Выполнила
Студентка 1 курса
Группы ТУ-2
Рожко Светлана
Саратов-2009 г
План написания работы:
Возможно вы искали - Реферат: Оптическое стекло
1. Общие сведения
2. Образование вращающегося магнитного поля
3. Пуск в ход однофазного асинхронного двигателя
4. Механическая характеристика
5. Однофазный асинхронный двигатель с экранированными (расщеплёнными) полюсами
Похожий материал - Курсовая работа: Проектирование главной понизительной подстанции промышленного предприятия
6. Способы пуска однофазного асинхронного двигателя
Библиография
1. Общие сведения
В настоящее время широко применяются однофазные асинхронные двигатели, которые являются основными в сети однофазного переменного тока. Статор такого двигателя имеет 2 обмотки – рабочую и пусковую (вспомогательную). Обе обмотки размещены в пазах сердечника так, что их оси смещены пространственно по окружности статора на 90º. Ротор имеет 1-у короткозамкнутую обмотку. Его устройство ротора однофазного двигателя такое же, как у трёхфазного (см. примечание.). Двигатели, выпускаемые промышленностью, имеет малую мощность: от 1 Вт (серия УАД) до 400 Вт (серия АВЕ) и даже 600 Вт (серия АОЛБ). Однофазные асинхронные двигатели применяются в схемах автоматического управления, в различного рода бытовых устройствах, в приводах механизмов малой мощности.
2. Образование вращающегося магнитного поля
Очень интересно - Дипломная работа: Разработка макета информационной и режимной модели электрических сетей 220 кВ
Для получения вращающего магнитного поля пусковая обмотка соединяется последовательно с конденсатором или активным сопротивлением и подключается параллельно рабочей обмотке. Подключение конденсатора или активного сопротивления даёт сдвиг фаз между токами в обмотках, близкий к 90º, что вызывает появление вращающегося магнитного поля статора. В момент времени, когда в пусковой обмотке сила тока, а следовательно, и магнитный поток достигают максимума, в рабочей обмотке ток (магнитный поток) равен нулю. Суммарный магнитный поток соответствует 1-у магнитному потоку. Через четверть периода максимум тока (магнитный поток) будет в рабочей обмотке, а в пусковой обмотке ток и магнитный поток в данный момент будут равны нулю. Суммарный магнитный поток соответствуют 2-у магнитному потоку. Ещё через четверть периода максимум силы отрицательного тока (магнитного потока) будет в пусковой обмотке, а в рабочей обмотке ток (магнитный поток) равен нулю. Суммарный магнитный поток соответствует 3-у магнитному потоку и т.д. Таким образом, при непрерывном синусоидальном изменении тока в рабочей и пусковой обмотках суммарный магнитный поток будет вращаться против хода часовой стрелки. Если амплитуды магнитных потоков рабочей и вспомогательной обмоток равны, то вращение магнитного поля будет круговым, при неравенстве амплитуд – эллиптическим.
Если статор имеет лишь одну обмотку, питаемую от сети синусоидальным током, тогда МДС этой обмотки создаёт пульсирующий в пространстве магнитный поток, который наводит переменную ЭДС и ток в короткозамкнутой обмотке ротора. МДС статора и ротора будут равны и противоположны по направлению, результирующая МДС равна нулю и, следовательно, пусковой момент равен нулю, ротор не вращается. Однако если ротор при помощи какой-либо посторонней силы привести во вращение, то в дальнейшем он будет вращаться, хотя эта сила будет снята. Он сам увеличит частоту вращения до номинальной и может преодолеть механическое торможение. Это явление можно объяснить, если представить пульсирующее магнитное поле в виде суммы двух вращающихся в противоположных направлениях магнитных полей. Оба магнитных потока создают равные по значению и противоположные по направлению вращающие моменты ротора. Поэтому ротор не может сам прийти в движение. Вращающий момент влево меньше вращающего момента вправо, и ротор будет вращаться вправо. Если придать начальное вращение ротору влево, ротор потом сам будет продолжать вращаться влево. Амплитудные значения вращающихся полей одинаковы и равны половине амплитудного значения пульсирующего поля.[1]
однофазный асинхронный электродвигатель статор
3. Пуск в ход однофазного асинхронного двигателя
После пуска двигателя обмотка с конденсатором остаётся включенной. Двигатели с конденсатором получили название однофазных конденсаторных двигателей.
В маломощных однофазных асинхронных двигателях сдвиг фаз в обмотках статора обеспечивается путём насадки на часть полюса медного кольца. В медном кольце возбуждается индукционный ток, обратный основному току обмотки, а следовательно, и магнитный поток кольца, противоположный магнитному потоку полюса, что создаёт сдвиг фаз и нарушение симметрии в магнитном потоке и обеспечивает вращающий момент ротора.
Вам будет интересно - Контрольная работа: Расчет основных размеров восстановительной и рафинировочной печей
Пуск однофазного двигателя может осуществляться путём приведения ротора во вращение внешней силой. Рабочая обмотка статора, включённая в сеть однофазного переменного тока, даёт пульсирующее магнитное поле. Оно не может привести ротор во вращение. Если магнитный поток возрастает, то в витке, расположенном в вертикальной плоскости, ЭДС индукции будет равна нулю, а в витке, расположенном в горизонтальной плоскости, будут максимальные ЭДС индукции и сила тока. На эти проводники действуют силы направленные к оси вращения, они не приводят ротор во вращение. Каждый проводник правой половины ротора имеет симметричный ему проводник на левой половине ротора с противоположным направлением тока. Поэтому силы, действующие на эти проводники, уравновешиваются.
4. Механическая характеристика
Рассматривая вращающиеся поля независимо, можно установить, что одно поле, взаимодействуя с ротором, создаёт вращающий момент одного направления, а другое поле – момент противоположного направления.
Механическая характеристика однофазного двигателя находится графическим сложением механических характеристик этих направлений. Из механической характеристики однофазного двигателя видно, что пусковой момент равен нулю. Для того, чтобы однофазный двигатель пустить в ход, не прибегая к сторонней силе, на статоре размещают вторую обмотку, сдвинутую в пространстве на 90º относительно первой. В цепь второй обмотки включён второй конденсатор, создающий в цепи этой обмотки сдвиг тока по фазе. Первая обмотка – рабочая, вторая – пусковая. Токи образуют вращающееся магнитное поле, создающее при взаимодействии с ротором вращающий момент, приводящий ротор двигателя во вращение. После разгона двигателя пусковая обмотка отключается от сети.
5. Однофазный асинхронный двигатель с экранированными (расщеплёнными) полюсами
Похожий материал - Лабораторная работа: Резонансные явления в простейших электрических цепях
Статор такого двигателя имеет явновыраженные полюсы, на которых расположена рабочая обмотка. Каждый полюс как бы расщеплён на две неравные части, одна из которых узкая, а другая – широкая. На узкой части помещён короткозамкнутый виток. Ротор двигателя короткозамкнутый, обычной конструкции. Пульсирующий магнитный поток, созданной переменной МДС рабочей обмотки статора, пронизывает короткозамкнутый виток и наводит в нём ЭДС, которая вызывает появление тока в витке и магнитного потока. Этот поток сдвинут по фазе относительно потока рабочей обмотки и складываясь с ним, создаёт в зоне короткозамкнутого витка результирующий магнитный поток, сдвинутый по фазе относительного 1-го потока. В результате под полюсом есть 2 магнитных потока, разнесённые в пространстве и сдвинутые по фазе (во времени), что обеспечивает получение вращающегося поля.
Технические данные подобных двигателей хуже, чем трёхфазных, поэтому они выпускаются на мощности до нескольких десятков ватт.
6. Способы пуска однофазного асинхронного двигателя
Однофазные асинхронные двигатели по сравнению с трёхфазными таких же размеров имеют мощную мощность, худшие пусковые качества, более низкий КПД и меньший коэффициент мощности.
cwetochki.ru
Количество просмотров публикации Однофазные асинхронные двигатели. Устройство и принцип действия. - 302
Области применения. Асинхронные двигатели небольшой мощности (15 — 600 Вт) применяют в автоматических устройствах и электробытовых приборах для привода вентиляторов, насосов и другого оборудования, не требующего регулирования частоты вращения. В электробытовых приборах и автоматических устройствах обычно используют однофазные микродвигатели, так как эти приборы и устройства, как правило, получают питание от однофазной сети переменного тока.
Принцип действия и устройство однофазного двигателя. Обмотка статора однофазного двигателя (рис. 4.60, а) расположена в пазах, занимающих примерно две трети окружности статора, которая соответствует паре полюсов. В результате
| |
(см. гл. 3) распределение МДС и индукции в воздушном зазоре близко к синусоидальному. Поскольку по обмотке проходит переменный ток, МДС пульсирует во времени с частотой сети. Индукция в произвольной точке воздушного зазора
(4.99)
Вх = Вm sinωtcos (πх/τ).
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в однофазном двигателе обмотка статора создает неподвижный поток, изменяющийся во времени, а не круговой вращающийся поток, как в трехфазных двигателях при симметричном питании.
Для упрощения анализа свойств однофазного двигателя представим (4.99) в виде
(4.99a)
Вх = 0,5Вт sin (ωt - πх/τ) + 0,5Вт sin (ωt + πх/τ),.
т. е. заменим неподвижный пульсирующий поток суммой идентичных круговых полей, вращающихся в противоположных направлениях и имеющих одинаковые частоты вращения: n1пр= n1обр = n1 . Поскольку свойства асинхронного двигателя при круговом вращающемся поле подробно рассмотрены в § 4.7 — 4.12, анализ свойств однофазного двигателя можно свести к рассмотрению совместного действия каждого из вращающихся полей. Иными словами, однофазный двигатель можно представить в виде двух одинаковых двигателей, роторы которых жестко связаны между собой (рис. 4.60, б), при встречном направлении вращения магнитных полей и создаваемых ими моментов Мпр и Мобр . Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называют прямым; поле обратного направления — обратным или инверсным.
Допустим, что направление вращения роторов совпадает с направлением одного из вращающихся полей, к примеру с nпр . Тогда скольжение ротора относительно потока Фпр
(4.100)
sпр = (n1пр - п2 )/n1пр = (n1 - п2 )/n1 = 1 - n2 /n1 ..
Скольжение ротора относительно потока Фобр
(4.101)
sобр = (n1обр + п2 )/п1обр = (n1 + п2 )/n1 = 1 + п2 /n1 ..
Из (4.100) и (4.101) следует, что
(4.102)
so6p = 1 + п2 /n1 = 2 - sпр ..
Электромагнитные моменты Мпр и Мобр , образуемые прямым и обратным полями, направлены в противоположные стороны, а результирующий момент однофазного двигателя Мрез равен разности моментов при одной и той же частоте вращения ротора.
На рис. 4.61 показана зависимость М = f(s) для однофазного двигателя. Рассматривая рисунок, можно сделать следующие выводы:
а) однофазный двигатель не имеет пускового момента; он вращается в ту сторону, в которую приводится внешней силой; б) частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента͵ образуемого обратным полем;
в) рабочие характеристики однофазного двигателя хуже, чем трехфазного; он имеет повышенное скольжение при номинальной нагрузке, меньший КПД, меньшую перегрузочную способность, что также объясняется наличием обратного поля;
г) мощность однофазного двигателя составляет примерно 2/3 от мощности трехфазного двигателя того же габарита͵ так как в однофазном двигателе рабочая обмотка занимает только 2/3 пазов статора. Заполнять все пазы статора
| |
| Рис. 4.61. Механическая характеристика однофазного асинхронного двигателя |
так как при этом обмоточный коэффициент получается малым, расход меди возрастает примерно в 1,5 раза, в то время как мощность увеличивается только на 12%.
Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели имеют пусковую обмотку, сдвинутую на 90 электрических градусов относительно основной рабочей обмотки. На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — емкость или активное сопротивление. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, при этом двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения, чем рабочую, и укладывают в меньшее число пазов.
Подробно рассмотрим процесс пуска при использовании в качестве фазосдвигающего элемента емкости С (рис. 4.62, а). На пусковой обмотке П напряжение Ú1п = Ú1 — ÚC = Ú1 +jÍ1п XC, т. е. оно сдвинуто по фазе относительно напряжения сети U1 , приложенного к рабочей обмотке Р. Следовательно, векторы токов в рабочей I1р и пусковой I1побмотках сдвинуты по фазе на некоторый угол. Выбирая определенным образом емкость фазосдвигающего конденсатора, можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному (рис. 4.62, б), т. е. получить круговое вращающееся поле. На рис. 4.62, в показаны зависимости М = f(s) для двигателя при включенной (кривая 1) и выключенной (кривая 2) пусковой обмотке. Пуск двигателя осуществляется на части аb характеристики 1; в точке bпусковая обмотка выключается, и в дальнейшем двигатель работает на части сО характеристики 2.
Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает механическую характеристику двигателя, в некоторых случаях применяют однофазные двигатели, в которых обмотки А и В
| |
| Рис. 4.62. Схема однофазного асинхронного двигателя с конденсаторным пуском (а), его векторная диаграмма (б) и механическая характеристика (в) |
| | Рис. 4.63. Схема конденсаторного асинхронного двигателя (a) и его механическая характеристика (б) |
включены все время (рис. 4.63, а). Такие двигатели называют конденсаторными.
Обе обмотки конденсаторных двигателей занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют одинаковую мощность. При пуске конденсаторного двигателя для увеличения пускового момента целесообразно иметь увеличенную емкость Ср + Сп . После разгона двигателя по характеристике 2 (рис. 4.63,б) и уменьшения тока часть конденсаторов Сн отключают, чтобы при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) увеличить емкостное сопротивление и обеспечить работу двигателя в условиях, близких к работе при круговом вращающемся поле. При этом двигатель работает на характеристике 1.
Конденсаторный двигатель имеет высокий cos φ. Недостатками его являются сравнительно большая масса и габариты конденсатора, а также возникновение несинусоидального тока при искажениях питающего напряжения, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ в ряде случаев приводит к вредному воздействию на линии связи.
При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым сопротивлением R (рис. 4.64, а). Наличие активного сопротивления в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз φп между напряжением и током в этой обмотке (рис. 4.64, б), чем сдвиг фаз φр в рабочей обмотке. В связи с этим токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол φр — φп и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря которому и возникает пусковой момент. Двигатели с пусковым сопротивлением надежны в эксплуатации в выпускаются серийно. Пусковое сопротивление встраивают в корпус двигателя и охлаждают тем же воздухом, который охлаждает весь двигатель.
| Рис. 4.64. Схема однофазного асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением (а) и его векторная диаграмма (б) | |
Однофазные микродвигатели с экранированными полюсами. В этих двигателях обмотку статора, подсоединяемую к сети, выполняют обычно сосредоточенной и укрепляют на явно-выраженных полюсах (рис. 4.65, а), листы которых штампуют совместно со статором. В каждом полюсе один из наконечников охватывается вспомогательной обмоткой, состоящей из одного или нескольких короткозамкнутых витков, которые экранируют от 1/5 до 1/2 полюсной дуги. Ротор двигателя — короткозамкнутый обычного типа.
Магнитный поток машины, создаваемый обмоткой статора (поток полюса), можно представить в виде суммы двух составляющих (рис. 4.65, б) Фп = Фп1 + Фп2 , где Фп1 — поток, проходящий через часть полюса, не охваченную короткозамкну-тым витком; Фп2 — поток, проходящий через часть полюса, экранированную короткозамкнутым витком.
Потоки Фп1 и Фп2 проходят через различные части полюсного наконечника, т. е. смещены в пространстве на угол β. Вместе с тем, они сдвинуты по фазе относительно МДС Fп обмотки статора на различные углы — γ1 и γ2 . Это объясняется тем, что каждый полюс описываемого двигателя можно рассматривать в первом приближении как трансформатор, первичной обмоткой которого является обмотка статора, а вторичной — короткозамкнутый виток. Поток обмотки статора индуцирует в короткозамкнутом витке ЭДС Eк (рис. 4.65, в), вследствие чего возникает ток Iк и МДС Fк, складывающаяся с МДС Fп обмотки статора. Реактивная составляющая тока Iкуменьшает поток Фп2 , а активная — смещает его по фазе относительно МДС Fп . Так как поток Фп1 не охватывает короткозамкнутый виток, угол γ1 имеет сравнительно небольшое значение (4—9°) — примерно такое же, как угол сдвига фаз между потоком трансформатора и МДС первичной обмотки в режиме холостого хода. Угол γ2 значительно больше (около 45°), т. е. такой, как в трансформаторе со вторичной обмоткой, замкнутой накоротко (к примеру, в измерительном трансформаторе тока). Это объясняется тем, что потери мощности, от которых зависит угол γ2 , определяются не только магнитными потерями мощности в стали, но и электрическими потерями в короткозамкнутом витке.
| |
Рис. 4.65. Конструктивные схемы однофазного двигателя с экранированными полюсами и его векторная диаграмма: 1 — статор; 2 — обмотка статора; 3 —короткозамкнутый виток; 4 — ротор; 5 - полюс
Потоки Фп1 и Фп2 , смещенные в пространстве на угол β и сдвинутые по фазе во времени на угол γ = γ2 — γl , образуют эллиптическое вращающееся магнитное поле (см. гл. 3), ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ воздает вращающий момент, действующий на ротор двигателя в направлении от первого полюсного наконечника, не охватываемого короткозамкнутым витком, ко второму наконечнику (в соответствии с чередованием максимумов потоков ʼʼфазʼʼ).
Для увеличения пускового момента рассматриваемого двигателя путем приближения его вращающегося поля к круговому применяют различные способы: устанавливают между полюсными наконечниками смежных полюсов магнитные шунты, которые усиливают магнитную связь между основной обмоткой и короткозамкнутым витком и улучшают форму магнитного поля в воздушном зазоре; увеличивают воздушный зазор под наконечником, не охватываемым короткозамкнутым витком; используют два и большее количество коротко-замкнутых витков на одном наконечнике с разными углами охвата. Имеются также двигатели без короткозамкнутых витков на полюсах, но с несимметричной магнитной системой: различной конфигурацией отдельных частей полюса и разными воздушными зазорами. Такие двигатели имеют меньший пусковой момент, чем двигатели с экранированными полюсами, но КПД их выше, так как у них отсутствуют потери мощности в короткозамкнутых витках.
Рассмотренные конструкции двигателей с экранированными полюсами являются нереверсивными. Для осуществления реверса в таких двигателях вместо короткозамкнутых витков применяют катушки В1, В2, В3 и В4 (рис. 4.65, в), каждая из которых охватывает половину полюса. Замыкая накоротко пару катушек В1 и В4 или В2 и В3,можно экранировать одну или другую половину полюса и изменять таким образом направление вращения магнитного поля и ротора.
Двигатель с экранированными полюсами имеет ряд существенных недостатков: сравнительно большие габаритные размеры и массу; низкий cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; низкий КПД η = 0,25 ÷ 0,4 из-за больших потерь в короткозамкнутом витке; небольшой пусковой момент и др. Размещено на реф.рфДостоинствами двигателя являются простота конструкции и вследствие этого высокая надежность в эксплуатации. Благодаря отсутствию зубцов на статоре шум двигателя незначителен, в связи с этим он часто употребляется в устройствах по воспроизводству музыки и речи.
referatwork.ru
Однофазный асинхронный двигатель - раздел История, ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
Рассмотрим электрическую схему однофазного асинхронного двигателя с одной обмоткой на статоре. Однофазный асинхронный двигатель – это асинхронный двигатель, подключенный к однофазной сети переменного тока. Конструкция совпадает с конструкцией трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Такой асинхронный двигатель вращающегося магнитного поля не создает, так как отсутствует пространственный и временной сдвиг. Для создания вращающегося магнитного поля однофазный асинхронный двигатель снабжают наряду с рабочей обмоткой пусковой обмоткой, которая имеет пространственный сдвиг относительно рабочей обмотки на 90° (рис. 14.3). Кроме того, однофазный асинхронный двигатель имеет фазосдвигающие элементы zп, роль которых могут играть сопротивление R, индуктивность L, емкость С.
Наиболее часто в качестве фазосдвигающего элемента zп используют емкость. Такие двигатели называются конденсаторными однофазными двигателями. В момент пуска ключ К замкнут, и механическая характеристика, соответствующая асинхронному двигателю (рис. 14.3), имеет следующий вид (рис. 14.2).
Рис. 14.2. Механическая характеристика однофазного асинхронного двигателя
| 
Рис. 14.3. Схема подключения однофазного асинхронного двигателя
|
Когда скорость двигателя становится равной скорости ωа, ключ К размыкается и работа двигателя дальше происходит по механической характеристике CN.
Преимущества и недостатки трехфазного асинхронного двигателяс короткозамкнутым ротором
Асинхронные двигатели просты в эксплуатации, поэтому нашли широкое применение в практике.
Недостатки:
1) cosφ < 1, поэтому асинхронные двигатели потребляют из сети не только активную, но и реактивную мощность, которая полезной работы не совершает. Обусловленные реактивной мощностью токи только загружают сеть и тем самым увеличивают потери;
2) большое значение пускового тока, который характеризуется коэффициентом кратности
, (14.3)
где Iп– ток в обмотке статора в момент пуска;
Iном – номинальный ток в обмотке статора.
Такие большие значения Кп оказывают сильное отрицательное влияние на сеть, которая подключается к двигателю, за счет чего возникает значительное изменение напряжения в сети;
3) вследствие того, что развиваемый момент асинхронного двигателя (момент на валу) прямо пропорционален квадрату напряжения сети, то при снижении напряжения в сети возможна самопроизвольная остановка асинхронного двигателя.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Государственное образовательное учреждение... Высшего профессионального образования... Омский государственный технический университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Однофазный асинхронный двигатель
Лекция 3. Электрический ток. Электрическое поле Электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов. Для возникновения эле
Лекция 4. ЭДС источника электрической энергии. Напряжение ЭДС источника электрической энергии численно равна работе сторонних сил по перемещению едини
Постоянные и мгновенные значения тока, напряжения и ЭДС Так как ток, напряжение, ЭДС могут быть постоянными и переменными, то для отражения этого факта используют р
Лекция 5. Идеализированные элементы электрической цепи Таблица 5.1 Идеализированные элементы электрической цепи № Название идеализирова
Характеристики переменного тока Для однозначного описания процессов в электрической цепи необходимо знать не только значение вел
Второй закон Кирхгофа Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре численно равна алгебраической сумме ЭД
Метод векторных диаграмм Этот метод используется для лучшего понимания и наглядности представления процесса, изменяющегося по гарм
Лекция 7. Действующее значение переменного тока. Связь между током и напряжением в элементах электрической цепи тока Действующее значение переменного тока равно такому значению постоянного тока, которое за время, р
Активное сопротивление Пусть имеется цепь переменного тока (рис. 7.3).
Индуктивность Рис. 7.5. Электрическа
Емкость Рис. 7.7. Электрическая
Лекция 9. Мощность цепи переменного тока Из определения разности потенциалов следует, что работа электрического поля по перемещению положительног
Лекция 10. Трехфазные электрические цепи Электрическая цепь, в которой действует одна ЭДС, называется однофазной. Многофазные электрические це
Принцип действия синхронного генератора При вращении ротора, его магнитное поле пересекает витки статора и по закону электромагнитной индукции нав
Связь линейного напряжения с фазным Допустим, что рассматривается симметричная трехфазная система, т.е.
Связь линейного и фазного тока Рассмотрим часть приведенной схемы (рис.10.4), относящейся к фазе А. Из рисунка следует, что IАФ=IА
Мощность в трехфазных цепях переменного тока Активная мощность трехфазного симметричного приемника электрической энергии состоит из трех составляющи
Принцип действия трансформатора При подключении первичной обмотки на напряжение u1в обмотке возникает переменный ток i1, который
Коэффициент трансформации трансформатора Из теории трансформаторов следует, что U1 ≈ E1. Поделим выражения (11.2) на (11.3):
Саморегулирование магнитного потока трансформатором При эксплуатации трансформатора в системах электроснабжения выполняется следующие условия :
Трехфазные силовые трансформаторы Подразделяются: · на групповые; · трехстержневые. Групповые трансформаторы – это трансформа
Энергетическая диаграмма трансформатора Рассмотрим однофазный двухобмоточный трансформатор.
Зависимость коэффициента полезного действия от нагрузки Для описания этой зависимости вводится понятие – коэффициента загрузки трансформатора, который определяе
Лекция 13. Электрические машины Электрические машины – это электротехнические устройства, предназначенные для преобразования электричес
Лекция 14. Устройство машин переменного тока Из законов Ампера и Фарадея следует, что в основу принципа действия любой электрической машины упрощенно м
Электрические машины переменного тока К электрическим машинам переменного тока относятся синхронные и асинхронные машины. Синхронные ма
Конструктивное исполнение электрических машин переменного тока Статор электрических машин переменного тока несет на себе двух- или трехфазную обмотку, которая по
Конструкция роторов электрических машин переменного тока Отличаются электрические машины переменного тока в основном конструкцией исполнения ротора.
Роторы асинхронных машин Короткозамкнутый ротор набирается из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. В паз
Лекция 15. Принцип действия асинхронного двигателя При подключении обмотки статора к сети переменного тока в статоре практически мгновенно возникает вращ
Лекция 16. Электрические машины постоянного тока Машина постоянного тока – это электротехническое устройство представляющее собой, объединенные в единую
Принцип действия генератора постоянного тока При вращении якоря со скоростью ω от какого-либо внешнего устройства в проводниках по закону электромагн
Лекция 17. Машины постоянного тока Вентильный генератор постоянного тока Принцип действия. При в
Лекция 18. ЭДС обмотки якоря Число полюсов индуктора равно четырем. Вводится р – число пар полюсов. Для этого статора р = 2, а 2р = 4;  
Регулирование скорости двигателя постоянного тока 1. Уравнение баланса напряжений в цепи якоря (см. (17.10) имеет вид Ея = Uс – Iя(Rд + R
Якорный способ Пусть UС меняется следующим образом: (ум
Полюсное регулирование Пусть Ф изменяется согласно неравенству ФНОМ > Ф1 > Ф2. из уравнения следует, что при уме
Реостатное регулирование Пусть RД изменяется следующим образом: RД НАЧ<RД1<RД2 , RД НАЧ = 0. Из уравнения (1
Лекция 20. Измерительные трансформаторы тока и напряжения Измерительные трансформаторы тока и напряжения используются для преобразования и передачи электрических
Трансформатора тока Трансформатор тока (рис. 19.1) состоит из сердечника, выполненного из высококачественной листовой эл
Особенности эксплуатации трансформаторов тока Известно, что у силовых трансформаторов существует свойство саморегулирования магнитного потока сердечни
Измерительные трансформаторы напряжения Трансформаторы напряжения применяются для питания обмотки вольтметра и реле в устройствах переме
Лекция 21. Системы электроснабжения. Определения, терминология. Электроустановками – называются электрические машины, линии и вспомогательное оборудование (вме
Принцип построения систем электроснабжения Построение систем электроснабжения осуществляется по ряду основных принципов. Эти принципы можно сгруппи
Лекция 23. Основные термины и понятия в области энергосбережения Энергосбережение – это: 1) подъем производства; 2) увеличение доходов населения; 3) охр
Лекция 24. Основные мероприятия и принципы энергосбережения 1. Энергетическая паспортизация всех предприятии независимо от форм собственности. Наличие энерге
При энергосбережении Стоимость энергоресурсов складывается на предприятии из платы за электрическую, тепловую энергию
Лекция 25. Уравнение Максвелла. Вихревое электрическое поле. Из закона Фарадея: , (23.1) сле
Ток смещения 3. Всякое изменение электрического поля вызывает появление в окружающем пространстве вихревого магнитного
Особенности тока смещения Рассмотрим электрическую цепь переменного тока:
Лекция 26. Закон изменения напряжения на обкладках конденсатора ; (24.1)
Напряженность электрического поля внутри конденсатора , (24.5) где
Лекция 28. Компенсация реактивной мощности Вопрос о компенсации реактивной мощности является одним из основных вопросов, решаемых как на стадии проек
Цели и задачи дисциплины Данная дисциплина призвана подтвердить правильность выбора студентами своей будущей профессии, пробудить
Рекомендуется для удобства работы распечатать этот материал Для подготовки к сдаче экзамена и зачета необходимо: 1. Уметь ответить на контрольные вопросы,
Рекомендации для сдачи зачета и экзамена Для стимулирования систематической работы студентов в течении семестра обучение на 1 курсе проводитс
СЕМЕСТР 1 неделя рубежного контроля 12-17 октября: Практическая работа (допо
СЕМЕСТР 1 неделя рубежного контроля 15-20 марта: Практическая рабо
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10 1. Саморегулирование магнитного потока трансформатора. (Л.12 фор.11.15 стр.41,см.также фор. 11.1-11.11 стр.39-40) 2. Оп
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25 1. Связь между током и напряжением на индуктивности. (Л.7 рис.7.5-7.6 фор.7.19-7.27 стр.24-25,знать 2-ой закон Кирхгофа Л.6
Технические средства обучения и контроля. 5.1.1 Использование учебных плакатов. Плакаты: 1. Электрическое сопротивление. 2. Последовательное с
allrefers.ru
По дисциплине «Электрооборудование подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин» Электродвигатели Выполнил: студент группы М-10-1 Корбанов В.Д. Проверил: Федина С.Э. Новомосковск 2013 Электродвигатели. Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления, в быту. Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором.Асинхронные электродвигатели (АД) находят в народном хозяйстве широкое применение. По разным данным до 70% всей электрической энергии, преобразуемой в механическую энергию вращательного или поступательного движения, потребляется асинхронным двигателем. Электрическую энергию в механическую энергию поступательного движения преобразуют линейные асинхронные электродвигатели, которые широко используются в электрической тяге, для выполнения технологических операций. Широкое применение АД связано с рядом их достоинств. Асинхронные двигатели - это самые простые в конструктивном отношении и в изготовлении, надежные и самые дешевые из всех типов электрических двигателей. Они не имеют щеточноколлекторного узла либо узла скользящего токосъема, что помимо высокой надежности обеспечивает минимальные эксплуатационные расходы. В зависимости от числа питающих фаз различают трехфазные и однофазные асинхронные двигатели. Трехфазный асинхронный двигатель при определенных условиях может успешно выполнять свои функции и при питании от однофазной сети. АД широко применяются не только в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, но и в частном секторе, в быту, в домашних мастерских, на садовых участках. Однофазные асинхронные двигатели приводят во вращение стиральные машины, вентиляторы, небольшие деревообрабатывающие станки, электрические инструменты, насосы для подачи воды. Чаще всего для ремонта или создания механизмов и устройств промышленного изготовления или собственной конструкции применяют трехфазные АД. Причем в распоряжении конструктора может быть как трехфазная, так и однофазная сеть. Возникают проблемы расчета мощности и выбора двигателя для того или другого случая, выбора наиболее рациональной схемы управления асинхронным двигателем, расчета конденсаторов, обеспечивающих работу трехфазного асинхронного двигателя в однофазном режиме, выбора сечения и типа проводов, аппаратов управления и защиты. Такого рода практическим проблемам посвящена предлагаемая вниманию читателя книга. В книге приводится также описание устройства и принципа действия асинхронного двигателя, основные расчетные соотношения для двигателей в трехфазном и однофазном режимах. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Обращенный (питание с ротора) асинхронный двигатель, позволяющий плавно регулировать скорость от минимальной (диапазон определяется обмоточными данными добавочной обмотки, используемой для получения добавочной ЭДС, вводимой с частотой скольжения во вторичную цепь машины) до максимальной, лежащей обычно выше скорости синхронизма. Физически производится изменением раствора двойного комплекта щёток на каждую «фазу» вторичной цепи двигателя. Таким образом, переставляя при помощи механического устройства (штурвал или иное исполнительное устройство) щёточные траверсы являлось возможным весьма экономично управлять скоростью асинхронного двигателя переменного тока. Идея управления в общем предельно проста и будет реализована впоследствии в так называемых асинхронно-вентильных каскадах, где в цепь фазного ротора включали тиристорный преобразователь, работавший инвертором или в выпрямительном режиме. Сущность идеи — во вторичную цепь асинхронного двигателя вводится добавочная ЭДС изменяемой амплитуды и фазы с частотой скольжения. Задачу согласования частоты добавочной ЭДС с частотой скольжения ротора выполняет коллектор. Если добавочная ЭДС противонаправлена основной, производится вывод мощности из вторичной цепи двигателя с соответствующим уменьшением скорости машины, ограничение скорости вниз диктуется только условиями охлаждения обмоток). В точке синхронизма машины частота добавочной ЭДС равна нулю, то есть во вторичную цепь коллектором подаётся постоянный ток. В случае суммирования добавочной ЭДС с основной производится инвертирование добавочной мощности во вторичную цепь машины, и соответственно — разгон выше синхронной частоты вращения. Таким образом, результатом регулирования являлось семейство достаточно жестких характеристик с уменьшением критического момента при снижении скорости, а при разгоне выше синхронной скорости — с его пропорциональным увеличением.Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока ( частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока ) в энергию другого рода тока.Это явление объясняется на основе закона электромагнитной индукции. При движении полюсов магнита около поверхности диска в контурах под полюсом наводится электродвижущая сила и появляются токи, которые создают магнитное поле диска. Читатель, которому трудно представить проводящие контуры в сплошном диске, может изобразить диск в виде колеса со множеством проводящих ток спиц, соединенных ободом и втулкой. Две спицы, а также соединяющие их сегменты обода и втулки и представляют собой элементарный контур. Поле диска сцепляется с полем полюсов вращающегося постоянного магнита, и диск увлекается собственным магнитным полем. Очевидно, наибольшая электродвижущая сила будет наводиться в контурах диска тогда, когда диск неподвижен, и напротив, наименьшая, когда близка к скорости вращения диска. Перейдя к реальному асинхронному двигателю отметим, что короткозамкнутую обмотку ротора можно уподобить диску, а обмотку статора с магнитопроводом - вращающемуся магниту. Однако вращение магнитного поля в неподвижном статоре а осуществляется благодаря трехфазной системе токов, которые протекают в трехфазной обмотке с пространственным сдвигом фаз. Такие электрические машины называются преобразователями.В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. В зависимости от рода потребляемого или отдаваемого в сеть тока электрические машины подразделяются на машины переменного и постоянного тока. Выше отмечалось, что трехфазная обмотка статора служит для намагничивания машины или создания так называемого вращающегося магнитного поля двигателя. В основе принципа действия асинхронного двигателя лежит закон электромагнитной индукции. Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники короткозамкнутой обмотки ротора, отчего в последних наводится электродвижущая сила, вызывающая в обмотке ротора протекание переменного тока. Ток ротора создает собственное магнитное поле, взаимодействие его с вращающимся магнитным полем статора приводит к вращению ротора вслед за полями. Наиболее наглядно идею работы асинхронного двигателя иллюстрирует простой опыт, который еще в XVIII веке демонстрировал французский академик Араго Если подковообразный магнит вращать с постоянной скоростью вблизи металлического диска, свободно расположенного на оси, то диск начнет вращаться вслед за магнитом с некоторой скоростью, меньшей скорости вращения магнита.Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). Трехфазный асинхронный двигатель (АД) традиционного исполнения, обеспечивающий вращательное движение, представляет собой электрическую машину, состоящую из двух основных частей: неподвижного статора и ротора, вращающегося на валу двигателя. Статор двигателя состоит из станины, в которую впрессовывают так называемое электромагнитное ядро статора, включающее магнитопровод и трехфазную распределенную обмотку статора. Назначение ядра - намагничивание машины или создание вращающегося магнитного поля. Магнитопровод статора состоит из тонких (от 0,28 до 1 Мм) изолированных друг от друга листов, штампованных из специальной электротехнической стали. В листах различают зубцовую зону и ярмо а). Листы собирают и скрепляют таким образом, что в магнитопроводе формируются зубцы и пазы статора б). Магнитопровод представляет собой малое магнитное сопротивление для магнитного потока, создаваемого обмоткой статора, и благодаря явлению намагничивания этот поток усиливает. В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока очень часто используются постоянные магниты.Асинхронный электродвигатель с ко-роткозамкнутым ротором:1 — ротор,. 2 — обмотка статора, 3 — корпус, 4 — цилиндр из листов электротехнической стали, 5 — вал Асинхронный электродвигатель с фазным ротором:а — общий вид, б - ротор; 1 — вал, 2 — контактные кольца, 3 — обмотка ротора, 4 — пакет ротора Электродвигатель постоянного тока:1 — коллектор, 2 — щетки, 3 — якорь, 4 — главный полюс, 5 — катушка обмотки возбуждения, 6 — корпус, 7 — подшипниковый щит, 8 — вентилятор, 9 — обмотка якоря Ротор может быть: - короткозамкнутым; - фазным (с обмоткой) — используются там, где необходимо уменьшить пусковой ток и регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. Сейчас эти двигатели редкость, так как на рынке появились преобразователи частоты, ранее же они очень часто использовались в крановых установках. Якорь — это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора) или же работающего по этому же принципу так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отличие только в расчётах обмоток. На постоянном токе отсутствует реактивное (индуктивное или ёмкостное) сопротивление. Поэтому любая болгарка, если выкинуть электронный блок, будет вполне работоспособна и на постоянном токе, но при меньшем напряжении сети. Конструкция машин постоянного тока более сложная, стоимость выше и эксплуатация более дорогая, чем асинхронных, поэтому двигатели постоянного тока применяются в приводах, требующих широкого и плавного регулирования частоты вращения, или в автономных установках при питании двигателей от аккумуляторных батарей. Асинхронные двигатели переменного тока являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу привода большинства механизмов, используемых во всех областях человеческой деятельности. Наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели общего назначения средней мощности (от 1 до 4000 кВт) на низкое напряжение (до 1000 В) Говоря об асинхронных электродвигателях переменного тока, можно дополнительно выделить две основные группы по назначению: электродвигатели общего назначения (общепромышленные) и двигатели специального назначения. К двигателям специального назначения относятся крановые и металлургические, тяговые, судовые, экскаваторные и взрывозащищенные электродвигатели. Контактные кольца. Контактные кольца - вид электрических контактов, выполненных в виде токопроводящего кольца с прилегающими к нему щётками, обеспечивающих подачу электричества во вращающейся электрической машине из одной части цепи в другую при помощи скользящего контакта. Контактные кольца применяются в случае невозможности прямой передачи электрической энергии при помощи проводов, например при подаче на вращающийся вал. Используются в машиностроении, электродвигателях, робототехнике (для передачи информационного и управляющего сигнала). Применяемые в электродвигателях контактные кольца более предпочтительны по сравнению с коллекторным узлом, так как в процессе работы получают меньший износ. В зависимости от выбранного технологического решения могут применяться контактные кольца концентрические и продольные. Контактные кольца изготавливаются обычно из твёрдых металлов и, в отдельных случаях, имеют устойчивое к износу и воздействию внешней среды покрытие (позолоченное или серебряное). Также известны случаи применения жидкометаллических контактных колец — ртутных токосъемников, обеспечивающих передачу больших токов и имеющие низкое сопротивление. Литература:
|
ref.lecture.in.ua
