Рабочими характеристиками синхронного двигателя называют зависимость оборотов п2 ,тока статораI, подведенной мощностиP1 полезного вращающего моментаМ2, cosф
и к. п. д. т] от полезной мощности на валу двигателя Р2 при постоянных напряжении сетиUC, частоте сетиfи токе возбужденияiв(рис. 215).
Так как скорость вращения ротора п2 не зависит от нагрузки и равна скорости вращающегося магнитного
Асинхронный трехфазный двигатель — самый распространенный в промышленности и сельском хозяйстве. Около 95% всех двигателей — асинхронные.
Асинхронный двигатель изобретен талантливым русским ученым М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Простота устройства, дешевизна, высокий к. п. д., большая надежность в работе способствовали его быстрому внедрению во все отрасли хозяйства.
П
ринцип действия асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, создаваемого в трехфазной обмотке статора, и проводников с током, из которых состоит обмотка ротора. Скорость вращения поля определяют из формулы (58)
Представим себе вращающееся магнитное поле в виде кольца с двумя постоянными магнитами (рис. 221).
В середине кольца помещена обмотка ротора в виде короткозамкнутой беличьей клетки.
Вращающееся-магнитное поле статора индуктирует в проводах обмотки ротора токи, направление которых определяют по правилу правой руки. При этом нужно иметь в виду, что если магнитное поле вращается по часовой стрелке, то относительное вращение проводника нужно принимать против часовой стрелки.
В проводах, находящихся под северным полюсом, ток направлен к нам и направление его обозначим точкой.
При взаимодействии магнитного поля статора и ротора (рис. 221) к проводу приложена сила F, заставляющая его перемещаться в сторону движения поля статора.
Если поле статора вращается со скоростью n1; которую называют синхронной, то ротор вращается с меньшей скоростью n2 которую называют асинхронной.
Отставание ротора от поля статора называют скольжением и обозначают буквой s.
Величина скольжения может быть определена из уравнения
(162)
Скольжение — основная переменная величина асинхронной машины, от которой зависит режим ее работы.
Из формулы скольжения можно вывести формулу оборотов ротора 
Число оборотов ротора п2 при номинальных нагрузке, напряжении и частоте указывают на заводском щитке двигателя.
Величина скольжения асинхронных двигателей составляет примерно s = 0,01- 0,06. Скольжение может быть определено также в процентах.
(164)
У асинхронного двигателя при неподвижном роторе скольжение имеет максимальное значение 5=1, так как n2 = 0.
В начальный момент пуска в ход асинхронного двигателя, когда n2 еще равно нулю, 5 = 1.
Пример. Определить число оборотов четырехполюсного асинхронного электродвигателя, работающего со скольжением 3 %.
Решение. Для четырехполюсного асинхронного электродвигателя скорость вращения поля статора составляет
Тогда скорость вращения ротора определится из формулы скольжения
studfiles.net
Cтраница 1
Синхронная скорость вращения двигателя обратно пропорциональна его числу пар полюсов [ см. формулу (9.1) ], что позволяет осуществлять ступенчатое регулирование скорости вращения путем изменения количества полюсов обмотки статора. [1]
Синхронная скорость вращения двигателя 1500 об / мин. [2]
Синхронная скорость вращения двигателя прямо пропорциональна частоте источника питания [ см. формулу (9.1) ], что позволяет осуществлять плавное и экономичное регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с получением достаточно жестких механических характеристик, обладающих высокой перегрузочной способностью. Частотное регулирование наиболее эффективно для группового электропривода ( транспортные рольганги, конвейерные установки и пр. При этом скорость вращения двигателей может регулироваться как за счет увеличения, так и уменьшения частоты источника питания относительно номинальной частоты / ном 50 гц. [3]
При достижении синхронной скорости вращения двигателя компрессора, отсутствии объективных показателей о перегрузке компрессора и помпажном режиме, проверяемых по контрольно-измерительным приборам, и отсутствии посторонних звуков машина переводится с пускового контура на - рабочий. [4]
Вследствие этого число пар полюсов уменьшается, а синхронная скорость вращения двигателя увеличивается в два раза. [6]
На рис. 2.9 представлена механическая характеристика асинхронного двигателя, где S-nsn / nc - скольжение двигателя; / гс60 ftp - синхронная скорость вращения двигателя; р - число пар полюсов об-ыотки статора; Sm - критическое или опрокидывающее скольжение. [8]
Индукция В6 и средняя линейная нагрузка AS однофазных асинхронных двигателей малой мощности с экранированными полюсами выбираются по кривым рис. 22.2 в зависимости от отношения полезной мощности к синхронной скорости вращения двигателя. [10]
Индукция В (, и средняя линейная нагрузка AS маломощных однофазных асинхронных двигателей с экранированными полюсами выбираются по кривым рис. 24.2 в зависимости от отношения полезной мощности к синхронной скорости вращения двигателя. [11]
Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором вращается со скоростью гаг 480 об / мин. Определить число пар полюсов р и скольжение s, если синхронная скорость вращения двигателя nl 500 об / мин. [12]
Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором вращается со скоростью п2480 об / мин. Определить число пар полюсов р и скольжение s, если синхронная скорость вращения двигателя п 500 об / мин. [13]
Если обмотку статора машины подключить к источнику переменного тока и одновременно магнитные полюса ротора возбудить постоянным током, то ротор начнет вращаться, и машина будет работать, как электрический двигатель. Частота, заданная источником, и число полюсов ротора определят синхронную скорость вращения двигателя. [14]
На щитке короткозамкнутого трехфазного асинхронного двигателя имеются следующие данные: 2 2 кет, 1440 об / мин, 220 / 380 в, 8 3 / 4 8 а. Определить число пар полюсов р двигателя, скольжение s и пусковой ток / 1П для случаев соединения обмоток статора треугольником и звездой при включении в сеть с напряжением U - 220 в, если кратность пускового тока для соединения треугольником равна 5 5, а синхронная скорость вращения двигателя nt - 1500 об / мин. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД
После вхождения синхронного двигателя в синхронизм его скорость при изменениях момента нагрузки на валу до некоторого максимального значения Мтах остается постоянной и равной синхронной скорости
|
|
Так как изменение числа пар полюсов zp у серийно выпускаемых
двигателей не применяется, то частотное регулирование является практически единственным способом регулирования угловой скорости синхронных двигателей. Оно характеризуется в основном такими же показателями, что и частотное регулирование скорости асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Это регулирование плавное, двухзонное. Диапазон регулирования вверх от номинальной синхронной скорости ограничивается механической прочностью ротора, его балансировкой и качеством подшипников. Диапазон регулирования вниз от номинальной синхронной скорости может достигать значений D = 1: (50 - т-100) и более с учетом абсолютной жесткости механических характеристик двигателя и обеспечения синусоидальности напряжения питания. Стабильность скорости высокая. Допустимая нагрузка при постоянном возбуждении и независимой вентиляции соответствует номинальному моменту.
Использование полупроводниковых преобразователей частоты открывает большие возможности в отношении формирования требуемых статических и переходных процессов частотно-регулируемых синхронных электроприводов.
В отличие от асинхронного короткозамкнутого двигателя при частотном регулировании скорости синхронный двигатель обладает тремя каналами управления моментом: изменением тока возбуждения /в, изменением напряжения обмоток статора Uj и изменением частоты f j
напряжения обмоток статора.
Механические характеристики производственных механизмов и электроприводов преобразователь частоты - синхронный двигатель для законов регулирования класса Uj jfj = const приведены на рис. 5.56.
|
Рис. 5.56. Механические характеристики производственных механизмов и электроприводов преобразователь частоты - синхронный двигатель |
Рассмотренные законы управления при частотном регулировании скорости синхронного двигателя справедливы только в первом приближении, особенно для явнополюсного синхронного двигателя, так как неучет реактивного электромагнитного момента приводит к значительным (до 20 %) погрешностям механических свойств двигателя.
Синхронный двигатель обладает очень важным свойством - при подаче на статорные обмотки постоянного напряжения (/^ = 0) он создает тормозной момент при неподвижном роторе, обеспечивая механическую фиксацию ротора в заданном положении.
В частотно-регулируемых асинхронных электроприводах векторное управление связано как с изменением частоты и текущих значений переменных (напряжения, тока статора, потокосцепления), так и со взаимной ориентацией их векторов в декартовой системе координат. …
Сигналом тока можно воздействовать как на канал напряжения, так и на канал частоты. Функциональная схема электропривода с положительными обратными связями по току в канале регулирования напряжения и частоты приведена на …
Если вектор напряжения Uj формируется векторным сложением напряжения задания U з, и сигнала / • /^ • ккм, вводимого с целью компенсации падения напряжения в фазах А, В и С …
msd.com.ua
Долгое время в промышленности использовались нерегулируемые электроприводы на базе АД, но, в последнее время возникла надобность в регулировании скорости асинхронных двигателей .
Частота вращения ротора равна
При этом, синхронная частота вращения зависит от частоты напряжения и числа пар полюсов
Исходя из этого, можно сделать вывод, что регулировать скорость АД можно с помощью изменения скольжения, частоты и числа пар полюсов.
Рассмотрим основные способы регулировки.
Этот способ регулирования скорости применим в двигателях с фазным ротором . При этом в цепь обмотки ротора включается реостат, которым можно плавно увеличивать сопротивление. С увеличением сопротивления, скольжение двигателя растёт, а скорость падает. Таким образом, обеспечивается регулировка скорости вниз от естественной характеристики.
Недостатком данного способа является его неэкономичность, так как при увеличении скольжения, потери в цепи ротора растут, следовательно, КПД двигателя падает. Плюс к этому, механическая характеристика двигателя становится более пологой и мягкой, из-за чего небольшое изменение момента нагрузки на валу, вызывает большое изменение частоты вращения.
Регулирование скорости данным способом не эффективно, но, несмотря на это применяется в двигателях с фазным ротором.
Данный способ регулирования можно осуществить, если включить в цепь автотрансформатор, перед статором, после питающих проводов. При этом, если снижать напряжение на выходе автотрансформатора, то двигатель будет работать на пониженном напряжении. Это приведёт к снижению частоты вращения двигателя, при постоянном моменте нагрузки, а также к снижению перегрузочной способности двигателя. Это связано с тем, что при уменьшении напряжения питания, максимальный момент двигателя уменьшается в квадрат раз. Кроме того, этот момент уменьшается быстрее, чем ток в цепи ротора, а значит, растут и потери, с последующим нагревом двигателя.
Способ регулирования изменением напряжения, возможен только вниз от естественной характеристики, так как увеличивать напряжение выше номинального нельзя, потому что это может привести к большим потерям в двигателе, перегреву и выходу его из строя.
Кроме автотрансформатора, можно использовать тиристорный регулятор напряжения.
При данном способе регулирования, к двигателю подключается преобразователь частоты (ПЧ). Чаще всего это тиристорный преобразователь
tanders.ru
