Cтраница 2
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором выпускают с номинальной мощностью 0 6 - 100 кВт на синхронные частоты вращения 600, 750, 1000, 1500 и 3000 об / мин. Частоту вращения асинхронного электродвигателя можно повысить, увеличив частоту переменного тока. При шлифовании отверстий малого диаметра для получения необходимой скорости резания нужны очень высокие частоты вращения шлифовальных шпинделей. Например, при шлифовании кругом диаметром до 3 мм со скоростью 30 м / с частота вращения шпинделя должна быть равна 200 000 об / мин. Электрошпиндель представляет собой шлифовальный шпиндель с встроенным асинхронным коротко-замкнутым электродвигателем повышенной частоты. Широко используют электрошпиндели на подшипниках с воздушной смазкой. [17]
Из формулы (10.38) следует, что верхний предел частоты вращения ( синхронной) асинхронных и синхронных электродвигателей при питании их от сетей промышленной частоты составляет 3000 об / мин. Нижний предел частоты вращения нормальных асинхронных электродвигателей, выпускаемых промышленностью серийно, составляет 300 об / мин. В случае необходимости по спецзаказу заводом-изготовителем могут быть выполнены электродвигатели и с частотой вращения до 75 об / мин. [18]
Трехфазный инвертор с широтно-импульсной модуляцией преобразует фиксированное постоянное напряжение в регулируемое по частоте и величине переменное напряжение. Это напряжение используется для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя. [19]
Второй раздел посвящен основам теории асинхронных машин. Рассматриваются принцип действия, разновидности асинхронных машин, их режимы работы, механические и рабочие характеристики, пусковые ражи мы к основные способа регулирования частоты вращения асинхронных электродвигателей. Выведены наиболее общие и точные схемы завещания и выражения токов, злектродвижуних сил и магнитного потокосцепдения асинхронных машин. Показано, что из них при определенных допущениях слэдувт в известном смысла приближенные схемы замещения, выражения токов и моментов, описанные в известных литературных источниках. [20]
Обмотки наматываются с числом пар полюсов, определяемым частотой вращения ротора. Наиболее распространены асинхронные двигатели с числом пар полюсов 2, 4, 6 и 8 с синхронной частотой вращения ротора соответственно 3000, 1500, 1000 и 750 об / мин. Частота вращения асинхронного электродвигателя на 3 - 6 % НИЖЕ синхронной вследствие того, что ротор несколько отстает от синхронной частоты вращения магнитного поля статора. [22]
У асинхронных электродвигателей частота вращения якоря на 2 - 7 % отстает от частоты вращения магнитного поля статора. Действительная частота вращения асинхронного электродвигателя будет определяться следующими величинами: 2940 - 2820, 1470 - 1410, 980 - 930, 735 - 710, 580 - 565 об / мин. Следует отметить, что частота вращения асинхронного электродвигателя практически не зависит от степени нагрузки электродвигателя и возрастает при холостом ходе машины не более чем на 2 - 3 %, поэтому при установке колес на валу электродвигателя или соединении валов муфтой частота вращения будет ограничена приведенными выше значениями. [23]
На рис. 9.2 а ( 3) показан трехфазный двухполупериодный управляемый мостовой выпрямитель с последовательно включенной индуктивной нагрузкой. Такая схема работает как управляемый источник постоянного тока. Трехфазный инвертор тока преобразует постоянный ток в переменный с регулируемой частотой, с помощью которого можно управлять частотой вращения асинхронного электродвигателя. [24]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Cтраница 2
Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором путем включения реостата в цепь ротора сопровождается потерей энергии в реостате, что может существенно снизить энергетические показатели электропривода. Однако имеется возможность регулировать частоту вращения таких двигателей без потерь энергии в реостате. Для этого электрическую энергию, выделяющуюся в цепи ротора при скольжении ( энергию скольжения) посредством преобразовательной установки передают обратно в питающую сеть переменного тока или к вспомогательному двигателю, который сообщает дополнительную механическую энергию валу основного асинхронного двигателя. [16]
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором может быть осуществлено с помощью резисторов в цепи ротора по схеме рис. 3.7, а. Этот способ имеет те же преимущества и недостатки, что и способ регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока включением резистора в цепь якоря. [17]
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей путем переключения числа пар полюсов производится без потерь мощности. [18]
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей с контактными кольцами осуществляется введением в цепь ротора двигателя активного сопротивления. Что касается изменения частоты вращения двигателей постоянного тока, то оно может быть достигнуто, в зависимости от требуемых пределов регулирования исполнительного механизма, изменением подводимого напряжения, изменением магнитного потока двигателя, а также путем использования двигателя в системе генератор - двигатель. [19]
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей резисторами в цепи ротора дает малоустойчивые частоты вращения особенно при малых статических моментах и когда требуются низкие частоты вращения. [20]
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей несимметричными сопротивлениями ступеней резистора в роторе является как описано в § 3 - 5, неудовлетворительным. [21]
Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов осуществляется лишь ступенями. [22]
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей изменением частоты тока сети сложно, так как необходим какой-либо регулируемый преобразователь частоты или генератор. Поэтому такой способ не имеет широкого применения. [24]
Определить частоту вращения асинхронного двигателя при развиваемом моменте М 1 5 Мн, если двигатель имеет следующие параметры: отношение критического момента к номинальному МК / М 2; критическое скольжение sK 0 14; ni 1500 об / мин. [25]
Определить частоту вращения асинхронного двигателя при развиваемом моменте Afl5 М, если двигатель имеет следующие параметры: отношение критического момента к номинальному МК / МН 2; критическое скольжение sK 0 14; i 1500 об / мин. [26]
Регулируют частоту вращения асинхронных двигателей с фазовыми роторами изменением сопротивления цепи ротора, для чего с помощью контроллера вводят или выводят из цепи часть сопротивлений пускового реостата. При вводе или шунтировании сопротивлений соответственно уменьшается или увеличивается частота вращения вигателя. [27]
Глубокое регулирование частоты вращения асинхронного двигателя путем увеличения его скольжения связано с выделением в цепи ротора значительной электрической мощности скольжения, которая теряется на нагрев двигателя и резисторов. Можно использовать мощность скольжения, если к контактным кольцам ротора через выпрямитель присоединить двигатель постоянного тока, сочлененный с валом асинхронного двигателя. [28]
Плавное регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в узких пределах возможно путем изменения напряжения на его входе. Однако для относительно малого уменьшения частоты вращения требуется значительное снижение напряжения, что резко снижает перегрузочную способность двигателя. [29]
Для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором применяется метод реостатного регулирования, представляющий собой плавное регулирование скольжения ротора путем изменения активного сопротивления его фазных обмоток. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Cтраница 3
Этот способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя экономичен, но недостатком его является ступенчатое изменение частоты. Кроме того, стоимость такого двигателя значительно возрастает вследствие усложнения обмотки статора и увеличения габаритов машины. [31]
Частотный способ регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является наиболее перспективным, так как он принципиально обеспечивает глубокое, плавное и экономичное изменение частоты вращения машины. Однако для его реализации требуется специальный источник питания с регулируемой частотой и напряжением. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов осуществляется наиболее просто, но производится лишь ступенями. Регулирование частоты вращения при помощи регулировочного реостата, включенного в цепь обмотки ротора, наиболее просто, но неэкономично из-за увеличения электрических потерь в роторной цепи. [32]
Наиболее перспективным способом регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является ча-стотйый. [34]
Наиболее экономичным способом регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является частотный. Однако он требует создания сложных регулируемых преобразователей частоты, что усложняет систему управления двигателем в целом и снижает ее надежность. [35]
Реализация рассмотренного способа регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором осуществляется в каскадных соединениях с машинами постоянного тока. [36]
Какой из способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением практически не пригоден ( не позволяет существенно изменить частоту вращения) при отсутствии нагрузки на валу двигателя. [37]
В недалеком прошлом для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей применялись широко только два существенно несовершенных метода: включение резисторов в цепи ротора и переключение числа пар полюсов обмотки статора. Но первый метод экономически оправдан лишь при узких пределах регулирования и постоянстве момента на валу двигателя, а второй обеспечивает лишь ступенчатое регулирование и практически применяется для металлорежущих станков при небольших мощностях. [38]
Какой из перечисленных способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей наиболее неэкономичен. [39]
Одним из перспективных способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является изменение частоты напряжения на обмотках статора. [40]
Какой из перечисленных способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей в настоящее время наиболее экономичен. [41]
Одним из перспективных способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является изменение частоты напряжения на обмотках статора. [42]
Здесь не будем рассматривать способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей подачей несимметричного напряжения к статору, а также схемы с регулируемыми реакторами в роторе, так как эти способы пока еще не доведены до состояния, оправдывающего широкое практическое применение. [43]
Одним из наиболее перспективных способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей является изменение частоты напряжения на обмотках статора. [44]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Частота вращения ротора асинхронного двигателя просмотров - 348
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
n2 =n1(1 - s) = (f160/ p)(l - s). (15.2)
Из этого выражения следует, что частоту вращения ротора асинхронного двигателя можно регулировать изменением какой - либо из трех величин: скольжения s, частоты тока в обмотке статора f1 или числа полюсов в обмотке статора 2р.
Регулирование частоты вращения изменением скольжения sвозможно тремя способами: изменением подводимого к обмотке статора напряжения, нарушением симметрии этого напряжения и изменением активного сопротивления обмотки ротора.
Регулировка частоты вращения изменением скольжения происходит только в нагруженном двигателе. В режиме холостого хода скольжение, а следовательно, и частота вращения остаются практически неизменными.
Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения.Возможность этого способа регулирования подтверждается графиками М = f(s), построенными для разных значений U1 (см. рис. 13.5). При неизменной нагрузке на валу двигателя увеличение подводимого к двигателю напряжения вызывает рост частоты вращения. При этом диапазон регулирования частоты вращения получается небольшим, что объясняется узкой зоной устойчивой работы двигателя, ограниченным значением критического скольжения и недопустимостью значительного превышения номинального значения напряжения. Последнее объясняется тем, что с превышением номинального напряжения возникает опасность чрезмерного перегрева двигателя, вызванного резким увеличением электрических и магнитных потерь. В то же время с уменьшением напряжения U1двигатель утрачивает перегрузочную способность, которая, как известно, пропорциональна квадрату напряжения сети (см. § 13.2).
Подводимое к двигателю напряжение изменяют либо регулировочным автотрансформатором, либо реакторами, включаемыми в разрыв линейных проводов.
Узкий диапазон регулирования и неэкономичность (необходимость в дополнительных устройствах) ограничивают область применения этого способа регулирования частоты вращения.
Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения.При нарушении симметрии подводимой к двигателю трехфазной системы напряжения вращающееся поле статора становится эллиптическим (см. § 9.4). При этом поле приобретает обратную составляющую (встречное поле), которая создает момент Мобр, направленный встречно вращающему моменту Мпр. В итоге результирующий электромагнитный момент двигателя уменьшается (М = Мпр - Мобр).
Механические характеристики двигателя при этом способе регулирования располагаются в зоне между характеристикой при симметричном напряжении (рис. 15.10, а, кривая 1) и характеристикой при однофазном питании двигателя (кривая 2) — пределом несимметрии трехфазного напряжения.
Для регулировки несимметрии подводимого напряжения можно в цепь одной из фаз включить однофазный регулировочный автотрансформатор (AT) (рис. 15.10, б). При уменьшении напряжения па выходе AT несимметрия увеличивается и частота вращения ротора уменьшается. Недостатками этого способа регулирования являются узкая зона
Рис. 15.10. Механические характеристики (а) и схема включения (б) асинхронного двигателя при регулировании частоты вращения изменением симметрии трехфазной системы
регулирования и уменьшение КПД двигателя по мере увеличения несимметрии напряжения. Обычно данный способ регулирования частоты вращения применяют лишь в двигателях малой мощности.
Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора.Этот способ регулирования частоты вращения возможен лишь в двигателях с фазным ротором. Механические характеристики асинхронного двигателя, построенные для различных значений активного сопротивления цепи ротора (см. рис. 13.6), показывают, что с увеличением активного сопротивления ротора возрастает скольжение, соответствующее заданному нагрузочному моменту. Частота вращения двигателя при этом уменьшается. Зависимость скольжения (частоты вращения) от активного сопротивления цепи ротора выражается формулой, полученной преобразованием (13.13):
s = m1I/22 r'2/ (ω1 М). (15.3)
Практически изменение активного сопротивления цепи ротора достигается включением в цепь ротора регулировочного реостата (РР), подобного пусковому реостату (ПР) (см. рис. 15.2), но рассчитанного на длительный режим работы. Электрические потери в роторе пропорциональны скольжению (Рэ2 = sPэм), в связи с этим уменьшение частоты вращения (увеличение скольжения) сопровождается ростом электрических потерь в цепи ротора и снижением КПД двигателя. Так, если при неизменном нагрузочном моменте на валу двигателя увеличить скольжение от 0,02 до 0,5, что соответствует уменьшению частоты вращения примерно вдвое, то потери в цепи ротора составят почти половину электромагнитной мощности двигателя. Это свидетельствует о неэкономичности рассматриваемого способа регулирования. К тому же крайне важно иметь в виду, что рост потерь в роторе сопровождается ухудшением условий вентиляции из-за снижения частоты вращения, что приводит к перегреву двигателя (см. § 31.1).
Рассматриваемый способ регулирования имеет еще и тот недостаток, что участок механической характеристики, соответствующий устойчивой работе двигателя, при введении в цепь ротора добавочного сопротивления становится более пологим и колебания нагрузочного момента на валу двигателя сопровождаются значительными изменениями частоты вращения ротора. Это иллюстрирует рис. 15.11, на котором видно, что если нагрузочный момент двигателя изменится на ΔМст = М/ст – М//ст, то изменение частоты
Рис. 15.11. Влияние сопротивления цепи ротора на
колебания частоты вращения при изменении нагрузки
вращения при выведенном регулировочном реостате ( rд' = 0 ) составит Δn2I, а при введенном реостате - Δn2II. В последнем случае изменение частоты вращения значительно больше.
Но несмотря на указанные недостатки, рассмотренный способ регулирования частоты вращения широко применяется в асинхронных двигателях с фазным ротором. Учитывая зависимость отконструкции регулировочного реостата данный способ регулирования частоты вращения может быть плавным (при плавном изменении сопротивления РР) или ступенчатым (при ступенчатом изменении сопротивления РР).
Способ обеспечивает регулирование частоты вращения в широком диапазоне, но только вниз от синхронной частоты вращения. Вместе с тем он обеспечивает двигателю улучшенные пусковые свойства (см. § 15.1).
Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в статоре.Этот способ регулирования (частотное регулирование) основан на изменении синхронной частоты вращения n1 = f1 60/ р .
Для осуществления этого способа регулирования необходим источник питания двигателя переменным током с регулируемой частотой. В качестве таких источников могут применяться электромашинные, ионные или полупроводниковые преобразователи частоты (ПЧ). Чтобы регулировать частоту вращения, достаточно изменить частоту тока f1. Но с изменением частоты f1 = ω1p/ (2π) будет изменяться и максимальный момент [см. (13.18)]. По этой причине для сохранения неизменными перегрузочной способности, коэффициента мощности и КПД двигателя на требуемом уровне крайне важно одновременно с изменением частоты f1 изменять и напряжение питания U1. Характер одновременного изменения f1 и U1 зависит от закона изменения момента нагрузки и определяется уравнением
U/1 /U1 = (f1 //f1) (15.4)
где U1 и М — напряжение и момент при частоте f1 ; U'1 и М' -напряжение и момент при частоте f '1.
В случае если частота вращения двигателя регулируется при условии постоянства момента нагрузки ( М = М' = const), то подводимое к двигателю напряжение крайне важно изменять пропорционально изменению частоты тока:
U'1 = U1 f '1/f1(15.5)
При этом мощность двигателя увеличивается пропорционально нарастанию частоты вращения. В случае если же регулирование производится при условии постоянства мощности двигателя ( Рэм = Мω1 = const), то подводимое напряжение следует изменять в соответствии с законом
U'1 = U1 . (15.6)
Частотное регулирование двигателей позволяет плавно изменять частоту вращения в широком диапазоне (до 12:1). При этом источники питания с регулируемой частотой тока удорожают установку. По этой причине частотное регулирование до последнего времени применялось в основном для одновременного регулирования группы двигателей, работающих в одинаковых условиях (например, рольганговых двигателей). Но благодаря развитию силовой полупроводниковой техники в последние годы созданы устройства частотного регулирования, технико-экономические показатели которых оправдывают их индивидуальное применение для регулирования частоты вращения одиночных двигателей.
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей n2 =n1(1 - s) = (f160/ p)(l - s). (15.2) Из этого выражения следует, что частоту вращения ротора асинхронного двигателя можно регулировать изменением какой - либо из трех величин: скольжения s, частоты тока в обмотке статора f1 или... [читать подробенее]
oplib.ru
