Конспект лекцій з навчальної дисципліни «електротехніка І електроніка» для студентів спеціальності



Сторінка6/11
Дата конвертації27.01.2017
Розмір2.07 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Тема: Класифікація машин постійного струму. Генератори постійного струму.

Мета:

1. Навчальна – вивчити класифікацію машин постійного струму, галузі застосування генераторів постійного струму.

2. Розвиваюча – зв’язати знання по темі з запитаннями з інших дисциплін.

3. Виховна – переконати в необхідності технічних знань.

Методичне та матеріально-технічне забезпечення заняття: плакати, моделі машин постійного струму.
Зміст заняття




Елементи заняття, навчальні питання

Додатки

(форми та методи навчан-ня, засоби навчання, розподіл часу та інше)

1.

Організаційний момент




2.

Контроль знань по попередній темі «Конструкція та принципи дії машин постійного струму»

Питання опитування:

а) що означає вислів «Машина постійного струму зворотна?»;

б) конструкція машини постійного струму;

в) принцип дії генератора постійного струму;

г) принцип дії двигуна постійного струму.






3.

Вивчення нового матеріалу по питаннях:

а) класифікація машин постійного струму;

б) генератори незалежного збудження, їх характеристики, області застосування;

в) генератори паралельного збудження;

г) генератори послідовного збудження;

д) генератори змішаного збудження.





4.

Закріплення проводиться при розв’язуванні задач № 9.36; 9.38; 9.44




5.

Д.З. Вивчити за підручником Ф.Є. Євдокимова параграф 9.3



Викладач В.В.Хоружий

Лекція

Тема: Класифікація машин постійного струму. Генератори постійного струму.

План


  1. Устрій і принцип дії синхронних генераторів.

    1. Основні частини синхронної машини.

    2. Отримання синусоїдальної ЕРС.

  2. Багатополюсні генератори.

  3. Робочий процес синхронного генератора

    1. Холостий хід.

    2. Реакція якоря.

    3. Зовнішня і регулювальна характеристики.

Література:
1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей техникумов. — Москва: Высшая школа, 1989. -752с.

2. Евдокимов Ф. Е. Общая электротехника: Учебник для учащихся неэлектро-технических специальностей техникумов. — Москва: Высшая школа, 1987. - 352 с.

3. Общая электротехника с основами электроники. Учебник для техникумов. В.А. Гаврилюк, Б.С. Гершунский, А.В. Ковальчук, Ю.А. Куницкий, А.Г. Шаповаленко — Киев: Вища школа, 1980. - 480 с.

4. Китаев В.Е. Электротехника с основами промышленной электроники: Учебник для проф.-техн. Училищ.-М.:Высш. Шк..,1985.-224 с.



Устрій і принцип дії синхронних генераторів.

Основні частини синхронної машини.

Синхронні генератори перетворюють механічну енергію первинних двигунів в електричну енергію трифазного струму.

Основними частинами будь-якого генератора є:



  1. система збудження, що створює основний магнітний потік машини;

  2. якір, в обмотці якого індукується ЕРС. синхр генератор 1

Генератори трифазного струму, як правило, виконуються з рухомою системою збудження (ротор) і нерухомим якорем (статор).

Для створення основного магнітного потоку в синхронних машинах застосовують електромагніти, що живляться від допоміжного джерела постійного струму. Обмотку електромагнітів прийнято називати обмоткою збудження. Якір (статор) має форму порожнистого циліндра, в пазах якого з внутрішньої сторони розміщені провідники трифазної обмотки, – по суті не відрізняється від статора асинхронної машини.отримання синус-ої ерс

Отримання синусоїдальної ЕРС.

Для отримання синусоїдальної ЕРС в обмотці якоря необхідно, щоб розподіл магнітних ліній (тобто магнітної індукції В) в повітряному зазорі між статором (1) і ротором (2) було також синусоїдальним.

Цього можна досягнути двома шляхами:

1) застосуванням електромагнітів з полюсами належної форми;

2) відповідним розміщенням обмотки збудження в пазах ротора.

У першому випадку ротор виконується з явно вираженими (виступаючими) полюсами. Полюсні наконечники мають таку форму, при якій повітряний зазор збільшується, а магнітна індукція (щільність магнітних ліній) зменшується від середини полюса до його країв.

У другому випадку ротор являє собою масивний сталевий циліндр, в пазах якого розміщена обмотка збудження. Окремі котушки цієї обмотки сполучені між собою так, як показано на мал. (суцільні лінії показують з'єднання котушок з переднього торця ротора, а пунктирні лінії із заднього торця). Магнітні потоки котушок мають спільну вісь (NS). Розміри котушок неоднакові. Завдяки цьому максимум магнітної індукції Вm співпадає з віссю полюсів NS і по мірі віддалення від цієї осі щільність магнітного потоку убуває. Розподіл магнітної індукції в повітряному зазорі при цьому виходить близьким до синусоїдального.циліндричний ротор 1

Тихохідні генератори, що приводяться в рух гідротурбінами або двигунами внутрішнього згоряння, виконуються з явно вираженими полюсами. Швидкохідні паротурбінні генератори мають циліндричні ротори з неявно вираженими полюсами *.

* Кругова швидкість ротора в швидкохідних машинах досягає значенні 150 – 160 м/сек. При цих швидкостях застосовувати ротори з явно вираженими полюсами не можна за умовою механічної міцності.

Кінці обмотки збудження у ротора будь-якого виконання приєднані до двох, ізольованих від вала кілець. Струм в обмотку збудження подається через щітки, накладені на кільця. Як правило, обмотка ротора живиться від збуджувача (генератора постійного струму), що знаходиться на одному валу з ротором синхронного генератора. Потужність збуджувача становить 1 – 3% від номінальної потужності генератора.

Багатополюсні генератори.

В теперішній час на теплових електростанціях застосовуються головним чином двополюсні турбогенератори із швидкістю обертання n = 3000 об./хв. При двополюсному роторі один повний цикл синусоїдальної ЕРС відповідає одному оберту ротора. Якщо швидкість обертання ротора n = 3000 об./хв., то частота

Прагнення до використання швидкохідних машин, працюючих з граничною швидкістю n = 3000 об./хв., пояснюється тим, що із збільшенням швидкості меншають вага і вартість турбогенератора. Що стосується гідравлічних турбін і пов’язаних з ними генераторів, то швидкість їх обертання в основному визначається висотою натиску води і звичайно коливається в діапазоні від 50 об./хв. для низьконапірних електростанцій до 750 об./хв. для високонапірних електростанцій.

Для отримання змінного струму стандартної частоти тихохідні генератори виконують багатополюсними. Котушки електромагнітів ротора сполучаються між собою так, що північні і південні полюси чергуються.

Повороту ротора на кут, рівний , відповідає один повний період синусоїдальної ЕРС, що наводиться в статорі. Якщо машина, що має р пар полюсів, здійснює п оборотів за хвилину, то частота .

Трифазна обмотка статора генератора змінного струму виконується аналогічно статорній обмотці асинхронного двигуна. Число пар полюсів статора завжди дорівнює числу пар полюсів ротора.

Три синусоїдальні ЕРС, що індукуються в обмотці статора, рівні по величині і взаємно зсунуті по фазі на третину періоду. Якщо до клем генератора приєднане симетричне трифазне навантаження, то по обмотці статора протікають три синусоїдальних струми однакової величини, також зсунутих по фазі відносно один одного на третину періоду. Струм кожної фази створює змінний магнітний потік, вісь якого співпадає з віссю обмотки цієї фази. Магнітні лінії змінних потоків трьох фаз утворять (як і в асинхронній машині) магнітне поле, що обертається з швидкістю .

Підставивши сюди значення f з попереднього виразу, отримуємо . Ротор і магнітне поле статора обертаються з однаковою швидкістю, тобто синхронно. В зв'язку з цим електричні машини, що розглядаються отримали назву синхронних.

Робочий процес синхронного генератора

Холостий хід.

При холостому ході, коли обмотка якоря розімкнена, магнітне поле машини створюється тільки обмоткою збудження. Оскільки ЕРС Е0, що наводиться в обмотці якоря, змінюється у часі згідно із законом синуса, то потік збудження Фзб і індуковану ним ЕРС Е0 можна зображати за допомогою векторів. Діюче значення фазної ЕРС визначається за формулою

холостий хід синхр генератора

залежність ерс від струму збудж

де kобмотувальний коефіцієнт;



w – число витків однієї фази обмотки статора;

скоефіцієнт, постійний для даної машини.

При постійній швидкості обертання ротора і відсутності навантаження, тобто при режимі холостого ходу, ЕРС генератора залежить тільки від магнітного потоку Фзб, а отже, тільки від струму збудження Ізб. Змінюючи напругу Uзб на клемах обмотки збудження, можна змінювати струм збудження і тим самим регулювати магнітний потік Фзб і ЕРС Е0 генератора. На мал. представлена залежність ЕРС генератора від струму збудження Е0(Ізб) при номінальній швидкості обертання . Ця залежність називається характеристикою холостого ходу. Форма характеристики, що нагадує форму кривої намагнічування, обумовлена явищем насичення магнітної системи (відсутністю пропорціональності між магнітним потоком Фзб і струмом збудження Ізб).

Надалі для простоти будемо розглядати процеси, що відбуваються в двополюсних синхронних машинах з циліндричним ротором4 і ненасиченою магнітною системою, тобто будемо вважати, що Е0 пропорційна струму збудження машини.

Реакція якоря.

У навантаженому генераторі синусоїдальні струми, що протікають в трифазній обмотці статора, утворять при постійному навантаженні незмінний по величині магнітний потік ФЯ, що обертається синхронно з потоком ротора Фзб.

Так само, як в асинхронній машині, три нерухомі обмотки статора, по яких протікає трифазний струм, по своїй дії еквівалентні постійній намагнічуючій силі, що обертається в просторі з швидкістю n0. Отже, на відміну від режиму холостого ходу, в навантаженій синхронній машині при незмінному струмі збудження і постійному навантаженні одночасно діють дві постійні по величині намагнічуючі сили (НС): НС обмотки збудження Fзб і НС обмотки якоря FЯ. Ці сили, що намагнічують створюють результуючу НС – FРЕЗ, яка визначає реально існуючий в машині загальний магнітний потік Ф. Цей потік, що обертається з синхронною швидкістю n0, індукує в нерухомій обмотці якоря синусоїдальну ЕРС ЕРЕЗ (в обмотці ротора магнітний потік не індукує ЕРС).

Для аналізу процесів, що відбуваються в навантаженій синхронній машині, зручно вважати, що кожна з намагнічуючих сил Fзб і FЯ створює свій магнітний потік, що індукує ЕРС в обмотці якоря.

Дія НС обмотки якоря на основний магнітний потік і загалом на режим роботи навантаженої машини називають реакцією якоря.

Щоб визначити вплив НС якоря FЯ на основний магнітний потік машини, необхідно знайти взаємне розташування осей потоків ФЯ і Фзб при різних характерах навантаження генератора. При цьому потрібно врахувати, що ЕРС, що індукується потоком Фзб в однієї з фаз обмотки статора, досягає максимуму в той момент, коли провідники цієї фази знаходяться під серединою полюса ротора (рис. а).

Вісь потоку якоря ФЯ, як відомо, співпадає з віссю обмотки тієї фази, де струм І досягає максимуму. Тому при аналізі зручно визначити взаємне розташування осей потоків Фзб і ФЯ в момент часу, коли струм в якій-небудь з фаз статора (наприклад, АХ) досягає максимального значення.

При чисто індуктивному навантаженні струм відстає по фазі від ЕРС на чверть періоду (= + 90°) і досягає максимуму (Іm) в момент, коли полюс N ротора піде уперед на чверть оберту (рис. б) від положення, вказаного на рис. а. В цьому випадку потік якоря ФЯ направлений проти потоку ротора Фзб і, отже, чинить на нього розмагнічуючу дію.

При чисто ємкісному навантаженні струм випереджає по фазі ЕРС на чверть періоду (= – 90°) і досягає максимального значення (Іm), коли полюс N ротора не доходить на 90° (рис. в) до положення, вказаного на рис. а. В цьому випадку потік якоря ФЯ співпадає по напрямку з потоком ротора ФВ тобто чинить на нього намагнічуючу дію.

Як при чисто індуктивному, так і при чисто ємкісному навантаженню взаємодія провідників ротора з магнітним потоком статора не створює гальмівного моменту на валу машини, незважаючи на те, що на кожного провідника ротора діє електромагнітна сила (рис. б і в). Це пояснюється тим, що електромагнітні сили, що діють за годинниковою стрілкою, урівноважуються протилежно направленими електромагнітними силами (в цьому можна пересвідчитися, застосувавши правило лівої руки до всіх провідників обмотки ротора)5. Потужність, що витрачається первинним двигуном при чисто реактивному навантаженні, мала і визначається тільки втратами в генераторі.

Якщо струм співпадає за фазою з ЕРС , то він досягає максимуму в момент, коли вісь поля ротора співпадає з плоскістю АХ (рис. г). Електромагнітні сили, що діють на всі провідники обмотки ротора, виявляються узгодженими і спільно створюють гальмівний момент, що долається первинним двигуном генератора.

Вище були розглянуті граничні випадки, коли струм і ЕРС або співпадають за фазою, або були зсунуті на кут =  90°. В практичних умовах струм якоря відстає за фазою від ЕРС на кут (0 < < 90°). Тут струм можна розглядати як такий, що складається з двох складових: 1) активної складової I·cos , що зумовлює механічну реакцію в вигляді електромагнітного гальмівного моменту на валу, 2) реактивної складової I·sin , що спричиняє магнітну реакцію, тобто що послаблює основний магнітний потік машини.

Зовнішня і регулювальна характеристики.

ЕРС і напруга на клемах генератора при навантаженому режимі істотно відрізняється за величиною. Практичний інтерес уявляє зміна напруги при змішаному (активно-індуктивному) навантаженні генератора. На рис. (а) показані зовнішні характеристики синхронного генератора U(I) при різних значеннях соs (ці характеристики можна побудувати по розрахунковим даним, виходячи з векторної діаграми, або по результатам випробувань). Зниження напруги U при збільшенні навантажувального струму спричиняється головним чином розмагнічуючим впливом реакції якоря; воно тим значніше, чим нижче соs  інд6.
Зовнішні (а) і регулювальні (б) характеристики синхронного генератора:зовн і рег х-ки синхр генератора
Для підтримки напруги U на певному рівні необхідно регулювати струм збудження. Чим більший навантажувальний струм і нижче соs  інд навантаження, тим більше повинен бути струм збудження Iзб. Залежність струму збудження від струму навантаження I при незмінній напрузі (U = const) називається регулювальною характеристикою.

На рис. (б) представлені регулювальні характеристики синхронного генератора, відповідні трьом різним значенням соs . Заданий рівень напруги у сучасних генераторів підтримується автоматично регуляторами напруги (АРН).



ПЛАН ЗАНЯТТЯ

Вид: лекція
Тема: Конструкціяія та принцип дії трифазного асинхронного двигуна .
Мета:

1. Навчальна – вивчити конструкцію і фізичні процеси, які відбуваються в машинах змінного струму, вивчити різну конструкцію асинхронних електродвигунів.

2. Розвиваюча – ув’язати знання по темі з їхньою спеціальністю.

3. Виховна – виховання поваги до предмету, інтересу до технічних знань.
Засоби наочності: плакати, модель асинхронних двигунів, електрична машина в розібраному вигляді.
Тип лекції (оглядова, вступна, проблемна, інформаційна, лекція-бесіда, лекція із застосуванням ТНЗ, лекція з проблемним завданням, з елементами масо стійної або практичної роботи)
Організаційна структура лекції
1. Визначення навчальних цілей і мотивація – асинхронний електродвигун з короткозамкненою обмоткою являється і сьогодні основним типом електродвигуна.

2. Питання лекції

1.) Переваги і недоліки машин змінного струму.

2.) Конструкція машин змінного струму:

3.) Одержання обертового магнітного поля.

4.) Принцип дії машин змінного струму.

5.) Використані основні закони електротехніки:


3. Додаткові елементи заняття – закріплення матеріалу по питанням: 1. Які асинхронні електродвигуни ви знаєте? 2. Як одержати обертове поле? 3. Яка основна величина, характеризуючи роботу асинхронних електродвигунів? Задачі № 10.5, 10.8, 10.9.

4. Висновки лекції, відповіді на можливі запитання – в порівнянні з машинами постійного струму машини змінного струму простіші по конструкції.

5. Завдання для самопідготовки студентів – вивчити параграф 8.1,2.

6. Література - 1. Ф.Є. Євдокимов «Общая электротехника». 2. Т.Ф. Березкина «Задачник по общей электротехнике с основами электроники».

Викладач В.В.Хоружий


Лекція

Тема: Конструкція та принцип дії трифазного асинхронного двигуна

План

1Устрій і принцип дії асинхронного двигуна



  1. Переваги і недоліки машин змінного струму

3 Принцип дії трифазного асинхронного двигуна

Література:
1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей техникумов. — Москва: Высшая школа, 1989. -752с.

2. Евдокимов Ф. Е. Общая электротехника: Учебник для учащихся неэлектро-технических специальностей техникумов. — Москва: Высшая школа, 1987. - 352 с.

3. Общая электротехника с основами электроники. Учебник для техникумов. В.А. Гаврилюк, Б.С. Гершунский, А.В. Ковальчук, Ю.А. Куницкий, А.Г. Шаповаленко — Киев: Вища школа, 1980. - 480 с.

4. Китаев В.Е. Электротехника с основами промышленной электроники: Учебник для проф.-техн. Училищ.-М.:Высш. Шк..,1985.-224 с.


 Принцип дії трифазного асинхронного двигуна 

Нерухома частина асинхронного двигуна - статор має трифазну обмотку, при включенні якої в мережу виникає обертове магнітне поле. Швидкість обертання цього поля 1 = 1 ∙ 60 / p. 

Обертове поле статора перетинає провідники (стрижні) обмотки ротора і наводить в них Е.Д.С. Але так як обмотка ротора замкнута, то в стержнях виникають струми. Взаємодія цих струмів з полем статора створює на провідниках обмотки ротора електромагнітні сили F пр, напрям яких визначається за правилом «лівої руки». Сили F пр прагнуть повернути ротор у напрямку обертання магнітного поля статора. Сукупність сил F пр,доданих до окремих провідникам, створює на роторі електромагнітний момент М, що приводить його в обертання зі швидкістю 2. Обертання ротора через вал передається виконавчого механізму. 

Таким чином, електрична енергія, що надходить в обмотку статора з мережі, перетвориться в механічну. 

Напрямок обертання магнітного поля статора, а отже, і напрямок обертання ротора, залежить від порядку проходження фаз напруги, що підводиться до обмотки статора. При необхідності змінити напрямок обертання ротора асинхронного двигуна слід поміняти місцями будь-яку пару проводів, що з'єднують обмотку статора з мережею

Наприклад, порядок проходження фаз АВС замінити порядком СВА. Швидкість обертання ротора n 2асинхронного двигуна завжди менше швидкості обертання поля n 1, так як тільки в цьому випадку можливе наведення е.р.с. в обмотці ротора. Різниця швидкостей ротора та обертового поля статора характеризується величиною, званої ковзанням, 

s = (n 1 - n 2) / n 1. 

Часто ковзання виражається у відсотках: 

http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_465f125b.gif

Ковзання асинхронного двигуна може змінюватися в межах від 0 до 1. При цьому s? 0 відповідає режиму холостого ходу, коли ротор двигуна не відчуває протидіючих моментів, а s? 1 відповідає режиму короткого замикання, коли протидіє момент двигуна перевищує обертаючий момент і тому ротор двигуна нерухомий (n 2 = 0). 

Ковзання, відповідне номінальному навантаженні двигуна, називається номінальним ковзанням. Так, наприклад, для двигунів нормального виконання потужністю від 1 до 1000 кВт номінальне ковзання приблизно становить відповідно 0,06-0,01, тобто 6-1%. 

Швидкість обертання ротора асинхронного двигуна дорівнює 2 = (1-s) ∙ n 1. 

3.2. Асинхронні машини як перетворювачі енергії 

Перетворення енергії в асинхронних машинах відбувається при несинхронно (асинхронному) обертанні ротора і магнітного поля. Різниця частот обертання ротора n р і поля статора n з визначає частоту і амплітуду ЕРС, що наводяться в провідниках обмотки ротора У робочих режимах машини різниця в частотах обертання ротора й поля статора зазвичай становить лише кілька відсотків Тому при аналізі і характеристиці роботи машини частоту обертання ротора оцінюють не в абсолютних одиницях (об / хв, рад / с), а у відносних, вводячи поняття ковзання s. Ковзання виражається або у відсотках (s = 1%, 2,5% і т.д.), або в частках одиниці (s = 0,01, 0,025 і т.д. [12]) 


http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_5d01beb.png

Рис. 3.1. Механічна характеристика асинхронної машини 





Теоретично асинхронна машина може працювати у всьому діапазоні змін s від -? до 0 (генераторний режим) і від 0 до? (Рис 3.1), але не при s = 0. Режим роботи з позитивним ковзанням підрозділяється на руховий (s = 0-1) і гальмівної, відповідний зміни ковзання від 1 до?. У гальмівному режимі ротор обертається проти напрямку обертання ( http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_m52cf0ce5.gif ) І машина створює момент, зворотний моменту, що додається до валу. 

3.3. Конструкція та основні експлуатаційні характеристики 

За конструктивним виконанням і способам монтажу двигуни виконують згідно з ГОСТ 2479-79. Найбільшого поширення набули виконання IM1-IM4. Серед машин малої потужності поширені також виконання IM5 і IM9, які часто застосовують в різних побутових пристроях і в електрифікованому інструменті. За ступенем захисту від впливу навколишнього середовища для машин малої потужності більш поширені асинхронні двигуни виконання IP44 і IP54 зі способом охолодження IC041, а для машин середньої та великої потужностей - також виконання IP23 зі способом охолоджування IC01. 

Статори машини шихту з електротехнічної сталі товщиною 0,35 - 0,5 мм. При довжині магнітопроводу менше 250 - 300 мм радіальні канали в статорах відсутні. За більшої довжини магнітопровід підрозділяють радіальними каналами, службовцями для проходу охолоджуючого повітря. Обмотка статора у всіх машинах загального призначення до напруги 660 В потужністю до 100 кВт - з круглого проводу, всипні, а при потужності більше 100 кВт - з підрозділених котушок з прямокутного проводу.

У машинах на номінальну напругу 3 кВ і вище обмотка виконується тільки цільними котушками, намотаних прямокутним проводом. Конструкція кріплення муздрамтеатру статора в корпусі залежить від габаритів і потужності машини. У машинах малої потужності корпусу виконані з алюмінію, в деяких конструкціях - заливанням алюмінію на зібраний магнітопровід статора. У більш потужних машинах корпусу і підшипникові щити чавунні чи сталеві. У машинах великих габаритів корпусу зварні з листової сталі. 

Вентилятори в більшості машин встановлені безпосередньо на валу, в машинах виконання IP23 - всередині корпусу, у машинах виконання IP44 - поза корпусу, під кожухом. У машинах з короткозамкненими роторами функцію вентиляторів виконують вентиляційні лопатки на замикаючих кільцях обмотки ротора. 

Сердечники роторів двигунів з висотою осі обертання до 450 мм насаджують безпосередньо на вал, причому до висоти h = 225-250 мм - на гладкий вал. У більш великих машинах сердечники кріплять на валу шпонкою. Сердечники роторів машин великих габаритів насаджують на втулку або на остов ротора. 

У переважній більшості випадків асинхронні машини використовують як двигуни, тобто вони працюють в діапазоні ковзань від s = 1 (початковий момент пуску - ротор нерухомий) до значень, близьких до нуля (в режимі холостого ходу s xx? 0). 

Для оцінки та порівняння пускових властивостей асинхронних двигунів (АД) моменти, що розвиваються АТ при пуску і розгоні, прийнято виражати не в абсолютних, а у відносних одиницях, т е вказувати кратність моменту по відношенню до номінального (М * = М / М ном) 

Крива М * = f (s) має кілька характерних точок, відповідних пусковому М п *, мінімального М min *, максимальному М m ах * і номінальному моментів (М ном * = 1) (рис. 3.2). 

Пусковий момент характеризує початковий момент, що розвивається АД безпосередньо після включення в мережу при нерухомому роторі (s = 1) На початку розгону АД його момент дещо зменшується порівняно з пусковим. Зазвичай М min на 10-15% менше М п. У більшості АТ М п *? 1, однак АТ можуть бути пущені під навантаженням тільки за умови, що момент опору на валу буде менше, ніж М min *, інакше АТ не і працюватиме з великим ковзанням (ділянка кривої від М min * до М п *). Такий режим небезпечний для АТ, оскільки супроводжується великими струмами обмоток. 




http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_5a16203a.png

Рис. 3.2 Залежність струму і моменту асинхронного двигуна від ковзання 





Максимальний момент характеризує найбільший момент АТ - його перевантажувальну здатність. Часто М m ах * називають також критичним моментом, а ковзання, при якому момент досягає максимуму, - критичним ковзанням (s до p). У АТ загального призначення s до p звичайно не виходить за межі 0,07 - 0,12. Якщо момент опору при роботі АТ перевищує M max *, АТ зупиняється. 

Номінальний момент М ном - це момент на валу АД, що працює при номінальному напруг з номінальною навантаженням при номінальному ковзанні. 

Режим, при якому обмотка статора підключена до мережі, а ротор нерухомий (загальмований), називають коротким замиканням АТ. При s = 1 струм АТ в кілька разів перевищує номінальний (рис. 3.2), тому в режимі короткого замикання АТ, не розрахований на роботу при s? 1, може перебувати лише протягом декількох секунд. Режим короткого замикання виникає при кожному пуску АД з нерухомого стану, проте в цих випадках він короткочасний і обмотка не встигає нагрітися вище допустимого рівня. Кілька пусків АТ поспіль через короткі проміжки часу можуть спричинити підвищення температури його обмоток вище допустимої, якщо АТ не розраховані на такий режим роботи. 

Асинхронні машини, призначені для роботи з великими ковзаннями, з s = 1 (в трансформаторному режимі) або з s> 1 (в гальмівному режимі), спеціально розраховують з урахуванням підвищених струмів в обмотках. 


http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_3982e5a3.png

Рис. 3.3 Робочі характеристики асинхронного двигуна 





Робочі характеристики АД (рис. 3.3) показують, що найбільший ККД досягається при навантаженні на 10-15% меншою номінальною. Двигуни розраховуються так тому, що більшість з них в силу стандартної дискретної шкали потужностей працюють з деякою недовантаженням. При експлуатації АД з навантаженням, істотно меншою номінальною, зменшуються і їх ККД, і коефіцієнт потужності. 

Асинхронні двигуни в силу ряду переваг (відносна дешевизна, високі енергетичні показники, простота обслуговування) є найбільш поширеними серед всіх електричних машин. У кількісному відношенні вони складають близько 90% всього парку машин в народному господарстві, а за встановленою потужністю - близько 55%. 

Асинхронні двигуни випускають, як правило, великими серіями, найбільш значними з яких є машини загального призначення - серії 4А, АІ і серії спеціалізованих двигунів, наприклад кранових МТ, вибухозахищених BP і ін Двигуни малої потужності для побутової техніки випускають у кількості декількох десятків мільйонів штук на рік. 

3.4. Особливості асинхронних двигунів з фазними і короткозамкненими роторами 

По конструкції АД ділять на два типи: АД з фазним ротором і АД з короткозамкненим ротором. Конструкції статорів, корпусів, підшипникових щитів і загальна компоновка машин обох типів не мають істотних відмінностей. 

Обертається асинхронного двигуна - ротор, так само як і статор, має обмотку. Вона поміщена в пазах 1 сталевого циліндра (рис. 3.4), набраного, як і сердечник статора, з листів електротехнічної сталі (рис. 3.5) товщиною 0,5 мм. Після штампування листи збирають в пакет, щільно стискають, насаджують на вал двигуна і закріплюють. У пазах ротора поміщається або короткозамкнутая; або фазна обмотка. Ізоляцією між листами ротора зазвичай служить плівка оксиду. Активна сталь ротора є частиною магнітного ланцюга двигуна. Обмотка може бути фазною, побудованої за тим же принципом, що і обмотка статора. Робиться це в тому випадку, коли в фази обмотки включається додатковий опір (реостат), необхідний при пуску або регулюванні швидкості двигуна. Обмотка ротора 2 сполучається в зірку, а висновки підключаються до трьох контактних кілець 3 (рис.3.4), насадженим на вал ротора і ізольованих від валу і один від одного. Контактні кільця виготовляються з міді, бронзи, рідко зі сталі. Фазний ротор зображений на рис. 3.4. Поздовжній розріз двигуна з фазним ротором зображений на рис. 3.6. 


http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_mfdb47a7.png


http://bib.convdocs.org/docs/20/19689/conv_1/file1_html_m4c38fe48.png

ПЛАН ЗАНЯТТЯ

Вид: лекція


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал