Летающий спутник

Летающий спутник

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Курсовая по электротехнике Лабораторная работа Трехфазные цепи Лабораторные работы по физике

Расчет электротехнических цепей Лабораторная работа

Пуск и регулирование скорости асинхронного двигателя

Способы пуска

 При пуске ротор разгоняется от частоты вращения  = 0 до некоторой частоты . Пуск возможен только тогда, когда вращающий момент двигателя больше момента сопротивления. Ниже рассмотрены основные способы пуска.

 Прямой пуск осуществляется включением обмотки статора на напряжение сети. В первый момент скольжения  = 1, пусковой ток максимален

.  (11.47)

 Кратность пускового тока .

 Пусковой момент по (11.43)

. (11.48)

 Анализ (11.48) показывает, что при прямом пуске возникают большой бросок тока и относительно небольшой пусковой момент. Это оказывает отрицательное влияние на возможность пуска самого электродвигателя и на устойчивость работы других электродвигателей из-за снижения напряжения.

 Пуск переключением обмотки статора применяется для двигателей, работающих при соединении обмоток статора в треугольник. При пуске обмотка статора с помощью переключателя соединяется в звезду. В результате линейный пусковой ток уменьшается примерно в три раза, пусковой момент также уменьшается в три раза. Если пусковой момент достаточен для разгона электропривода, то такой пуск допустим. После пуска обмотку статора переключают на схему треугольника, и двигатель работает в нормальном режиме.

 При автотрансформаторном пуске обмотка статора включается на пониженное напряжение с помощью автотрансформатора. Двигатель разгоняется при пусковом токе и моменте в раз меньше по сравнению с прямым пуском, где   – коэффициент трансформации понижающего автотрансформатора. В конце разгона двигатель переключается на напряжение сети.

 Пуск двигателя с фазным ротором осуществляется путем включения пускового реостата в цепь ротора чере5з контактные кольца и щетки. Сопротивление пускового резистора в фазе выбирают таким, чтобы пусковой момент был максимальным. Так как = 1 и , то с помощью (11.45) находим

,

откуда

.

Пуск двигателя поясняется схемой на рис. 11.11. В момент пуска двигатель развивает максимальный момент и разгон происходит на участке   механической характеристики 1.

Рис. 11.12

 В момент, соответствующий точке , выключается первая ступень резистора и момент скачком увеличивается до точки  механической характеристики 2; при разгоне до точки   выключается вторая ступень резистора и рабочая точка скачком переходит в точку  естественной механической характеристики 3. Установившийся режим наступает в точке  соответствующей равенству моментов двигателя и нагрузки. Резистор закорачивается и щетки отводятся от колец.

  Такой способ пуска применяют, как правило, для двигателей большой мощности при ограниченном пусковом токе и высоких требованиях к приводу. Недостатками способа являются значительные потери электрической энергии в пусковом резисторе и сложность устройства ротора.

 Пример 11.2. Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет номинальные параметры: = 30 кВт, = 1500 об/мин,  = 0,03 Ом и = 0,144 Ом. Определить сопротивление добавочного резистора , который должен быть включен в фазу ротора для обеспечения пускового момента, равного критическому.

  Решение. Согласно (11.45) в режиме пуска

,

откуда

  Ом.

 11.13.2. Регулирование частоты вращения двигателя

 Частота вращения асинхронного двигателя

.

  Из этого равенства следует, что изменять частоту вращения можно изменением частоты  числа пар полюсов  и скольжения .

 Регулирование изменением частоты тока статора (частотное регулирование) требует применения источников питания с регулируемой частотой. В качестве такого источника может быть использован синхронный генератор с переменной скоростью вращения или полупроводниковый преобразователь частоты. В этом случае частота вращения и частота вращения ротора изменяются пропорционально частоте сети. Частотное регулирование обычно совмещают с изменением напряжения по закону .

 К недостаткам частотного регулирования относятся громоздкость и высокая скорость питающей установки.

  Для регулирования частоты вращения изменением числа пар полюсов применяют двигатели с короткозамкнутым ротором, у которых на статоре нескольких обмоток, размещенных в общих пазах и разное число пар полюсов или обмотки, которые позволяют получить различные числа пар полюсов путем изменения (переключения) их схемы соединения.

  Такое регулирование возможно, так как у короткозамкнутого двигателя число полюсов ротора всегда равно числу полюсов вращающегося магнитного поля. Регулирование изменением числа пар полюсов является ступенчатым и применяется для уменьшения числа ступеней в коробках скоростей, вентиляторах, насосах и др.

 Двигатели с изменяемым числом пар полюсов называют многоскоростными. Их выпускают на две, три или четыре скорости вращения, причем двухскоростные изготавливают с одной обмоткой на статоре с переключением числа пар полюсов в отношении , трехскоростные – с двумя обмотками на статоре, из которых одну выполняют двухскоростной с  и четырехскоростные – с двумя обмотками, каждая из которых выполняется с переключением числа полюсов в отношении 2/1.

 Масса и стоимость многоскоростных двигателей больше, чем односкоростных двигателей. Но их часто применяют в установках дискретного изменения частоты вращения.

Рис. 11.13

 Регулирование скорости уменьшением напряжения на статоре. При уменьшении напряжения  момент двигателя изменяется пропорционально , что изменяет его механические характеристики, следовательно, и скольжение. Как видно из рисунка 11.13, пределы регулирования скорости соответствуют изменению скольжения в интервале . Схемы автоматического регулирования позволяют расширить зону регулирования в области  и обеспечить при этом жесткие механические характеристики.

Однофазный асинхронный двигатель

 Принцип действия. Однофазный асинхронный двигатель – двигатель, на статоре которого однофазная обмотка, а на роторе – короткозамкнутая обмотка. Однофазный ток статора создает пульсирующий магнитный поток, изменяющий свое направление с частотой напряжения сети. Этот поток все время направлен по осевой линии полюсов и изменяется во времени по синусоидальному закону. Пульсирующий магнитный поток можно представить в виде двух вращающихся с одинаковой частотой в противоположном направлении потоков, амплитуды которых равны половине амплитуды пульсирующего потока. На рис. 11.14 а показаны векторы вращающихся потоков  и  в момент времен  = 0, соответствующий амплитуде тока и магнитного потока однофазной обмотки.

а)  б) в)

Рис. 11.14

Через время  векторы  и  переместились в противоположном направлении на угол  (рис. 11.14 б) и результирующий поток , а его направление по-прежнему совпадает с осевой линией полюсов. На рис. 11.14 в показаны магнитные потоки при , когда вращающиеся векторы   и  повернулись на угол  и результирующий магнитный поток  = 0. Дальнейшее изменение тока ведет к изменению направления потока  и т. д.

 Вращающиеся потоки создают вращающие моменты

  и ,

где  – скольжения ротора по отношению к прямому потоку   (направления вращения ротора и потока  совпадают) и обратному потоку

  и .

 На рис. 11.15 а приведены зависимости ,  и суммарного момента , а на рис. 11.15 б – соответствующие им механические характери

 а) б)

Рис. 11.15

стики. Анализ зависимостей  и  показывает, что при неподвижном роторе ( =0), =0, т.е. пусковой момент равен нулю. Если ротор приведен во вращение в ту или иную сторону, то один из моментов   или  будет большим. Если при этом результирующий момент  больше момента сопротивления , то двигатель достигнет определенной установившейся скорости вращения.

 Однофазный асинхронный двигатель с пусковой обмоткой (рис. 11.16) имеет дополнительную обмотку П, смещенную относительно рабочей обмотки Р на ноль электрических градусов. В цепь пусковой обмотки включен фазосмещающий элемент . Таким элементом может быть активное , емкостное  и индуктивное  сопротивления. На рис. 11.16 показаны векторные диаграммы токов с учетом активного и индуктивного сопротивлений самих обмоток. Из них видно, что при  и  ток в пусковой обмотке  по фазе опережает ток в рабочей обмотке   на угол  а при  – отстает. Результирующая МДС обмоток создает вращающееся магнитное поле и пусковой момент. Лучшие условия пуска обеспечиваются при включении конденсатора в пусковую фазу. Так как требуемая емкость конденсатора значительна, этот метод пуска применяют при большом пусковом моменте. Чаще применяют пуск с помощью активного сопротивления. При этом пусковая обмотка должна быть выполнена с увеличенным активным сопротивлением.

Рис. 11.16

 Трехфазный асинхронный двигатель в однофазном режиме. Возможны различные варианты использования трехфазных двигателей в однофазном режиме. схемы включения показаны на рис. 11.17.

 Рекомендуемые параметры:

емкости конденсаторов, мкФ и их рабочие напряжения:

 для схемы рис. 11.17 а  = 2800 , напряжение ;

 для схемы рис. 11.17 б  = 4800 ; напряжение ;

 для схемы рис. 11.17 в  = 1600; напряжение ;

 для схемы рис. 11.17 г   = 2740 . напряжение .

 Нагрузка двигателя с конденсатором

.

  При пуске с номинальным моментом общая емкость конденсатора должна составлять

Сп = Ср + Со = (2,5…3,0)Ср,

а отключаемая после пуска Со = (1,5…2,0)Ср,.

  Для пуска без нагрузки отключаемый конденсатор не требуется.

а)  б)

в) г)

Рис. 11.17

 Пример 11.3. Определить параметры схемы (рис. 11.17 а) для пуска двигателя 4А71АЧУ3, мощностью 0,55 кВт, напряжением 220/380 B и током 2,9/1,7 А при номинальной нагрузке.

 Решение. Емкость конденсатора  
= 12,5 мкФ. Емкость отключаемого конденсатора Со = (1,5…2,0)Ср. Принимаем  = мкФ.

 Напряжение на конденсаторах  = 1,15· = 1,15·380=437 В.

 Выбираем пять конденсаторов типа БГТ по 6 мкФ с напряжением 600 В.

Мощность потерь и КПД трансформатора

Асинхронная машина – это бесколлекторная машина переменного тока, у которой при работе возбуждается вращающееся магнитное поле, но ротор вращается асинхронно, т.е. с угловой скоростью, отличной от угловой скорости поля.

Частота вращения магнитного потока ротора Так как в короткозамкнутом роторе каждый стержень (в пазу проводника) образует отдельную фазу, а пазы ротора сдвинуты в пространстве, то сдвинутые по фазе токи в стержнях создают вращающееся магнитное поле.

Синхронными машинами называют электрические машины переменного тока, у которых частота вращения ротора находится в строго постоянном соотношении с частотой тока электрической сети.


Решение задачи по теме «Двигатели постоянного тока»