Критическое скольжение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Критическое скольжение в рассматриваемом режиме зависит только от активного сопротивления и индуктивности рассеяния обмотки ротора, а критический электромагнитный момент определяется величиной главного потокосцепления и значением индуктивности рассеяния обмотки ротора.
 [2]

Критическое скольжение будет изменяться обратно пропорционально частоте, а критический момент — обратно пропорционально квадрату частоты. В обычных условиях эксплуатации частота питающей сети бывает постоянной или меняется в очень малых пределах. Однако на буровых установках нефтяных промыслов при питании электродвигателей от дизель-электрического агрегата двигатель может работать с частотой, отличной от частоты, на которую он рассчитан. Например, так работают электродвигатели, подключаемые к аварийной ДЭС буровой установки при отсутствии напряжения в сети, снабжающей электроэнергией буровую установку. В подобных случаях следует учитывать резкое уменьшение критического момента с увеличением частоты питающего тока, что ограничивает перегрузочную способность двигателя, и принимать необходимые меры.
 [4]

Критическое скольжение, не зависящее от напряжения, остается неизменным. Не изменяется также и синхронная угловая скорость, которая зависит только от частоты питающего напряжения и числа пар полюсов двигателя.
 [5]

Схемы включения обмоток статора при динамическом торможении. | Схема включения асинхронного двигателя при динамическом торможении с питанием статора через полупроводниковый выпрямитель.  [6]

Критическое скольжение зависит от сопротивления, включенного в ротор. Оно увеличивается пропорционально росту сопротивления.
 [7]

Критическое скольжение, как нетрудно установить из выражения ( 3 — 51), уменьшается с ростом частоты, а с уменьшением ее растет. При достаточно низких значениях частоты оно от частоты мало зависит.
 [8]

Критическое скольжение ротора sKp при отсутствии добавочного активного сопротивления в цепи его обмоток может быть найдено из упрощенной формулы Клосса.
 [9]

Критическое скольжение SKV r ly 2 — j — от напряжения не зависит.
 [10]

Критическое скольжение асинхронной машины — — скольжение, при котором машина развивает максимальный вращающий момент.
 [11]

Критическое скольжение асинхронной машины — скольжение, при котором асинхронная машина развивает максимальный вращающий момент.
 [12]

Критическое скольжение асинхронного двигателя зависит от сопротивления цепи ротора. Поэтому величина относительной продолжительности пуска прямо пропорциональна сопротивлению.
 [14]

Вблизи критического скольжения апериодический процесс сменяется колебательным. При этом время процесса растет по мере роста абсолютной величины скольжения с соответствующим увеличением числа периодов колебания.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Понятие скольжения асинхронного двигателя

Содержание

• 1 Что представляет собой скольжение асинхронной машины 
• 2 Скольжение в разных условиях работы привода
• 3 Как можно измерить показатель S?

Скольжение может изменяться. Это зависит о того, в каком режиме работает электродвигатель, величины напряжения сети и нагрузки на машину. Но что же это за характеристика и от чего она зависит? Разберемся ниже!

В целом, принцип, по которому происходит работа трехфазного мотора очень прост. К обмотке статора подают напряжение, питающее движок. Благодаря ему появляется магнитный поток, смещенный на 120 градусов в каждой из трех фаз. А тот поток, который носит имя суммирующего будет еще и вращающимся.

Обмотка якоря – замкнутый контур. В ней появляется электродвижущая сила (ЭДС), а магнитный поток, возникающей не без ее помощи, приводит ротор в работу: он начинает вращаться. Электромагнитный момент всегда будет пытаться сравнять темпы двух полей главных элементов привода: статора и ротора.

Величина, которая определяет разницу между скоростями вращения вышеописанных магнитных полей и есть то самое скольжение. Мы все знаем, что ротор никогда не будет поспевать за статором, значение это никогда не будет больше единицы. Измерение можно проводить как в процентах, так и в относительных величинах.

Чтобы рассчитать величину скольжения (S), нужно знать показатель частоты, с которой вращается магнитное поле (n1) и частоту, с которой вращается магнитное поле в роторе. Формула, по которой производится расчет, выглядит так:

Скольжение – чрезвычайно важная характеристика мотора. Она описывает то, насколько исправна работа машины.

Если режим работы агрегата – холостой, искомый показатель всегда будет близок к нулевому значению или, по крайней мере, не превысит 3%. Это связано с тем, что n1 будет практически равен n2. Несмотря на то, что значение всегда близко к нулю, нулевым оно быть не может, потому что поля ротора и статора не пересекаются. Другими словами, вращение мотора отсутствует, как и подача на него напряжения.

Скольжение (если считать его в процентах) не будет нулевым даже в том случае, когда электродвигатель находится в режиме идеального холостого хода. Зато, если агрегат запущен в режиме генератора, S может быть отрицательным.  

Такой режим (в нем ротор вращается противоположно относительно статора) будет показывать S, значениям бывают разными, но изменяются только в следующих пределах:

-∞<S<0

Надо отметить, что есть также электромагнитное торможение или противовключение якоря. В таком случае скольжение может быть больше, чем единица и положительным.

Рисунок 1

Частота тока в катушках якоря (f1) равна частоте сетевого тока, но только при пуске агрегата. Если нагрузка номинальная, то частоту электротока (f2) можно высчитать по формуле ниже:

f2=S*f1

Якорный ток имеет прямую зависимость от его индуктивного сопротивления. Это значит, что электроток в якоре зависит от скольжения асинхронного электромотора. Момент вращения агрегата также зависит от S. Его определяют показатели магнитного потока, угла сдвига между электродвижущей силой и якорным электротоком. 

Как видно из всего вышесказанного, чтобы провести детальное исследование всех параметров электропривода, нужно установить зависимость. Она схематически изображена на рисунке 1. 

Это, в свою очередь, означает, что если ввести в якорную цепь асинхронного двигателя, ротор которого фазный, дополнительное сопротивление, можно регулировать изменение момента в нем, если значения скольжения S различны. 

Если ротор в приводе короткозамкнут, момент можно регулировать с использованием преобразователя частоты или двигателя с переменными параметрами.

Если нагрузка на электродвигатель номинальная, S будет равно значениям от 8% до 2%. Это скольжение будет носить название номинального.

Увеличивая нагрузку на вал ротора (то есть момент), будет происходить пропорциональное увеличение величины скольжения. 

Выражаясь проще, можно сказать, что роторное магнитное поле никогда не будет быстрее статорного. То есть первое будет тормозить. 

Увеличивая скольжение, вы, конечно, добьетесь пропорционального роста тока в якоре. И момент, естественно, тоже вырастет. Но нужно всегда учитывать, что вместе с этим будут расти и активные потери ротора (то есть произойдет увеличение сопротивления). Это повлияет на снижение силы тока и уменьшение коэффициента мощности. Результат: рост момента будет медленнее, чем скольжения.

Критическое скольжение – максимальная величина момента, которой можно достигнуть при определенном S. После того, как момент станет максимальным, он начнет идти на убывание. Обозначаю показатель, как правило, через Sкр.

Механическая характеристика, в своем графическом проявлении, выглядит следующим образом:

В данном выражении (его еще называют формулой Клосса) используется величина критического момента (Мк). Его и определяет величина критического скольжения.

График строят, основываясь на характеристиках из документов асинхронной машины. Все вопросы, возникающие по поводу асинхронного агрегата, работающего в режиме движка, решают с помощью данного графика.

Величина допустимого значения мгновенного перегруза электромотора определяется критическим моментом. В случае развития еще более критического М (и, конечно же, увеличения Sкр), можно наблюдать опрокидывание агрегата. Когда это происходит, машина просто перестает работать и выключается. Это аварийный режим.

Для измерения скольжения в электрическом двигателе асинхронного типа есть несколько подходов. При значительной разнице частоты работы от синхронной, S измеряют тахометром или тахогенератором. Это специальный прибор, подключенный к валу электропривода.

Стробоскопический метод. В этом варианте используют неоновую лампу. Замеры можно произвести только в случае, когда скольжение не превышает пяти процентов. На вал движка нужно нанести черту с помощью мелка. Вместе этого можно установить стробоскопический диск. Затем на них светят лампой и считают, сколько раз вал сделал оборот за какой-либо отрезок времени. Окончательные расчеты проводят с помощью специальных формул. В этом методе допустимо использование самого обычного стробоскопа. Его пример приведен ниже.

Третий способ найти скольжение – индуктивная катушка. Как это сделать? Возьмите катушку от электромагнитного реле (контактор) постоянного тока. Она подойдет лучшего всего, так как на ней достаточно много витков, около 20 000. А для таких замеров их требуется не менее 3000. Подключите к катушке точный милливольтметр (он подойдет из-за своей чувствительности). Затем расположите катушку там, где заканчивается вал якоря. 

После этого нужно посчитать число совершенных колебаний и по специальной формуле определить скольжение. 

Кстати, если ротор у асинхронного мотора фазный, то S можно вычислить, используя магнитоэлектрический амперметр. Устройство подключают к любой их трех фаз в якоре, считают количество колебаний стрелки (за какое-то время) и считают нужный показатель по той формуле, которую используют в методе с катушкой индуктивности.

nglos324 — критическое напряжение сдвига

nglos324 — критическое напряжение сдвига

	Критическое напряжение сдвига
	В в кристалле начальное скольжение происходит по определенной плоскости скольжения в определенной направление скольжения. На диаграмме показана ситуация для образца в одноосном растяжение, для которого дано разрешенное касательное напряжение в направлении скольжения к т рез = с cosf л . Проскальзывание произойдет, когда разрешенное касательное напряжение станет равным критическому напряжение сдвига, т кр , параметр, который зависит от микроструктуры образца. Вывихи ответственны за скольжение в кристаллических телах, и эти активные дислокации обеспечиваются действием источников Франка-Рида на плоскости скольжения. критическое разрешенное напряжение сдвига зависит от расстояния L между штифтами точки, связанные с источником Франка-Рида; чем ближе точки закрепления тем выше критическое напряжение сдвига. Источник Фрэнка-Рида вызовет размножение дислокаций и скольжение, когда приложенное напряжение больше чем т кр = 2Гб/л , где L — расстояние между точками пиннинга источника, G — модуль сдвига образца, b — вектор Бюргерса дислокации. Обычно L = 10 4 б, так что т кр = 2 х 10 -4 Г .
			От: Каллистер, «Материалы Наука и инженерия», Уайли (1994)

что это такое и как его найти

Скольжение — одна из основных характеристик электродвигателя. Оно меняется в зависимости от режима работы, нагрузки на вал и напряжения питания. Рассмотрим подробнее, что такое пробуксовка мотора, от чего она зависит и как определяется.

• Что это такое
• Величина проскальзывания в разных режимах работы
• Методы измерения

Что это такое

Трехфазный принцип работы асинхронного двигателя довольно прост. На обмотку статора подается питающее напряжение, создающее магнитный поток, в каждой фазе он будет сдвинут на 120 градусов. В этом случае суммирующий магнитный поток будет вращающимся.

Обмотка ротора представляет собой замкнутый контур, в ней наводится ЭДС и возникающий магнитный поток вращает ротор в направлении движения магнитного потока статора. Вращающийся электромагнитный момент пытается уравновесить скорость вращения магнитных полей статора и ротора.

Величина, определяющая разницу скоростей вращения магнитных полей ротора и статора, называется скольжением . Поскольку ротор асинхронного двигателя всегда вращается медленнее, чем поле статора, оно обычно меньше единицы. Может измеряться в относительных единицах или процентах.

Рассчитывается по формуле:

где n ₁ — частота вращения магнитного поля, n ₂ — частота вращения магнитного поля ротора.

Скольжение — важная характеристика, характеризующая нормальную работу асинхронного двигателя.

Величина проскальзывания в различных режимах работы

В режиме холостого хода проскальзывание близко к нулю и составляет 2-3%, в связи с тем, что n ₁ практически равно n ₂ . Оно не может быть равно нулю, так как в этом случае поле статора не пересекается с полем ротора, проще говоря, двигатель не вращается и питающее его напряжение не подается.

Даже в режиме идеального холостого хода значение проскальзывания, выраженное в процентах, не будет равно нулю. S также может принимать отрицательные значения в том случае, когда электродвигатель находится в генераторном режиме.

В генераторном режиме (вращение ротора противоположно направлению поля статора) скольжение ДЭ будет в значениях -∞

Так же есть режим электромагнитного торможения (ротор против часовой стрелки), в этом режиме скольжение принимает значение больше единицы, со знаком плюс.

Значение частоты тока в обмотках ротора равно частоте тока сети только в момент пуска. При номинальной нагрузке частота тока будет определяться по формуле:

f ₂ = S * f ₁ ,

где f ₁ — частота тока, подводимого к обмоткам статора, а S это скольжение.

Частота тока ротора прямо пропорциональна его индуктивному сопротивлению. Таким образом, проявляется зависимость тока в роторе от скольжения АД. Крутящий момент электродвигателя зависит от величины S, так как определяется значениями магнитного потока, тока, угла сдвига между ЭДС и током ротора.

Поэтому для детального изучения характеристики АД установлена ​​зависимость, представленная на рисунке выше. Таким образом, изменением момента (при разных значениях скольжения) в двигателе с фазным ротором можно управлять введением сопротивления в цепь обмоток ротора. В двигателях с короткозамкнутым ротором крутящий момент регулируется либо преобразователями частоты, либо двигателями с регулируемой скоростью.

При номинальной нагрузке двигателя значение скольжения будет находиться в диапазоне 8%-2% (для двигателей малой и средней мощности), номинальное скольжение.

С увеличением нагрузки на вал (момент на валу) скольжение будет усиливаться, проще говоря, магнитное поле ротора будет все больше отставать (тормозить) от магнитного поля статора. Увеличение скольжения (S) приведет к пропорциональному увеличению тока ротора, следовательно, пропорционально возрастет крутящий момент. Но при этом увеличиваются активные потери в роторе (увеличивается сопротивление), которые уменьшают увеличение силы тока, поэтому момент увеличивается медленнее, чем скольжение.

При определенной величине проскальзывания момент достигнет своего максимального значения, затем начнет уменьшаться. Значение, при котором момент будет максимальным, называется критическим (Sкр).

В графическом виде механическая характеристика асинхронного двигателя может быть выражена по формуле Клосса:

где, М _до — Это критический момент, который определяется критическим скольжением электродвигателя .

График основан на характеристиках, указанных в паспорте АД. Если есть вопросы по приводу, то данный график используется как движитель с использованием асинхронного электродвигателя.

Критический момент определяет величину допустимой мгновенной перегрузки электродвигателя. При развитии момента более критического (следовательно, более критического скольжения) происходит так называемое опрокидывание электродвигателя и двигатель останавливается. Опрокидывание – один из аварийных режимов.

Методы измерения

Существует несколько способов измерения скольжения асинхронного двигателя. Если частота вращения значительно отличается от синхронной, то ее можно измерить с помощью тахометра или тахогенератора, подключенного к валу ЭД.

Вариант измерения стробоскопическим методом с использованием неоновой лампы подходит для значения скольжения не более 5%. Для этого либо на вал двигателя наносится мелом спецпримета, либо устанавливается специальный стробоскопический диск. Они подсвечиваются неоновой лампой, и за определенное время подсчитывается оборот, затем по специальным формулам производится расчет. Также возможно использование полноценного стробоскопа, подобного тому, что показано ниже.

Также для измерения величины скольжения всех типов машин подходит метод с индуктивной катушкой. Катушку лучше всего использовать от реле или контактора постоянного тока, из-за количества витков (их 10-20 тысяч) число витков должно быть не менее 3000. Катушка с подключенным к ней чувствительным милливольтметром размещается на конец вала ротора. По отклонениям стрелок прибора (количеству колебаний) за определенное время рассчитывают величину скольжения по формуле. Кроме того, для асинхронного двигателя с фазным ротором скольжение можно измерить с помощью магнитоэлектрического амперметра. Амперметр подключают к одной из фаз ротора и вычисляют число отклонений стрелки амперметра (по формуле из метода с индуктивной катушкой).

Вот мы и рассмотрели, что такое пробуксовка асинхронного двигателя и как ее определить.