|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Електродвигуни. Асинхронні двигуни. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни Асинхронними двигунами називаються електричні машини, що мають принаймні дві обмотки, в яких змінна напруга зрушена по фазі відносно один одного. Принцип дії В асинхронних системах з'являється можливість створити в механічно нерухомому пристрої обертове магнітне поле. Котушка, підключена до джерела змінного струму, утворює магнітне поле, що пульсує, тобто магнітне поле, що змінюється за значенням і напрямом.
У циліндрі з внутрішнім діаметром D розміщують на поверхні три котушки, просторово зміщені один на одного на 120°. Котушки підключені до джерела трифазної напруги (рис. 16.6). На рис. 16.7 показаний графік зміни миттєвих струмів, що утворюють трифазну систему. Кожна з котушок створює пульсуюче магнітне поле. Магнітні поля котушок, взаємодіючи один з одним, утворюють магнітне поле, що результує обертове магнітне поле, що характеризується вектором результуючої магнітної індукції. На рис. 16.8 зображені вектори магнітної індукції кожної фази та результуючий вектор У момент t = t1 Струм і магнітна індукція в котушці А-Х позитивні і максимальні, в котушках BY і CZ - однакові і негативні. Вектор результуючої магнітної індукції дорівнює геометричній сумі векторів магнітних індукцій котушок і збігається з віссю котушки А-Х. У момент t = t2 струми в котушках А-Х і CZ однакові за величиною та протилежні за напрямом. Струм у фазі дорівнює нулю. Результативний вектор магнітної індукції повернувся за годинниковою стрілкою на 30°.
У момент t = t3 струми в котушках А-Х і BY однакові за величиною та позитивні, струм у фазі CZ максимальний і від'ємний, вектор результуючого магнітного поля розміщується в негативному напрямку осі котушки CZ. За період змінного струму вектор магнітного поля, що результує, повернеться на 360°. Лінійна швидкість руху вектора магнітної індукції
де
поля по довжині кола циліндра діаметром D. Лінійна швидкість
де n1 - Синхронна частота обертання багатополюсного магнітного поля з числом пар полюсів Р. Котушки, зображені на рис. 16.6 створюють двополюсне магнітне поле, з числом полюсів 2Р = 2. Частота обертання поля дорівнює 3000 об/хв. Щоб отримати чотириполюсне магнітне поле, необхідно всередині циліндра діаметром D помістити шість котушок по дві на кожну фазу. Тоді, згідно з формулою (16.7), магнітне поле обертатиметься вдвічі повільніше, з n1 = 1500 об/хв. Щоб отримати магнітне поле, що обертається, необхідно виконати дві умови:
Конструкція Асинхронний двигун має нерухому частину, що називається статором, і частину, що обертається, звану ротором. У статорі розміщена обмотка, що створює магнітне поле, що обертається. Розрізняють асинхронні двигуни з короткозамкненим та фазним ротором. У пазах ротора з короткозамкнутою обмоткою розміщені алюмінієві або мідні стрижні. По торцях стрижні замкнуті алюмінієвими або мідними кільцями. Статор і ротор набирають із листів електротехнічної сталі, щоб зменшити втрати на вихрові струми. Фазний ротор має трифазну обмотку (для трифазного двигуна). Кінці фаз з'єднані в загальний вузол, а почала виведені до трьох контактних кільців, розміщених на валу. На кільця накладають нерухомі контактні щітки. До щіток підключають пусковий реостат. Після пуску двигуна опір пускового реостату плавно зменшують до нуля. Принцип дії асинхронного двигуна Принцип дії асинхронного двигуна розглянемо моделі, зображеної на рис. 16.9. Магнітне поле статора, що обертається, представимо у вигляді постійного магніту, що обертається з синхронною частотою обертання щ. У провідниках замкнутої обмотки ротора індукуються струми. Полюси магніту переміщаються за годинниковою стрілкою. Спостерігачеві, що розмістився на магніті, що обертається, здається, що магніт нерухомий, а провідники роторної обмотки переміщаються проти годинникової стрілки. Напрями роторних струмів, визначені за правилом правої руки, вказані на рис. 16.9.
Користуючись правилом лівої руки, знайдемо напрямок електромагнітних сил, що діють на ротор і змушують його обертатися. Ротор двигуна обертатиметься з частотою обертання n1 у напрямі обертання поля статора. Ротор обертається асинхронно, тобто частота обертання n2 менше частоти обертання поля статора w. Відносна різниця швидкостей поля статора та ротора називається ковзанням:
Ковзання не може бути рівним нулю, так як при однакових швидкостях поля і ротора припинилося б наведення струмів у роторі і, отже, був би відсутній електромагнітний крутний момент. Обертовий електромагнітний момент врівноважується протидіючим гальмівним моментом Якщо ковзання загальмованого двигуна дорівнює одиниці, то кажуть, що двигун працює у режимі короткого замикання. Частота обертання ненавантаженого асинхронного двигуна n2 приблизно дорівнює синхронній частоті n1. Якщо ковзання ненавантаженого двигуна S = 0, то говорять, що двигун працює у режимі холостого ходу. Ковзання асинхронної машини, що працює в режимі двигуна, змінюється від нуля до одиниці. Асинхронна машина може працювати як генератора. Для цього її ротор необхідно обертати стороннім двигуном у напрямку обертання магнітного поля статора із частотою n2 > п1. Ковзання асинхронного генератора S < 0. Асинхронна машина може працювати як електромашинного гальма. Для цього необхідно її ротор обертати у напрямку, протилежному напрямку обертання магнітного поля статора. У цьому режимі S > 1. Як правило, асинхронні машини використовуються як двигун. Асинхронний двигун є найпоширенішим у промисловості типом двигуна. Частота обертання поля в асинхронному двигуні жорстко пов'язана із частотою мережі f1 та числом пар полюсів статора. При частоті f1 = 50 Гц існує наступний ряд частот обертання (Р - n1, про/хв): 1 - 3000; 2 - 1500; 3 -1000; 4 - 750. З формули (16.7) отримаємо
Швидкість поля статора щодо ротора називається швидкістю ковзання
Частота струму та ЕРС у роторній обмотці
Асинхронна машина із загальмованим ротором працює як трансформатор. Основний магнітний потік індукує в статорній та нерухомій роторній обмотках ЕРС Е1 та Е2K:
де Фm - максимальне значення основного магнітного потоку, зчепленого зі статорною та роторною обмотками; W1 та W2 - числа витків статорної та роторної обмоток; Щоб отримати більш сприятливий розподіл магнітної індукції в повітряному зазорі між статором і ротором, обмотки статорні і роторні не зосереджують в межах одного полюса, а розподіляють по колам статора і ротора. ЕРС розподіленої обмотки менше ЕРС зосередженої обмотки. Цей факт враховується введенням у формули, що визначають величини електрорушійних сил обмоток, обмотувальних коефіцієнтів. Величини обмотувальних коефіцієнтів трохи менше одиниці. ЕРС в обмотці ротора, що обертається.
Струм ротора працюючої машини
де R2 - Активний опір роторної обмотки; х2 - індуктивний опір роторної обмотки,
Однофазний двигун має одну обмотку, розташовану на статорі. Однофазна обмотка, що живиться змінним струмом, створить пульсуюче магнітне поле. Помістимо в це поле ротор із короткозамкнутою обмоткою. Ротор не обертатиметься. Якщо розкрутити ротор сторонньою механічною силою у будь-який бік, двигун стійко працюватиме. Пояснити це можна в такий спосіб. Пульсуюче магнітне поле можна замінити двома магнітними полями, що обертаються в протилежних напрямках із синхронною частотою п1 і мають амплітуди магнітних потоків, рівні половині амплітуди магнітного потоку пульсуючого поля. Одне з магнітних полів називається прямообертальним, інше - обертовим. Кожне з магнітних полів індукує в роторній обмотці вихрові струми. При взаємодії вихрових струмів з магнітними полями утворюються моменти, що обертають, спрямовані зустрічно один одному. На рис. 16.10 зображено залежності моменту від прямого поля М', моменту від зворотного поля М" і результуючого моменту М функції ковзання М = М' - М".
Осі ковзань спрямовані зустрічно одна одній. У пусковому режимі на ротор діють моменти, що обертають, однакові за величиною і протилежні за напрямом. Розкрутимо ротор сторонньою силою в напрямку прямо обертового магнітного поля. З'явиться надлишковий (результуючий) крутний момент, що розганяє ротор до швидкості, близької до синхронної. При цьому ковзання двигуна щодо прямообертового магнітного поля
Ковзання двигуна щодо обертового магнітного поля
Розглядаючи результуючу характеристику, можна зробити такі висновки. Висновок 1. Однофазний двигун не має пускового моменту. Він обертатиметься у той бік, у який розкручений зовнішньою силою. Висновок 2. Через гальмівну дію обертового поля характеристики однофазного двигуна гірше, ніж трифазного. Для створення пускового моменту однофазні двигуни забезпечують пусковою обмоткою, просторово зміщеною щодо основної робочої обмотки на 90°. Пускова обмотка підключається до мережі через фазозсувні елементи: конденсатор або активний опір. На рис, 16.11 показана схема включення обмоток двигуна, де Р – робоча обмотка, П – пускова обмотка. Ємність фазосдвигающего елемента підбирають таким чином, щоб струми в робочій і пусковий обмотках розрізнялися по фазі на 90°. Трифазний асинхронний двигун може працювати від однофазної мережі, якщо підключити його обмотки за такими схемами (рис. 16.12). У схемі, що зображена на рис. 16.12 а статорні обмотки з'єднані зіркою, а в схемі на рис. 16.12 б - трикутником. Розмір ємності З ~ 60 мкФ на 1 кВт потужності.
Автор: Корякін-Черняк С.Л.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Виявлено рецептори смаку жиру ▪ Детектування надслабких радіохвиль за допомогою лазера ▪ ЦРУ у боротьбі з глобальним потеплінням ▪ Шумоізоляція з метаматеріалу
▪ Розділ сайту Застосування мікросхем. Добірка статей ▪ стаття Цербер. Крилатий вислів ▪ стаття Як деякі автори Вікіпедії розігрують читачів? Детальна відповідь ▪ стаття Про ефективність велосипеда. Особистий транспорт ▪ стаття Лак для гумових калош. Прості рецепти та поради ▪ стаття Ісландські прислів'я та приказки. Велика добірка
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
.
, побудовані на три моменти часу t1, Т2, Т3. Позитивні напрямки осей котушок позначені +1, +2, +3.
- Частота змінної напруги; Т – період синусоїдального струму; пг – частота обертання магнітного поля або синхронна частота обертання. За період Т магнітне поле переміщається на відстань 
де
- полюсний поділ або відстань між полюсами магнітного
звідки
Зі збільшенням навантаження на валу двигуна гальмівний момент стає більше обертового, і ковзання збільшується. Внаслідок цього зростають індуктовані в роторній обмотці ЕРС та струми. Обертальний момент збільшується і стає рівним гальмівному моменту. Обертовий момент може зростати зі збільшенням ковзання до певного максимального значення, після чого при подальшому збільшенні гальмівного моменту крутний момент різко зменшується, і двигун зупиняється.
- Частота напруги в мережі; До01 і К02 - обмотувальні коефіцієнти статорної та роторної обмоток.
де x2K - Індуктивний опір загальмованого ротора. Тоді
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page