звезду (рис.5.33, б), секции обмоток соединяются параллельно и число пар полюсов уменьшается вдвое.
При переключении число последовательно включенных витков в каждой фазе уменьшается вдвое, но так как частота вращения возрастает в два раза, ЭДС, индуцированная в фазе, остается неизменной. Следовательно, двигатель при обеих частотах вращения может быть подключен к сети с одинаковым напряжением. Чтобы не осуществлять переключения в обмотке ротора,
последнюю выполняют короткозамкнутой. Если нужно иметь три или четыре частоты вращения, то на статоре располагают еще одну обмотку, при переклю-
чении которой можно получить дополнительно две частоты. Асинхронные двигатели с переключением числа полюсов называют многоскоростными.
Многоскоростные двигатели имеют следующие недостатки: большие габариты и массу по сравнению с двигателями нормального исполнения, а,
следовательно, и большую стоимость. Кроме того, регулирование
осуществляется | большими | ступенями: при | частоте f1 = 50 Гц скорость |
вращения поля | no при | переключениях | изменяется в соотношении |
3000:1500:1000:750.
В сериях асинхронных двигателей 4А-6Авыпускаютсядвух-,трех- и
четырехскоростные двигатели. Применяются, в основном, для крановых механизмом и лифтов. Как правило, плавное регулирование скорости для таких электрических машин не применяется, то есть многоскоростные асинхронные двигатели не используются для систем регулируемого электропривода.
5.8.5. Изменение направления вращения
C |
|
|
|
B |
|
|
|
A |
|
|
|
B1C1 | B1 | C1 | |
A1 |
| ||
ω |
|
| ω |
M | M |
|
|
Рисунок 5.34 - Схемы включения двигателя при изменении направления вращения
studfiles.net
Под регулированием скорости двигателя понимается изменение скорости его вращения, производимое вручную или автоматически. Регулирование скорости вращения двигателя вызывается необходимостью изменения режимов работы литейных машин. Например, скорость вращения изложницы машины для центробежного литья необходимо изменять при переходе к новому изделию или даже при изготовлении одного изделия, если технологически требуется спокойное заполнение изложницы при небольшой скорости ее вращения и повышенное давление в металле (высокая скорость вращения изложницы) при кристаллизации. С целью измельчения зерна иногда во время кристаллизации периодически резко изменяют скорость вращения изложницы.
При пескометной формовке для уменьшения износа модели первый слой формовочной смеси желательно наносить при невысокой скорости вращения ротора метательной головки, а заполнять и уплотнять форму необходимо при другой, более высокой скорости и т. д.
В литейных машинах скорости их рабочих органов регулируются как специальными передаточными механизмами (вариаторами и др.), так и электрическим способом, т. е. изменением скорости вращения двигателя. Электрическое регулирование, как правило, позволяет упростить конструкцию машины и уменьшить ее стоимость.
Скорость вращения асинхронного двигателя определяется соотношением:
(6)
где f – частота тока;
р – число пар полюсов обмотки статора.
Из соотношения (6) следует, что скорость вращения асинхронного двигателя можно регулировать тремя способами: изменением частоты тока, скольжения или числа пар полюсов.
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей путем изменения частоты тока с энергетической точки зрения достаточно экономично и может быть бесступенчатым. Однако ввиду сложности и дороговизны аппаратуры для изменения частоты тока в литейных машинах этот способ регулирования распространения не получил.
Регулировать скорость вращения изменением скольжения можно только у асинхронных двигателей с фазовым ротором, например, с помощью дополнительного реостата в цепи ротора (см. рис. 3). Энергетически этот способ регулирования неэкономичен, так как часть электроэнергии, потребляемой двигателем из сети, бесполезно рассеивается на реостате. Кроме того, вследствие использования мягких характеристик при таком регулировании скорость вращения двигателя резко изменяется при колебаниях нагрузки, а при холостом ходе или малых нагрузках регулирование становится вообще невозможным. Этот способ регулирования целесообразно применять для небольших двигателей, работающих с постоянной или маломеняющейся нагрузкой, особенно если их пуск производится под нагрузкой (питатели, конвейеры, транспортные системы и т. д.).
В машиностроении наибольшее распространение получило регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором изменением числа пар полюсов. Это регулирование грубоступенчатое. Для такого регулирования требуются двигатели специальной конструкции: с особой обмоткой статора и нормальным короткозамкнутым ротором.
В
наиболее простом случае у многоскоростного двигателя на статоре уложены две независимые обмотки, каждая из которых создает разное число полюсов. Необходимую скорость вращения двигателя получают включением соответствующей обмотки. Существуют схемы переключения обмоток статора, при которых одна и та же обмотка, выполненная секционированной, может создавать различное число полюсов. Например, при последовательном включении секций фазовой обмотки статора образуются две пары полюсов (рис. 6,а). Те же секции обмотки, включенные параллельно, образуют одну пару полюсов (рис. 6, б).
Фазовые обмотки двигателя могут быть включены в трехфазную сеть звездой или треугольником (рис. 7). Наиболее широко применяются схемы, показанные на рис. 7, а и б.
Для получения меньшей скорости обмотка статора двигателя включается треугольником с последовательным соединением секций фазовых обмоток (рис. 7, а), а для получения большей скорости – звездой с параллельным соединением секций фазовых обмоток (так называемой двойной звездой – рис. 7,6). Путем специальных переключений при одной обмотке статора можно получить три или четыре скорости вращения.
О
днообмоточные двигатели имеют меньшие размеры по сравнению с двухобмоточными; их энергетические показатели выше, а трудоемкость изготовления ниже. Недостаток многоскоростных однообмоточных двигателей заключается в большом числе выводов и относительно сложном переключении.
Отечественная промышленность выпускает двухскоростные однообмоточные и двух-, трех- и четырехскоростные двухобмо-точные двигатели с синхронными скоростями вращения 500…3000 об/мин мощностью от 0,6 до 65 кВт.
При выборе способа регулирования скорости двигателя необходимо учитывать, что с изменением скорости вращения двигателя изменяются также и развиваемые им момент или мощность (или оба параметра одновременно). Вращающий момент асинхронного двигателя можно выразить через ток ротора I2 и магнитный поток Ф:
(7)
где ψ – угол между векторами тока и э. д. с. ротора;
k – коэффициент пропорциональности.
Наибольший продолжительно допустимый ток ротора определяется условиями нагрева и поэтому при изменении скорости вращения двигателя остается неизменным. Если регулирование скорости двигателя ведется при постоянном магнитном потоке, то и развиваемый двигателем момент согласно выражению (7) будет величиной постоянной. Такое регулирование скорости называется регулированием с постоянным моментом. Регулирование скорости изменением сопротивления цепи ротора относится, к регулированию с постоянным моментом, так как магнитный поток машины не изменяется.
При переключении обмоток статора для изменения числа пар полюсов может измениться магнитный поток двигателя и, следовательно, момент, развиваемый им. Предельно допустимая мощность на валу двигателя определяется по формуле
(8)
где IФ – фазовый ток, предельно допустимый по условиям нагрева;
UФ – фазовое напряжение статора;
η – к. п. д. двигателя.
При переключении обмотки статора двигателя с треугольника с последовательным соединением секций фазовой обмотки (рис. 7, а) на двойную звезду (рис. 7, б) предельно допустимый фазовый ток статора IФ увеличивается вдвое, а фазовое напряжение UФ уменьшается в 3 раза. Принимая приближенно ηcosφ = const, из формулы (8) получим, что предельно допустимая мощность увеличится в 1,15 раза. Ввиду малого различия предельно допустимых мощностей на обеих скоростях вращения рассмотренный случай условно относят к регулированию с постоянной мощностью.
При переключении обмотки статора двигателя со звезды с последовательным соединением секций фазовых обмоток (рис. 7, в) на двойную звезду (рис. 7, б) предельно допустимая .мощность двигателя согласно формуле (8) увеличивается вдвое. Но так как скорость двигателя также возрастает в 2 раза, то предельно допустимый момент двигателя остается неизменным, т. е. регулирование осуществляется с постоянным моментом.
Для работы литейных машин требуется регулирование скорости электродвигателей как с постоянным моментом, так и с постоянной мощностью. Например, регулирование скорости вращения двигателей обдирочных станков с целью компенсации износа шлифовальных кругов должно производиться с постоянной мощностью. При изменении скорости движения конвейеров, вращающихся столов и других машин и механизмов, где основной нагрузкой двигателя являются силы трения в механизмах, остается постоянным момент на валу двигателя.
При изменении скорости вращения ротора пескометной головки одновременно изменяются мощность и момент на валу двигателя, так как мощность, потребляемая головкой, примерно пропорциональна квадрату скорости вращения ротора. Оба вида регулирования оказываются недостаточно удовлетворительными. В этом случае применяют регулирование с постоянным моментом, как более экономичное. Такое регулирование, например, применено в пескомете модели 2А96С1.
studfiles.net
Cтраница 2
Для регулирования скорости асинхронных двигателей в крановых электроприводах применяют различные варианты включения дросселей насыщения в цепь статора двигателя. Принцип действия системы ДН-АД с симметричным включением дросселей был рассмотрен в § 24, гл. Чтобы реверсировать двигатель, не переключая фазы статора при помощи контакторов, в этой системе нужно использовать еще один комплект дросселей. [16]
Для регулирования скорости асинхронных двигателей могут применяться сопротивления, а также подмагничиваемые дроссели, включенные в цепь статора и ротора. [17]
Однако-для регулирования скорости асинхронных двигателей изменением частоты тока сети необходим какой-либо регулирующий преобразователь частоты или отдельный генератор. В настоящее время в качестве преобразователей частоты находят широкое применение статические преобразователи на полупроводниковых приборах. [18]
Для регулирования скорости асинхронного двигателя широкое применение находит введение дополнительного активного сопротивления в роторную цепь. Этот способ регулирования может быть применен для асинхронных двигателей с контактными кольцами, к щеткам которых подсоединяются зажимы от внешних дополнительных активных сопротивлений. [19]
Для регулирования скорости асинхронного двигателя ( АД) в пределах всего первого квадранта механических характеристик применяют комбинированное управление. В области между реостатной и естественной характеристиками регулирование скорости осуществляется импульсным изменением сопротивления, а между реостатной характеристикой и осью скоростей - изменением напряжения, подводимого к статору, с помощью тИ ристор-ного регулятора напряжения с системой фазового управления. Переход от одной схемы управления к другой и наоборот осуществляется в процессе работы с помощью специальной логической схемы. Такой привод был применен, например, для механизма подъема грейферного крана ( см. гл. [20]
Принцип регулирования скорости асинхронного двигателя посредством дросселей насыщения может быть уяснен, если рассмотреть схему, приведенную на рис. 6 - 17 а. В цепь статора двигателя введен трехфазный дроссель насыщения, величина сопротивления которого зависит от степени подмагничивания. С увеличением тока подмагничивания величина индуктивного сопротивления дросселя насыщения уменьшается. [22]
Диапазон регулирования скорости асинхронного двигателя изменением сопротивления цепи ротора ограничен. [23]
При регулировании скорости асинхронного двигателя посредством преобразователя активной энергии критический момент на регулировочных характеристиках одинаков. Поэтому электрический каскад называют иногда каскадом постоянного момента. На рис. 6 - 27 приведены типичные механические характеристики этого каскада. [24]
При регулировании скорости асинхронного двигателя изменением напряжения остается справедливым выражение ( 7 - 59), определяющее по условиям нагрева ограничение по диапазону регулирования для корот-козамкнутых двигателей, поэтому такое регулирование находит практическое применение только для электродвигателей с фазным ротором, где основная часть потерь скольжения выделяется в добавочных сопротивлениях ротора. [26]
При регулировании скорости асинхронного двигателя посредством реостата в роторной цепи постоянные потерн складываются из: 1) потерь на нагревание обмотки статора от намагничивающего тока; 2) потерь в стали статора; 3) потерь в стали ротора; 4) механических потерь. С изменением скорости постоянные потери меняются незначительно. Последнее объясняется тем, что потери, вызываемые намагничивающим током, и потери в стали статора при этом практически не меняются, потери же в стали ротора и механические изменяются в противоположных направлениях. [27]
В целом регулирование скорости асинхронных двигателей весьма несовершенно и затруднительно. [28]
Как производится регулирование скорости асинхронных двигателей. [29]
Наиболее часто регулирование скорости асинхронных двигателей осуществляется изменением сопротивления в роторной цепи, переключением числа пар полюсов, изменением напряжения, подводимого к статору, изменением частоты питающего напряжения, каскадным включением и импульсным способом. [30]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей посредством изменения первичного напряжения имеет второстепенное значение, так как не позволяет осуществлять регулирование в широких пределах и к тому же не является экономичным. [1]
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей изменением скольжения за счет активного сопротивления обмотки ротора может быть осуществлено лишь в двигателях с фазным ротором. [3]
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей производят несколькими способами. [4]
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей изменением частоты / t питающего напряжения согласно уравнению (34.12) требует применения истсчников питания с переменной частотой. К ним относятся синхронные генераторы с регулируемой скоростью вращения приводного двигателя, или же полупроводниковые преобразователи частоты. Такой способ регулирования скорости возможен только в индивидуальных установках, когда отдельный синхронный генератор с регулируемым прр водным двигателем или статический преобразователь частоты питает один или несколько трехфазных асинхронных двигателей, находящихся в одинаковых условиях работы. [5]
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с ко-роткозамкнутым ротором изменением числа пар полюсов обмотки статора согласно уравнению (34.12) позволяет изменять скачком синхронную скорость nl вращения магнитного поля двигателя. Нормальная схема обмотки статора в данном примере четырехполюсная, поэтому в каждой фазе здесь имеется по две катушки ( р 2), которые при 2р 4 соединены последовательно. [7]
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей переключением числа полюсов весьма экономично; однако такое регулирование является ступенчатым и поэтому не может обеспечить непрерывного управления, надобность в котором возникает в современных автоматизированных установках. [8]
Способы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей в каскадных схемах, а также с помощью асинхронной муфты скольжения не рассматриваются. [9]
Вопросы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей находятся постоянно в центре внимания исследователей. Это вызвано тем, что асинхронный дви -: гатель является самым простым, надежным и экономичным типом электродвигателя. Он гораздо легче и значительно дешевле двигателя постоянного тока при одинаковых мощности и скорости вращения. Однако регулирование скорости асинхронного двигателя связано с осложнениями, вытекающими из его физической сущности. [10]
Плавность регулирования скорости вращения асинхронного двигателя IB этой системе весьма высокая. [11]
Частотный способ регулирования скорости вращения асинхронных двигателей является наиболее перспективным способом, так как он принципиально обеспечивает глубокое, плавное и экономичное изменение скорости вращения машины Однако частотный способ регулирования требует специального генератора токов изменяющейся частоты, создание надежной и простой конструкции которого до сих пор встречает большие затруднения и является задачей ближайшего будущего. [12]
Частотный способ регулирования скорости вращения асинхронных двигателей является наиболее перспективным, так как он принципиально обеспечивает глубокое, плавное и экономичное изменение скорости вращения машины. Однако частотный способ регулирования требует специального генератора токов изменяющейся частоты, создание надежной и простой конструкции которого до сих пор встречает большие затруднения и является задачей будущего. [13]
Подробнее о регулировании скорости вращения асинхронных двигателей будет сказано ниже. [14]
Каким образом осуществляют плап-ное регулирование скорости вращения асинхронного двигателя с фазным ротором. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением числа полюсов требует специальных машин, позволяющих сравнительно просто переключить обмотку статора на другое число пар полюсов. Переключение обмоток ротора на соответствующее число пар полюсов в двигателях с фазным ротором значительно усложняет их конструкцию. Поэтому этот способ регулирования скорости распространен только для двигателей с короткозамкнутым ротором. [2]
Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов находит довольно широкое распространение в промышленности. [3]
Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением частоты тока сети сложно, так как необходим какой-либо регулирующий преобразователь частоты или генератор. Поэтому такой способ не имеет широкого применения. [5]
Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения является наиболее экономичным и эффективным. При частотном регулировании скольжение машины независимо от диапазона регулирования поддерживается сравнительно небольшим, и потери в двигателе невелики. В этом случае асинхронный электропривод не уступает электроприводу постоянного тока ни по статическим, ни по динамическим свойствам. Если при этом учесть, что асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором в 1 5 - 2 раза легче И в 3 раза дешевле, чем аналогичный двигатель постоянного тока, то становится очевидной перспективность использования асинхронных электроприводов с частотным управлением. [7]
Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением частоты тока сети сложно, так как для этого необходим какой-либо регулируемый преобразователь частоты или генератор. Поэтому этот способ почти не применяется. Число пар полюсов машины можно изменить, либо выполнив на статоре несколько ( обычно две) обмотки с различным числом полюсов, либо выполнив одну обмотку, допускающую переключение на различное число полюсов. На статоре может быть помещено две обмотки, каждая из которых допускает переключение на различное число полюсов. Заводы СССР выпускают двух - трех - и четырехскоростные асинхронные двигатели. Такой способ регулирования скорости вращения экономичен, но регулирование скорости получается только ступенчатым. Такое регулирование скорости может применяться лишь для двигателей с короткозамкнутым ротором. [8]
Регулирование скорости асинхронного двигателя путем изменения частоты питающего тока, поскольку последняя может быть выше и ниже номинальной, должно быть отнесено к двухзонному регулированию. [9]
Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов может быть реализовано использованием специальных двигателей, получивших название многоскоростных. Статорная обмотка ( одна или несколько) этих двигателей состоит из двух одинаковых секций ( полуобмоток), за счет разных схем соединения которых может быть изменено число пар полюсов магнитного поля двигателя, что позволяет изменять частоту вращения магнитного поля и тем самым регулировать скорость двигателя. Ротор многоскоростных двигателей выполняется короткозамкнутым. [11]
Регулирование скорости асинхронных двигателей путем переключения полюсов может быть отнесено к одно-зонному с тем или другим направлением регулирования или к двухзонному в зависимости от того, какая из скоростей принимается за основную. [12]
Регулирование скорости асинхронных двигателей в каскадах с постоянной мощностью практически используется для однозонного регулирования вниз. Каскады с постоянным моментом позволяют осуществить двухзонное регулирование скорости. [13]
Для регулирования скорости асинхронных двигателей с фазным ротором все более широкое применение получают так называемые каскадные схемы. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
