Г
рафик зависимости
График зависимости 
График зависимости 
График зависимости 
График зависимости 
Вопрос №1. Объяснить устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Ответ: Асинхронный двигатель - это машина переменного тока. Слово "асинхронный" означает не одновременный. При этом имеется в виду, что у асинхронных двигателей частота вращения магнитного поля отличается от частоты вращения ротора. Основными частями машины являются статор и ротор, отделенные друг от друга равномерным воздушным зазором.
Статор - неподвижная часть машины. Его сердечник с целью уменьшения потерь на вихревые токи набирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35 - 0,5 мм, изолированных друг от друга слоем лака. В пазы магнитопровода статора укладывается обмотка. В трехфазных двигателях обмотка трехфазная. Фазы обмотки могут соединяться в звезду или в треугольник в зависимости от величины напряжения сети.
Рис. 2
Ротор - вращающаяся часть двигателя. Магнитопровод ротора представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали (рис. 2 а) В пазах ротора укладывают обмотку. В зависимости от типа обмотки роторы асинхронных двигателей делятся на короткозамкнутые и фазные (с контактными кольцами). Короткозамкнутая обмотка представляет собой неизолированные медные или алюминиевые стержни, соединенные с торцов кольцами из этого же материала ("беличья клетка"). Свободные концы фаз обмотки присоединены к трем медным контактным кольцам, насаженным на вал двигателя. Контактные кольца изолированы друг от друга и от вала. К кольцам прижаты угольные или медно-графитные щетки. Через контактные кольца и щетки в обмотку ротора можно включить трехфазный пускорегулировочный реостат.
Вопрос №2. Каковы способы пуска асинхронных короткозамкнутых двигателей?
Ответ:
Прямой пуск. При этом обмотка статора включается непосредственно в сеть на полное напряжение. Прямой пуск допустим только для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности (до 15-20 кВт). Однако при значительной мощности питающей сети этот способ можно распространить на двигатели большей мощности (примерно до 50 кВт).
Пуск при пониженном напряжении. Пусковой ток двигателя пропорционален напряжению на фазах обмотки статора U1, поэтому уменьшение напряжения U1 сопровождается соответствующим уменьшением пускового тока. Однако такой способ приводит к уменьшению начального пускового момента, который пропорционален квадрату напряжения на фазах обмотки статора. Ввиду значительного снижения пускового момента указанный способ пуска применим только при малых нагрузках на валу. Имеется несколько способов понижения напряжения U1 в момент пуска:
при легком пуске асинхронных двигателей средней мощности, которые нормально работают при соединении фаз обмотки статора треугольником, применяют снижение напряжения на зажимах, этих фаз переключением их в звезду;
при любом типе соединения фаз обмотки статора понизить напряжение можно с помощью реактора (трехфазной индуктивной катушки), включенного последовательно в обмотку статора. Менее экономично снижать напряжение на статоре последовательным включением резисторов, т.к. они при этом сильно нагреваются и возникают дополнительные потери электрической энергии;
для двигателей большой мощности снижать напряжение целесообразно при помощи понижающего трехфазного автотрансформатора. Этот способ лучше предыдущего, но значительно дороже. После того, как ротор двигателя разгонится, и ток спадает, на обмотку статора подается полное напряжение сети.
Пуск двигателя с фазным ротором осуществляется путем включения пускового реостата в цепь ротора. Пусковой реостат снижает величину начального пускового тока и одновременно увеличивает начальный пусковой момент, который может достигнуть величины, близкой к максимальному моменту. По мере разгона двигателя пусковой реостат выводят.
Вопрос №3. Чему равны скольжение и число пар полюсов асинхронного двигателя, если его номинальная частота вращения 950 об/мин?
Ответ: Токи фаз обмотки создают магнитное поле, вращающееся относительно статора с частотой n0, об/мин, которая называется синхронной частотой вращения двигателя:
где f1- частота тока сети, Гц,
р - число пар полюсов магнитного поля
При стандартной частоте тока сети f1-50 Гц, частота вращения поля
и в зависимости от числа пар полюсов имеет следующие значения:
| р | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| | 3000 | 1500 | 1000 | 750 | 600 | 500 |
Вопрос №4. Изобразить соединение фаз обмотки статора в звезду и в треугольник?
Ответ: У фазного ротора (рис. 3 в) в пазах магнитопровода уложена трехфазная обмотка, фазы которой соединены звездой.
Рис. 3 Фазный ротор
Вопрос №5. Перечислить условия, необходимые для получения вращающегося магнитного поля.
Ответ: Преобразование электрической энергии в механическую в асинхронном двигателе осуществляется посредством вращающегося магнитного поля. Необходимыми условиями возбуждении вращающегося магнитного поля являются:
-пространственный сдвиг осей катушек статора,
-временной сдвиг токов в катушках статора.
Первое требование удовлетворяется соответствующим расположением намагничивающих катушек на магнитопроводе статора. Оси фаз обмотки смещены в пространстве на угол 120°. Второе условие обеспечивается подачей на катушки статора трехфазной системы напряжений. При включении двигателя в трехфазную сеть в обмотке статора устанавливается система токов одинаковой частоты и амплитуды, периодические изменения которых относительно друг друга совершаются с запаздыванием на 1/3 периода.
Вопрос №6. Изобразить механическую характеристику асинхронного двигателя и обозначить на ней основные режимы работы.
Ответ: Механическая характеристика показывает свойства двигателя как средства для электропривода. Но для наиболее полного выяснения свойств самого двигателя служат его рабочие характеристики.
Рабочими характеристиками (рис 4) называются зависимости I1, s, n, cosφ1, M от полезной мощности Р2 на валу двигателя при постоянных значениях U1 и частоты f1 сети.
Рис.4 Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Вопрос №7. Почему cosφ двигателя при номинальной нагрузке больше, чем при холостом ходе?
Ответ: При холостом ходе cosφ1 имеет малое значение (примерно 0,1), так как активная мощность мала, расходуется только на небольшие потери в статоре и небольшие механические потери, а реактивная мощность имеет постоянное значение, гак как магнитный поток постоянный.
С увеличением нагрузки активная мощность увеличивается, а реактивная мощность в пределах до номинальной нагрузки имеет неизменное значение. В результате cosφ1 увеличивается. Однако при дальнейшем увеличении нагрузки сказывается увеличение потоков рассеяния, за счет чего реактивная мощность Q1 увеличивается и cosφ1 начинает уменьшаться.
studfiles.net
Схема простой катушечной обмотки представляет собой несколько катушечных групп, каждая из которых состоит из двух катушек, соединенных на участке, обозначенном буквой А.
Катушечные группы в свою очередь соединены друг с другом перемычками Б. Количество полюсов электродвигателя и катушечных групп определяют по данным, приведенным в таблице. У показанного на рисунке статора с числом пазов 24 на каждый полюс приходится 24/4 = 6 пазов.
Схема простой катушечной обмотки
Схема простой катушечной обмотки:
а — развертка, б — вид с торца;
Н — начало обмотки, К — конец обмотки.
где: z — число пазов статора; 2р — число полюсов электродвигателя; m — число фаз. Зависимость количества полюсов и катушечных групп от числа оборотов электродвигателя
| Синхронное число оборотов вращающегося магнитного поля | Примерное число оборотов ротора* электродвигателя в минуту | Количество полюсов | Количество катушечных групп в трех фазах** |
| 3000 | 2920 | 2 | 3 |
| 1500 | 4 | 6 | |
| 1000 | 960 | 6 | 9 |
| 750 | 720 | 8 | 12 |
| 600 | 575 | 10 | 15 |
| 500 | 480 | 12 | 18 |
* Число оборотов ротора асинхронного электродвигателя всегда меньше синхронного числа оборотов вращающегося магнитного поля вследствие явления «скольжения». Величина скольжения ротора тем больше, чем больше номинальная скорость вращения и нагрузка двигателя.
** Количество катушечных групп приведено для концентрической («неразваленной») обмотки.
«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,В.Б.Атабеков
В современных электрических машинах применяют главным образом шариковые или роликовые подшипники качения. Они просты в эксплуатации, хорошо противостоят резким колебаниям температуры, легко могут быть заменены при износе. Подшипники скольжения применяют в крупных электрических машинах. Подшипники качения При ремонте электрической машины с подшипниками качения, как правило, ограничиваются промывкой подшипников и закладкой в них новой порции соответствующей…
Заключительными этапами проверки ремонтируемого электродвигателя являются измерения зазоров и пробный пуск. Величины зазоров измеряют при помощи набора стальных пластин — щупов толщиной от 0,01 до 3 мм. У асинхронных машин измеряют зазор с обоих торцов в четырех точках между активной сталью ротора и статора. Зазор должен быть одинаковым по всей окружности. Величины зазоров в диаметрально…
К токособирательной системе электрических машин относят коллекторы, контактные кольца, щеткодержатели с траверсами и щеткоподъемным механизмом, короткозамыкающие кольца фазных роторов старых конструкций. В процессе работы машины отдельные элементы токособирательной системы изнашиваются, вследствие чего нарушается ее нормальная работа. Наиболее распространенными дефектами токособирательной системы являются: недопустимый износ коллектора и контактных колец, появление на их рабочих поверхностях неровностей и…
Степень износа подшипников качения определяют, измеряя их радиальные и аксиальные (осевые) зазоры на несложных приспособлениях, изготовляемых в мастерских электроцеха предприятия. Для замера на таком приспособлении радиального зазора подшипник 11 устанавливают на вертикальной плите 8 приспособления. Наложив на внутреннее кольцо 2 подшипника стальную шланку 10, закрепляют его гайкой, навернутой на стержень 9 приваренный к вертикальной плите;…
В практике ремонта электрических машин нередко возникает необходимость в расчете обмоток или пересчете их на новые параметры. Расчеты обмоток производят обычно при отсутствии у электродвигателя, подлежащего ремонту, паспортных данных или в случае поступления в ремонт двигателя без обмотки. Потребность в пересчете обмоток возникает также при необходимости изменения числа оборотов или напряжения, переделке односкоростных двигателей на…
www.ktovdome.ru
По своей конструкции и схемам соединения обмотки фазных роторов машин переменного тока. В роторах машин мощностью до 80...100 кВт обычно применяют катушечные обмотки. Конструктивно катушечные обмотки фазных роторов отличаются от статорных только расположением лобовых частей и наличием на них бандажей. В схемах отличие состоит в выборе начал фаз обмотки. Если расстояние между началами фаз обмотки статора выбирается минимально возможным для обеспечения большей компактности расположения выводных концов, то в обмотке ротора их стремятся расположить равномерно по окружности, чтобы облегчить балансировку обмотанного ротора.
С увеличением размеров машины уменьшается число витков в обмотке статора. Соответственно должно уменьшиться и число витков обмотки ротора, так как иначе напряжение на контактных кольцах возрастает, что может послужить причиной пробоя изоляции во время пуска машины. Поэтому в машинах больших габаритов обмотку ротора выполняют стержневой, имеющей всегда два эффективных проводника в пазу. Число витков в обмотке ротора при этом уменьшается, а ток ротора возрастает. Поэтому обмотку выполняют из прямоугольной меди или медных шин с площадью поперечного сечения, много большей, чем сечение проводников обмотки статора.
Стержневую обмотку ротора, как правило, делают волновой, так как в волновой обмотке меньше межгрупповых соединений, которые технологически трудновыполнимы при большом сечении проводников.
Основные закономерности соединений схем волновых обмоток фазных роторов рассмотрим на следующем примере. Составим схему стержневой волновой обмотки ротора, имеющего число пазов Z2= 24 и число полюсов 2р2= 4. На рис. 3.40, а показаны 24 линии пазов, в которых расположены проводники верхнего слоя обмотки. Разметим эти пазы по фазам, предварительно определив полюсное деление τ2 = Z2 / 2p2= 24/ 4 = 6 пазовым делениям и число пазов на полюс и фазу q2 = Z2/ (2p2m2) = 24/ (4∙3) = 2.
Рис. 3.40. К построению схемы стержневой волновой обмотки фазного ротора
асинхронного двигателя, Z = 24, 2р = 4:
а – схема соединений одной фазы; б – последовательность соединения стержней
Стрелками на линиях укажем для первой фазы направления мгновенных значений токов в стержнях (одинаковые в пределах каждого полюсного деления и изменяющиеся на обратные при переходе на соседние полюсные деления) и начнем построение схемы обмотки, приняв за начало первой фазы (К1)верхний стержень, лежащий в первом пазу.
Обмотку выполняют с диаметральным шагом. В данной схеме шаг обмотки по пазам у= τ2 = 6 зубцовых делений. Обмотка двухслойная, поэтому верхний стержень из паза 1 должен быть соединен с нижним стержнем паза 1 + у= 1 + 6 = 7. Далее нижний стержень паза 7 соединяется с верхним стержнем паза 7 + у = 7 + 6= 13 и т. д. Одновременно с вычерчиванием схемы целесообразно записывать последовательность шагов обмотки (рис. 3.40, б).
Проделав таким образом 2р2 — 1 = 4 — 1 = 3 шага, убеждаемся, что при следующем — четвертом (по числу полюсов) шаге обмотка замкнется сама на себя, так как 2р2τ2 = Z2. При построении схемы этот шаг укорачивают или удлиняют на одно зубцовое деление, т. е. делают его равным у - 1 или у + 1. Чаще встречаются схемы с укороченными переходными шагами, так как они приводят к некоторой экономии меди обмотки. При удлиненном шаге возникают дополнительные перекрещивания лобовых частей верхнего и нижнего слоев у выхода стержней из паза.
Укороченным (или удлиненным) шагом завершается первый обход обмотки по окружности ротора. После q2таких обходов (в рассматриваемом примере — после двух обходов) изменение последнего шага производить нельзя, так как это приведет обмотку данной фазы к стрежням соседней. Для соединения оставшихся после первых q2 обходов стержней фазы последний стержень, на котором занимающим такое же положение в пазу на расстоянии шага от него в направлении обхода, т. е. нижний стержень паза 18соединяют с нижним стержнем паза 18 + 6 =24. Далее продолжают обход в том же порядке, но изменив его направление. Построение обмотки заканчивается после q2 обходов в обратном направлении.
Начала других фаз обмотки располагают симметрично через 2р2q2пазовых делений, т. е. через 1/3 окружности ротора (см. § 3.5).
Полная схема обмотки, построение которой начато в примере на рис. 3.40, приведена на рис. 3.41. За начала фаз приняты верхние стержни, расположенные в пазах 1, 9 и 17.Рассмотренная обмотка является типичной для стержневых волновых обмоток фазных роторов асинхронных двигателей.
Отметим некоторые особенности обмоток данного типа. В стержневой волновой обмотке имеется только по одной перемычке на фазу независимо от числа полюсов, в то время как в катушечных двухслойных обмотках таких перемычек — межгрупповых соединений — необходимо установить 2p - 1 на каждую фазу. Это обстоятельство существенно облегчает соединение схемы, особенно в многополюсных машинах. При симметричном расположении начал фаз также симметрично располагают перемычки и концы фаз. Если за начала фаз приняты верхние стержни пазов, то концами фаз также будут верхние стержни, а перемычки соединяют с нижними стержнями.
Рис. 3.41. Схема стержневой волновой обмотки фазного ротора, Z = 24, 2p = 4, a = 1
Находят применение также некоторые модификации рассмотренных схем обмоток роторов. Иногда в схемах выполняют укороченные переходные шаги по обходу ротора в одну сторону и удлиненные — в другую. В таких схемах перемычки смещаются на несколько пазовых делений, поэтому конструктивно выводные концы фаз не пересекаются с перемычками, что облегчает крепление лобовых частей.
Распространены также схемы обмоток фазных роторов, выполняемых без перемычек. В таких обмотках в каждой из фаз на месте последнего при прямом обходе стержня, который в обычных схемах соединяют с перемычкой (см., например, на рис. 3.41 нижние стержни в пазах 2, 10, 18),устанавливают изогнутый переходной стержень. На схеме одной фазы обмотки без перемычек (рис. 3.42) переходной стержень размещен в 26-м пазу (отмечен кружком на схеме). Переходной стержень изгибается так, что одна половина его по длине находится в нижнем слое паза, а другая — в верхнем. Обе лобовые части стержня отгибают в одну и ту же сторону. После установки переходного стержня направление обхода меняется на обратное так же, как после установки перемычек в рассмотренных ранее схемах. В такой обмотке концы фаз располагают на противоположной от начал фаз стороне ротора.
Отсутствие перемычек упрощает конструкцию обмоток и технологию соединения схемы. Расположение начал и концов фаз на разных торцах ротора облегчает установку выводных концов и соединительной шины на конечных выводах обмотки для соединения ее в звезду.
Рис. 3.42. Схема (а) и последовательность соединения (б) одной фазы
стержневой волновой обмотки фазного ротора с
переходным стержнем, Z = 36, 2p = 4
В то же время наличие переходных, изогнутых по длине стержней требует их дополнительного крепления в пазах (рис. 3.43).
Волновую стержневую обмотку выполняют с одной и, реже, с двумя параллельными ветвями. Образование большего числа параллельных ветвей технологически сложно. Для получения двух параллельных ветвей перемычку между половинами фаз убирают и каждую часть обмотки соединяют с начальным и конечным выводами фаз сохраняя в них направление тока.
Рис. 3.43. Положение переходного стержня в пазу ротора:
1 – переходный стержень; 2 – уплотняющие клинья;
3 – сердечник ротора
| В большинстве случаев стержневые волновые обмотки роторов выполняют с целым число пазов на полюс и фазу. Однако на практике встречаются обмотки и с дробным q2. При q2 = b + с/d полюсное деление τ2 = m2q2содержит дробное число пазовых делений (обмотки с d,кратным трем, в трехфазных машинах не применяют) и шаг обмотки не может быть диаметральным. Такие обмотки выполняют с различными шагами: |
Рис. 3.44. Схема и последовательность соединения одной фазы
стержневой волновой обмотки фазного ротора, Z = 30, 2p = 4, q = 
большими, равными у' = τ2 + ε1 пазовых делений, и малыми, равными у'' = τ2 – ε2 пазовых делений, где ε1 и ε2 — наименьшие дробные числа, при которых y' и у"выражаются целыми числами. Количество больших и малых шагов, а также последовательность соединений стержней в схеме зависят от числа q2 и находятся аналогично числу и чередованию больших и малых катушечных групп в двухслойных катушечных обмотках с дробным q. Наиболее часто дробные обмотки фазных роторов выполняют при знаменателях дробности d = 2, т. е. с q2 = , 
и т. п. В таких обмотках большие шаги равны у' = τ2 + 1/2, а малые у" = τ2 - 1/2 пазовых делений. Схему обмотки строят так же, как и при целом q2, но большие шаги чередуют с малыми. Последовательность чередования шагов до перемычки и после изменяется на обратную.
На примере схемы обмотки с q2 = ,приведенной на рис. 3.44, видно, что две (прямая и обратная) ветви обмотки располагают таким образом, что в каждой фазной зоне занято стержнями фазы q2 = 2 + 1/2 паза (три верхние половины паза и две нижние либо наоборот). В оставшейся свободной половине паза размещают стержень, принадлежащий соседней фазе.
poznayka.org
По своей конструкции и схемам соединения обмотки фазных роторов машин переменного тока. В роторах машин мощностью до 80...100 кВт обычно применяют катушечные обмотки. Конструктивно катушечные обмотки фазных роторов отличаются от статорных только расположением лобовых частей и наличием на них бандажей. В схемах отличие состоит в выборе начал фаз обмотки. Если расстояние между началами фаз обмотки статора выбирается минимально возможным для обеспечения большей компактности расположения выводных концов, то в обмотке ротора их стремятся расположить равномерно по окружности, чтобы облегчить балансировку обмотанного ротора.
С увеличением размеров машины уменьшается число витков в обмотке статора. Соответственно должно уменьшиться и число витков обмотки ротора, так как иначе напряжение на контактных кольцах возрастает, что может послужить причиной пробоя изоляции во время пуска машины. Поэтому в машинах больших габаритов обмотку ротора выполняют стержневой, имеющей всегда два эффективных проводника в пазу. Число витков в обмотке ротора при этом уменьшается, а ток ротора возрастает. Поэтому обмотку выполняют из прямоугольной меди или медных шин с площадью поперечного сечения, много большей, чем сечение проводников обмотки статора.
Стержневую обмотку ротора, как правило, делают волновой, так как в волновой обмотке меньше межгрупповых соединений, которые технологически трудновыполнимы при большом сечении проводников.
Основные закономерности соединений схем волновых обмоток фазных роторов рассмотрим на следующем примере. Составим схему стержневой волновой обмотки ротора, имеющего число пазов Z2= 24 и число полюсов 2р2= 4. На рис. 3.40, а показаны 24 линии пазов, в которых расположены проводники верхнего слоя обмотки. Разметим эти пазы по фазам, предварительно определив полюсное деление τ2 = Z2 / 2p2= 24/ 4 = 6 пазовым делениям и число пазов на полюс и фазу q2 = Z2/ (2p2m2) = 24/ (4∙3) = 2.
Рис. 3.40. К построению схемы стержневой волновой обмотки фазного ротора
асинхронного двигателя, Z = 24, 2р = 4:
а – схема соединений одной фазы; б – последовательность соединения стержней
Стрелками на линиях укажем для первой фазы направления мгновенных значений токов в стержнях (одинаковые в пределах каждого полюсного деления и изменяющиеся на обратные при переходе на соседние полюсные деления) и начнем построение схемы обмотки, приняв за начало первой фазы (К1)верхний стержень, лежащий в первом пазу.
Обмотку выполняют с диаметральным шагом. В данной схеме шаг обмотки по пазам у= τ2 = 6 зубцовых делений. Обмотка двухслойная, поэтому верхний стержень из паза 1 должен быть соединен с нижним стержнем паза 1 + у= 1 + 6 = 7. Далее нижний стержень паза 7 соединяется с верхним стержнем паза 7 + у = 7 + 6= 13 и т. д. Одновременно с вычерчиванием схемы целесообразно записывать последовательность шагов обмотки (рис. 3.40, б).
Проделав таким образом 2р2 — 1 = 4 — 1 = 3 шага, убеждаемся, что при следующем — четвертом (по числу полюсов) шаге обмотка замкнется сама на себя, так как 2р2τ2 = Z2. При построении схемы этот шаг укорачивают или удлиняют на одно зубцовое деление, т. е. делают его равным у - 1 или у + 1. Чаще встречаются схемы с укороченными переходными шагами, так как они приводят к некоторой экономии меди обмотки. При удлиненном шаге возникают дополнительные перекрещивания лобовых частей верхнего и нижнего слоев у выхода стержней из паза.
Укороченным (или удлиненным) шагом завершается первый обход обмотки по окружности ротора. После q2таких обходов (в рассматриваемом примере — после двух обходов) изменение последнего шага производить нельзя, так как это приведет обмотку данной фазы к стрежням соседней. Для соединения оставшихся после первых q2 обходов стержней фазы последний стержень, на котором занимающим такое же положение в пазу на расстоянии шага от него в направлении обхода, т. е. нижний стержень паза 18соединяют с нижним стержнем паза 18 + 6 =24. Далее продолжают обход в том же порядке, но изменив его направление. Построение обмотки заканчивается после q2 обходов в обратном направлении.
Начала других фаз обмотки располагают симметрично через 2р2q2пазовых делений, т. е. через 1/3 окружности ротора (см. § 3.5).
Полная схема обмотки, построение которой начато в примере на рис. 3.40, приведена на рис. 3.41. За начала фаз приняты верхние стержни, расположенные в пазах 1, 9 и 17.Рассмотренная обмотка является типичной для стержневых волновых обмоток фазных роторов асинхронных двигателей.
Отметим некоторые особенности обмоток данного типа. В стержневой волновой обмотке имеется только по одной перемычке на фазу независимо от числа полюсов, в то время как в катушечных двухслойных обмотках таких перемычек — межгрупповых соединений — необходимо установить 2p - 1 на каждую фазу. Это обстоятельство существенно облегчает соединение схемы, особенно в многополюсных машинах. При симметричном расположении начал фаз также симметрично располагают перемычки и концы фаз. Если за начала фаз приняты верхние стержни пазов, то концами фаз также будут верхние стержни, а перемычки соединяют с нижними стержнями.
Рис. 3.41. Схема стержневой волновой обмотки фазного ротора, Z = 24, 2p = 4, a = 1
Находят применение также некоторые модификации рассмотренных схем обмоток роторов. Иногда в схемах выполняют укороченные переходные шаги по обходу ротора в одну сторону и удлиненные — в другую. В таких схемах перемычки смещаются на несколько пазовых делений, поэтому конструктивно выводные концы фаз не пересекаются с перемычками, что облегчает крепление лобовых частей.
Распространены также схемы обмоток фазных роторов, выполняемых без перемычек. В таких обмотках в каждой из фаз на месте последнего при прямом обходе стержня, который в обычных схемах соединяют с перемычкой (см., например, на рис. 3.41 нижние стержни в пазах 2, 10, 18),устанавливают изогнутый переходной стержень. На схеме одной фазы обмотки без перемычек (рис. 3.42) переходной стержень размещен в 26-м пазу (отмечен кружком на схеме). Переходной стержень изгибается так, что одна половина его по длине находится в нижнем слое паза, а другая — в верхнем. Обе лобовые части стержня отгибают в одну и ту же сторону. После установки переходного стержня направление обхода меняется на обратное так же, как после установки перемычек в рассмотренных ранее схемах. В такой обмотке концы фаз располагают на противоположной от начал фаз стороне ротора.
Отсутствие перемычек упрощает конструкцию обмоток и технологию соединения схемы. Расположение начал и концов фаз на разных торцах ротора облегчает установку выводных концов и соединительной шины на конечных выводах обмотки для соединения ее в звезду.
Рис. 3.42. Схема (а) и последовательность соединения (б) одной фазы
стержневой волновой обмотки фазного ротора с
переходным стержнем, Z = 36, 2p = 4
В то же время наличие переходных, изогнутых по длине стержней требует их дополнительного крепления в пазах (рис. 3.43).
Волновую стержневую обмотку выполняют с одной и, реже, с двумя параллельными ветвями. Образование большего числа параллельных ветвей технологически сложно. Для получения двух параллельных ветвей перемычку между половинами фаз убирают и каждую часть обмотки соединяют с начальным и конечным выводами фаз сохраняя в них направление тока.
|
Рис. 3.43. Положение переходного стержня в пазу ротора:
1 – переходный стержень; 2 – уплотняющие клинья;
3 – сердечник ротора
| В большинстве случаев стержневые волновые обмотки роторов выполняют с целым число пазов на полюс и фазу. Однако на практике встречаются обмотки и с дробным q2. При q2 = b + с/d полюсное деление τ2 = m2q2содержит дробное число пазовых делений (обмотки с d,кратным трем, в трехфазных машинах не применяют) и шаг обмотки не может быть диаметральным. Такие обмотки выполняют с различными шагами: |
Рис. 3.44. Схема и последовательность соединения одной фазы
стержневой волновой обмотки фазного ротора, Z = 30, 2p = 4, q =
большими, равными у' = τ2 + ε1 пазовых делений, и малыми, равными у'' = τ2 – ε2 пазовых делений, где ε1 и ε2 — наименьшие дробные числа, при которых y' и у"выражаются целыми числами. Количество больших и малых шагов, а также последовательность соединений стержней в схеме зависят от числа q2 и находятся аналогично числу и чередованию больших и малых катушечных групп в двухслойных катушечных обмотках с дробным q. Наиболее часто дробные обмотки фазных роторов выполняют при знаменателях дробности d = 2, т. е. с q2 = , и т. п. В таких обмотках большие шаги равны у' = τ2 + 1/2, а малые у" = τ2 - 1/2 пазовых делений. Схему обмотки строят так же, как и при целом q2, но большие шаги чередуют с малыми. Последовательность чередования шагов до перемычки и после изменяется на обратную.
На примере схемы обмотки с q2 = ,приведенной на рис. 3.44, видно, что две (прямая и обратная) ветви обмотки располагают таким образом, что в каждой фазной зоне занято стержнями фазы q2 = 2 + 1/2 паза (три верхние половины паза и две нижние либо наоборот). В оставшейся свободной половине паза размещают стержень, принадлежащий соседней фазе.
www.poznayka.org
Регулирование скорости асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором изменением числа пар полюсов
Этот способ регулирования скорости вытекает из формул:n0 = 60f / pω = 2πf / p
Для того чтобы регулировать скорость вращения в статор должна быть уложена обмотка специальной конструкции, состоящая в каждой фазе из двух полуобмоток. Путем пересоединения этих полуобмоток можно получить разное число пар полюсов. Обмотки можно переключать с простой звезды на двойную звезду.
При переключении со звезды на двойную звезду число пар полюсов изменяется кратно двум. Мощность двигателя равна: P=M•ω.
При регулировании скорости путем переключения со звезды на двойную звезду, момент остается постоянным, следовательно, при изменении скорости вращения в два раза, мощность также будет изменяться в два раза.
Механические характеристики при таком переключении обмотки имеют вид:
Регулирование скорости переключением со звезды на двойную звезду называется регулированием с постоянством момента.
Обмотку статора можно переключать с треугольника на двойную звезду.
При переключении с треугольника на двойную звезду число пар полюсов также меняется кратно двум. При этом регулирование производится с постоянством мощности, соответственно момент изменяется в два раза.
Двигатели с регулированием скорости изменением числа пар полюсов называются двухскоростными. Они были разработаны специально для электропривода металлорежущих станков, чтобы уменьшить габариты коробки скоростей. Для того чтобы еще больше расширить диапазон регулирования скоростей были разработаны трехскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. У этих двигателей в пазы статора укладываются две обмотки. Одна обмотка с постоянным числом пар полюсов и вторая обмотка такой конструкции, чтобы в ней изменять число пар полюсов путем переключения.
Еще одним недостатком этого регулирования скорости можно считать необходимость использования специальных электродвигателей, габариты которых будут намного больше, чем у односкоростных асинхронных двигателей.
Регулирование скорости изменением напряжения на зажимах статора
Этот способ вытекает из формулы:
Mкр ≡ Uф2
ω0 = 2πf / p
sкр = r2’ / (x1+x2’)
Для осуществления этого метода между сетью и статором электрического двигателя необходимо установить специальное устройство, обеспечивающее регулирование напряжения. Это может быть автотрансформатор, фазорегулятор.
В настоящее время благодаря развитию полупроводниковой техники появилась возможность создания статических компактных регуляторов напряжения на полупроводниковых элементах. Основным недостатком этого способа регулирования скорости является то, что с уменьшением напряжения снижается пусковой момент. Поэтому этот способ регулирования скорости можно использовать для тех производственных механизмов, пуск которых осуществляется без нагрузки.
el-dvizhok.ru
, об/мин
