Цель работы: ознакомиться с лабораторным стендом, получить практические навыки пуска электрических двигателей и проанализировать значения максимальных пусковых токов при различных методах пуска.
Пуск асинхронного двигателя сопровождается переходным процессом, обусловленным переходом ротора и механически связанных с ним частей исполнительного механизма из состояния покоя в состояние равномерного вращения, когда вращающий момент двигателя уравновешивается суммой противодействующих моментов, действующих на ротор двигателя.
Пусковые свойства двигателя определяются в первую очередь значением пускового тока и момента. Двигатель, обладающий хорошими пусковыми свойствами, развивает значительный пусковой момент при сравнительно небольшом пусковом токе. Пусковые свойства двигателей также оцениваются следующими показателями: продолжительность и плавность пуска, сложность пусковой операции, экономичность (стоимость и надежность пусковой аппаратуры и потери энергии в ней).
Целесообразность применения того или иного способа для улучшения пусковых свойств двигателя определяется конкретными условиями эксплуатации.
Пуск непосредственным включением в сеть. Этот способ пуска, отличаясь простотой, имеет существенный недостаток: в момент подключения двигателя к сети в обмотке статора возникает большой пусковой ток, в пять – семь раз превышающий номинальный ток двигателя. При значительной мощности двигателя такой ток может привести к заметному падению напряжения сети и срабатыванию аппаратов защиты. При небольшой механической инерционности привода частота вращения двигателя быстро достигает установившегося значения и пусковой ток также быстро спадает, не вызывая перегрева обмотки статора. Однако этот способ пуска благодаря своей простоте получил наибольшее применение для двигателей мощностью до 50 кВт и более.
Пуск при пониженном напряжении. Пусковой ток асинхронного двигателя прямо пропорционален подведенному напряжению. При необходимости уменьшения пускового тока двигателя применяют понижение напряжения, подаваемого на обмотку статора. При этом следует учитывать, что пусковой момент пропорционален квадрату напряжения, и, следовательно, будет снижаться в большей степени, чем пусковой ток. Для уменьшения подводимого напряжения к двигателю существует несколько способов.
Для асинхронных двигателей, работающих при соединении обмоток статора «треугольником», можно применить следующий метод снижения напряжения, позволяющий осуществить пуск в два этапа. В начальный момент пуска обмотку статора соединяют в схему «звезда». При этом напряжение, приложенное к фазе обмотки статора, и первый бросок тока в ней понижается в √3 раз. Далее после достижения ротором частоты вращения близкой к установившейся, переключают схему соединения обмотки статора на «треугольник» и фазные обмотки двигателя оказываются под номинальным напряжением. Возникающий при этом второй бросок тока оказывается незначительным.
Другой способ снижения напряжения предполагает подключение на первом этапе последовательно с обмоткой статора дополнительного индуктивного сопротивления. При этом напряжение, подведенное к обмотке статора, оказывается меньше напряжения питающей сети на величину падения напряжения на подключенном сопротивлении. На втором этапе дополнительное сопротивление шунтируется (выводится из электрической цепи).
Также для снижения напряжения используется автотрансформаторный пуск, осуществляемый в три этапа. На первом этапе напряжение на обмотку статора подается со вторичной обмотки автотрансформатора. На втором этапе размыкают общую точку в схеме «звезда», в которую собраны обмотки автотрансформатора. На третьем этапе автотрансформатор шунтируется. При этом на каждом этапе напряжение, подаваемое на обмотку статора и ток в ней, скачкообразно увеличиваются.
Увеличение этапов (ступеней) пуска приводит к уменьшению бросков тока на каждом этапе.
В условиях лаборатории зачастую для снижения напряжения при пуске асинхронного двигателя можно применить лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), позволяющий осуществить плавное увеличение питающего напряжения без бросков тока.
Плавный пуск асинхронного двигателя можно также осуществить путем плавного повышения частоты питающего напряжения с помощью статического преобразователя частоты. В процессе пуска плавно увеличивается скорость вращения магнитного поля и, следовательно, ротора. При этом современные преобразователи частоты позволяют одновременно с частотой питающего напряжения регулировать его действующее значение, а значит и пусковой момент.
studfiles.net
Механическая характеристика представляет геометрическое место рабочих точек при постоянных частоте и напряжении.
Под механической характеристикой принято понимать зависимость частоты вращения ротора в функции от электромагнитного момента 
и пересчитав частоту вращения ротора при разных значениях скольжения. 
Так как 
, отсюда
.
Участок 1-3 соответствует устойчивой работе, участок 3-4 – неустойчивой работе. Точка 1 соответствует идеальному холостому ходу двигателя, когда 
. Точка 2 соответствует номинальному режиму работы двигателя, ее координаты
. Точка 3 соответствует критическому моменту
и критической частоте вращения
Точка 4 соответствует пусковому моменту двигателя
. Механическую характеристику можно рассчитать и построить по паспортным данным.Асинхронные двигатели имеют жесткую механическую характеристику, т.к. частота вращения ротора (участок 1–3) мало зависит от нагрузки на валу. Это одно из достоинств этих двигателей.
Показать на графике как меняется рабочая точка при изменении нагрузки. Адаптация АД.
В момент пуска в ход 
. Т.к. токи в обмотках ротора и статора зависят от скольжения и возрастают при его увеличении, пусковой ток двигателя в 5 ÷ 8 раз больше его номинального тока. 
Из-за большой частоты ЭДС ротора асинхронные двигатели имеют ограниченный пусковой момент
Для пуска в ход двигателя необходимо, чтобы развиваемый им пусковой момент превышая момент нагрузки на валу. В зависимости от мощности источников питания и условий пуска используют разные способы пуска, которые преследуют цели: уменьшение пускового тока и увеличение пускового момента.
Различают следующие способы пуска в ход асинхронных двигателей: прямое включение в цепь, пуск при пониженном напряжении, реостатный пуск, использование двигателей с улучшенными пусковыми свойствами.
При работе многих механизмов, приводящихся во вращение асинхронными двигателями, в соответствии с технологическими требованиями возникает необходимость регулировать скорость вращения этих механизмов. Способы регулирования частоты (скорости) вращения асинхронных двигателей раскрывает соотношение:
.
Отсюда следует, что при заданной нагрузке на валу частоту вращения ротора можно регулировать:
изменением скольжения;
изменением числа пар полюсов;
изменением частоты источника питания.
Этот способ используют в приводе тех механизмов, где установлены асинхронные двигатели с фазным ротором. Например, в приводе подъемно-транспортных машин. В цепь фазного ротора вводится регулировочный реостат. Увеличение активного сопротивления ротора не влияет на величину критического момента, но увеличивает критическое скольжение.
Rр3>Rр2>0, Rр1=0.
Как следует из рисунка при этом способе можно получить большой диапазон регулирования частоты вращения в сторону понижения. Основные недостатки этого способа:
Из-за больших потерь на регулировочном реостате снижается коэффициент полезного действия, т.е. способ неэкономичный.
Механическая характеристика асинхронного двигателя с увеличением активного сопротивления ротора становится мягче, т.е. снижается устойчивость работы двигателя.
Невозможно плавно регулировать частоту вращения.
Из-за перечисленных недостатков этот способ применяют для кратковременного снижения частоты вращения.
studfiles.net
Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пазами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе.
Двигатель с глубокими пазами на роторе. От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него пазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которые вложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. Обычно глубокий паз имеет соотношение размеров hп/bп= 9÷10, где hп,bп— высота и ширина паза.
А момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет наибольшее значение (f2 = f1), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния (рис. 15.6, а). На рис. 15.6, б показан график распределения плотности пускового тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению активного сопротивления стержня ротора, что, как известно, способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограничению пускового тока.
Таким образом, двигатель с глубокими пазами на роторе обладает благоприятным соотношением пусковых параметров: большим пусковым моментом при сравнительно небольшом пусковом токе. По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает (f2 = sf1) В связи с этим уменьшается индуктивное сопротивление обмотки ротора х2= f2.Распределение плотности тока по высоте стержня в том случае становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления ротора. При работе двигателя с номинальной частотой вращения,
Рис 15.6 Ротор с глубокими пазами:
а — устройство, б — распределение плотности тока ротора по высоте стержня при пуске и при работе двигателя
когда f2 << f1процесс «вытеснения» тока практически прекращается и двигатель работает, как обычный короткозамкнутый.
Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах ротора бутылочной формы (рис. 15.7). В этом случае «вытеснение» тока происходит в верхнюю часть паза, имеющую меньшее сечение, а следовательно, больше активное сопротивление. Применение пазов бутылочной формы позволяет сократить высоту пазов ротора, а следовательно, уменьшить диаметр ротора по сравнению с глубокопазным ротором.
Рис 15.7. Бутылочная форма стержней ротора
Двигатель с двумя, клетками на роторе. Еще лучшими пусковыми свойствами обладают асинхронные двигатели с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе (рис. 15.8, а): рабочей клеткой 1, стержни которой расположены в нижнем слое, и пусковой клеткой 2, стержни которой расположены в верхнем слое, ближе к воздушному зазору. Стержни пусковой клетки обычно выполняют из латуни или бронзы — материалов, обладающих более высоким, чем у меди, активным сопротивлением. Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой клетки невелико, так как ее стержни расположены вблизи воздушного зазора и к тому же с двух сторон имеют воздушные щели (рис. 15.8, б). Стержни рабочей клетки выполняют из меди, и по сравнению со стержнями пусковой клетки они имеют большее сечение. Это обеспечивает рабочей клетке малое активное сопротивление. Но зато индуктивное сопротивление рабочей клетки больше, чем у пусковой, особенно в начальный период пуска, когда частота тока в роторе сравнительно велика (f2 ≈ f1).
Рис 15.8. Двухклеточный ротор:
а – устройство; б – распределение плотности тока в рабочей и пусковой клетках при пуске и работе двигателя
В момент пуска двигателя ток ротора проходит в основном по верхней (пусковой) клетке, обладающей малым индуктивным сопротивлением. При этом плотность тока в стержнях пусковой клетки намного больше плотности тока в стержнях рабочей клетки (рис. 15.8, б). Повышенное активное сопротивление этой клетки обеспечивает двигателю значительный пусковой момент при пони34женном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ротора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное сопротивление рабочей клетки уменьшается, и распределение плотности тока в стержнях пусковой и рабочей клеток становится почти одинаковым. В итоге происходит перераспределение вращающего момента между клетками: если в начальный период пуска момент создается главным образом токами пусковой клетки, то по окончании периода пуска вращающий момент создается в основном токами рабочей клетки. Так как активные сопротивления клеток ротора неодинаковы, то зависимостьМ = f(s)этих клеток изображается разными кривыми (рис. 15.9).
Рис 15.9. Механическая характеристика двухклеточного асинхронного двигателя
Максимальное значение момента пусковой клетки вследствие ее повышенного активного сопротивления смещено в сторону скольжений, близких к единице. Вращающие моменты от обеих клеток направлены в одну сторону, поэтому результирующий момент двигателя равен сумме моментов пусковой Мпк и рабочейМраб.кклетокМ = Мпк + Мраб.к
studfiles.net
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
УДК 6.33.333 АНАЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАСЧЕТА ПУСКОВОГО РЕОСТАТА ДЛЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТИ ЕГО МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК А.Ю. Соколов Пусковые свойства электродвигателя
ЭЛЕКТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки оссийской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический
Общие сведения об электродвигателях Электродвигатель. Виды электродвигателей и их конструктивные особенности. Устройство и принцип действия электродвигателя Электродвигатель преобразует электроэнергию
Тема 0. Основы электропривода Вопросы темы. Электропривод: определение, состав, классификация.. Номинальные параметры электрических машин. 3. Режимы работы электродвигателей. 4. Выбор типа и мощности электродвигателя..
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины Программы по расчету характеристик электрических машин для математического пакета МАТКАД [12]. 7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Специализированная
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ВАСО7 Электродвигатели асинхронные трехфазные с короткозамкнутым ротором вертикальные взрывозащищенные ВАСО7 предназначены для безредукторного привода аппаратов воздушного охлаждения.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Altivar настройка параметров UFR, FLG и STA / IR-компенсация (UFR): Заводская настройка параметра UFR соответствует 5%, что достаточно для первого пробного пуска большей части общепромышленных двигателей.
УДК 621.317.785.088.001.5 Майер B. Я. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Согласно ГОСТ 13109-87 отклонение напряжений
CÐÅÄÍÅÅ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÅ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ М. М. КАЦМАН СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ Рекомендовано Федеральным государственным автономным учреждением «Федеральный институт развития образования» (ФГАУ
Элементы электропривода Электропривод это электромеханическоеустройство, предназначенноедляэлектрификациии автоматизациирабочихпроцессови состоящееизпреобразовательного, электродвигательного, передаточногои
Е.И. Забудский ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ С НЕПОДВИЖНЫМ РОТОРОМ Оглавление 1. Цель работы... 3 2. Программа работы.. 3 3. Основы теории.. 4. Экспериментальные исследования...
ЭЛЕКТРОДИГАТЕЛИ АСИНХРОННЫЕ ТИПА 1АО-280, 315 Электродвигатели трехфазные асинхронные взрывозащищённые с короткозамкнутым ротором типа 1АО предназначены для нужд угольной, химической, газовой, нефтеперерабатывающей,
Министерство образования Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 61.313 318 Э454 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Сборник задач по дисциплинам «Электрические машины», «Электромеханика»
docplayer.ru
Cтраница 1
Пусковые характеристики асинхронного двигателя с короткозамк-нутым ротором могут быть существенно улучшены, если обмотка ротора имеет двойную беличью клетку. Такой ротор снабжен двумя клетками, лежащими одна над другой: наружной - пусковой и внутренней - рабочей. Материалом стержней внутренней клетки служит медь. Кроме того, у стержней внутренней клетки обычно площадь поперечного сечения больше. [1]
Пусковые характеристики асинхронного двигателя с коротко-замкнутым ротором могут быть существенно улучшены, если обмотка ротора имеет двойную беличью клетку. Такой ротор снабжен двумя клетками, лежащими одна над другой: наружной пусковой и внутренней рабочей. Материалом стержней внутренней клетки служит медь. Кроме того, у стержней внутренней клетки обычно площадь поперечного сечения больше. [2]
Пусковые характеристики асинхронного двигателя с ко-роткозамкнутой обмоткой ротора неудовлетворительны. [3]
Пусковые характеристики асинхронного двигателя с коротко-замкнутым ротором могут быть существенно улучшены, если обмотка ротора имеет двойную беличью клетку. Такой ротор снабжен двумя клетками, лежащими одна над другой: наружной - пусковой и внутренней - рабочей. Материалом стержней внутренней клетки служит медь. Кроме того, стержни внутренней клетки имеют обычно большую площадь поперечного сечения. [4]
Пусковые характеристики асинхронных двигателей тесно связаны с их конструкцией. Двигатели с фазной обмоткой ротора имеют по сравнению с двигателями с короткозамкнутой обмоткой ротора лучшие пусковые характеристики, так как включением в цепь ротора пускового реостата можно уменьшить пусковой ток / п и одновременно увеличить пусковой момент Мп. Но двигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора дешевле, надежнее в работе и имеют лучшие рабочие характеристики. [5]
Пусковые характеристики асинхронных двигателей тесно связаны с их конструкцией. Двигатели с фазной обмоткой ротора имеют по сравнению с двигателями с короткозамкнутой обмоткой ротора лучшие пусковые характеристики, так как включением в цепь ротора пускового реостата можно уменьшить пусковой ток / п и одновременно увеличить пусковой момент МП. Но двигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора дешевле, надежнее в работе и имеют лучшие рабочие характеристики. Многочисленные попытки сочетать в одной конструктивной форме преимущества обоих типов двигателей, избежав их недостатков или сведя их до минимума, показали, что эту задачу пока нельзя считать решенной. Наилучших результатов добились, применяя двигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора специального исполнения. В связи с ростом пропускной способности распределительных сетей такие двигатели в настоящее время выполняются на мощности порядка тысяч киловатт. [6]
Пусковые характеристики асинхронных двигателей тесно связаны с их конструкцией. Двигатели с фазной обмоткой ротора имеют по сравнению с двигателями с короткозамкнутой обмоткой ротора луч - - шно дускевью характеристики, так как включением в цепь ротора пускового реостата можно. [7]
Пусковые характеристики асинхронного двигателя при реостатном пуске наиболее благоприятны, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов. [8]
Пусковые характеристики асинхронного двигателя с короткозамк-нутым ротором могут быть существенно улучшены, если обмотка ротора имеет двойную беличью клетку. Такой ротор снабжен двумя клетками, лежащими одна над другой: наружной - пусковой и внутренней - рабочей. Материалом стержней внутренней клетки служит медь. Кроме того, у стержней внутренней клетки обычно площадь поперечного сечения больше. [9]
Пусковые характеристики асинхронного двигателя при реостатном пуске наиболее благоприятны, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов. [10]
Из пусковых характеристик асинхронного двигателя с однофазным ротором ( рис. 9.6) видно, что при наличии только электрической несимметрии момент обратной последовательности при скольжении s 0 1 - 0 5 положителен, а при s 0 5 изменяет знак на противоположный. В кривой момента М прямой последовательности при скорости вращения около полусинхронной наблюдается провал. [11]
Значительное улучшение пусковых характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором достигается изменением конструкции ротора: используют роторы с двойной короткозамкну-той обмоткой и с глубокими пазами. [12]
При расчете пусковых характеристик асинхронных двигателей с несимметричной обмоткой на роторе могут быть использованы формулы, полученные в предыдущих параграфах. [13]
Для улучшения пусковых характеристик асинхронных двигателей в механизмах с электрическим приводом и защиты их от перегрузки применяют гидродинамические муфты. В этом случае в приводах с большими маховыми массами пуск электродвигателей происходит без нагрузки, так как гидромуфты позволяют использовать для пуска механизмов не пусковые моменты электродвигателей, а значительно большие моменты, близкие к опрокидывающим. [14]
Программа позволяет рассчитать пусковые характеристики асинхронных двигателей с трапецеидальными пазами статора ( всыпная обмотка) и грушевидными или овальными пазами короткозамкнутого ротора. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
