротора не связана автоматически с частотой напряжения питания, но предопределена тем, что называется электронной коммутацией. Поэтому работа EC двигателя всегда требует дополнительной электроники. Именно она определяет угловую скорость вращающегося магнитного поля, в котором синхронно с ним вращается ротор. Корреляция между напряжением и скоростью, а также между током и моментом в основном линейная. Следовательно, в отношении его характеристики крутящий момент/скорость, двигатель работает как двигатель с параллельным возбуждением (DC shunt motor). Для определения положения ротора, либо в мотор встраиваются датчики положения ротора, либо электронный коммутатор измеряет положение ротора без датчиков через его параметры — напряжение на роторе или ток двигателя. Холостой ход зависит от приложенного напряжения и числа витков обмотки статора.
Рис.2
Таким образом, в пределах, которые определяются физическими параметрами (например, выходная мощность, крутящий момент, температура и т.д.), может быть реализована без проскальзывания почти произвольная рабочая скорость (синхронная с вращающимся магнитным полем статора), которая даже может быть выше частоты сети, в отличие от асинхронного двигателя.Например, если работает вентилятор с EC двигателем, скорость может быть всегда адаптирована в соответствии с требованиями системы вентиляции или процесса. Следовательно, при частичной нагрузке потребление энергии может быть значительно уменьшено, потому что требуемая мощность вентилятора изменяется как третья степень от скорости. Помимо этого, ЕС двигатели имеют существенно более высокую эффективность (рис. 2), чем двигатели переменного тока, как при частичной, так и при полной нагрузках, и они обычно имеют меньшие размеры. Причиной этого является то, что EC двигатели не требуют тока намагничивания, текущие потери тепла ротора исчезают, и возможно реализовать специальную компоновку обмотки (single-tooth winding / toothcoil winding). Даже если обсуждение редкоземельных магнитов не в пользу этих двигателей, они просто лучший выбор с точки зрения энергоэффективности.
Динамические требования определяют выбор магнитовС ЕС-моторами вас не вынуждают полагаться на мощные редкоземельные магниты, потому что их превосходные магнитные качества действительно необходимы только для очень динамичных сервоприводов, таких, как те, которые используются в робототехнике. С одной стороны, здесь необходимы компактные размеры, с другой стороны, однако, чтобы минимизировать момент инерции, требуется минимально возможная масса ротора. Эти требования могут быть достигнуты только с высокой остаточной намагниченностью и высокой коэрцитивностью редкоземельных магнитов. Поэтому сегодня производители таких сервоприводов в первую очередь сосредоточили внимание на сокращении необходимой массы и высоты магнита с помощью сложных оптимизаций, и они уже достигли здесь очень значительной экономии.
Специалисты по двигателям и вентиляторам компании ebm-papst Mulfingen со своими вентиляторами, которые оснащены энергосберегающими GreenTech EC двигателями, даже не сталкивались с этой проблемой. Несмотря на свою высокую эффективность, эти приводы сделаны без редкоземельных магнитов. Ключевым для этого является принцип двигателя с внешним ротором:
Ротор находится на внешней стороне
Рис.3
Здесь часть двигателя находится в покое, статор расположен внутри и окружен частью, которая движется, ротором (рис.3). Расположенный снаружи ротор вращается вокруг внутреннего статора. При таком расположении, мотор с внешним ротором может достичь более высокого крутящего момента, чем с внутренним ротором при той же длине модуля, той же самой магнитной системе и той же толщине магнита. При удачном использовании степеней свободы в области вентилятора, двигатель с внешним ротором с использованием магнитотвердых ферритовых магнитов может достичь крутящего момента и эффективности, которых двигатель с внутренним ротором может добиться только с редкоземельными магнитами с ограниченными степенями свободы (объём, масса). В отличие от сервоприводов, вентиляторы не требуют высокой динамики. Совсем наоборот; определенный момент инерции очень желателен для вентиляторов, чтобы иметь плавный запуск и определённую динамику. Поэтому можно без дальнейшей суеты отказаться от редкоземельных магнитов и использовать ферритовые магниты, которые не только значительно более рентабельным, но и имеют стабильные цены на рынке из-за их доступности.
Рис.4
Конструкция двигателя с внешним ротором является выгодной для вентиляторов также и в другом отношении, а именно, осевые или центробежные колёса могут быть установлены на вращающихся роторах, непосредственно на «корпусе» двигателя (рис. 4). Компактные размеры, особенно в осевом направлении, являются следствием этого и охлаждение становится проще, когда двигатель может использовать воздух, вытесняемый вентилятором, для собственного охлаждения. Конструкция с синусоидальной коммутацией также обеспечивает особенно низкий уровень шума. Следовательно, энергоэффективные GreenTech ЕС-вентиляторы совершенно не зависят от рыночной тенденции редкоземельных магнитов.
Источник: http://www.ebmpapst.com.cn
www.polel.ru
