додати матеріал

приховати рекламу

Робочі характеристики асинхронного двигуна

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

РОБОТА з електротехніки
"Робочі характеристики асинхронного двигуна"

Введення
Асинхронна електрична машина - це електрична машина змінного струму, у якої частота обертання ротора не дорівнює частоті обертання магнітного поля статора і залежить від навантаження. Використовується в основному як двигун і як генератор. Статор має пази, в які вкладається одно-або багатофазна (частіше трифазна) обмотка, що підключається до мережі змінного струму. Ця обмотка призначена для створення рухомого магнітного поля, що обертається кругового-у трифазних і пульсуючого або обертового еліптичного-у однофазних машин. Ротор - обертова частина електричної машини, призначений також для створення магнітного поля, яке, взаємодіючи з полем статора, веде до створення електромагнітного обертаючого моменту, що визначає напрямок перетворення енергії. У генераторів цей момент носить гальмівний характер, протидіючи обертального моменту первинного двигуна, який приводить в рух ротор. У двигунів, навпаки, цей момент є рушійним, долають опір приводиться в обертання ротором механізму.
Асинхронний генератор-це асинхронна електрична машина, що працює в генераторному режимі. Допоміжний джерело електричного струму невеликої потужності і гальмовий пристрій (в електроприводі).
Асинхронний електродвигун - це асинхронна електрична машина, що працює в руховому режимі. Найбільш поширений трифазний асинхронний електродвигун (винайдений у 1889 М. О. Доліво-Добровольським). Асинхронні електродвигуни відрізняються відносною простотою конструкції і надійністю в експлуатації, проте мають обмежений діапазон частоти обертання і низький коефіцієнт потужності при малих навантаженнях. Потужність від часток Вт до десятків МВт.

1. Асинхронний двигун
1.1 Частота обертання магнітного поля та ротора
Нехай n 1 - частота обертання магнітного поля. Багатофазна система змінного струму створює обертове магнітне поле, частота обертання якого в хвилину n1 = 60f1 / p, де f1 - частота струму, p - число пар полюсів, утворених кожною фазою статорної обмотки.
n 2 - частота обертання ротора. Якщо ротор обертається з частотою не рівній частоті обертання магнітного поля (n2 ≠ n1), то така частота називається асинхронної. У асинхронному двигуні робочий процес може протікати тільки при асинхронної частоті.
При роботі частота обертання ротора завжди менше частоти обертання поля.
(N 2 <n 1)
1.2 Принцип дії асинхронного двигуна
В асинхронних двигунах обертове магнітне поле створюється трифазної системою при включенні їх у мережу змінного струму. Обертове магнітне поле статора перетинає провідники обмотки ротора і індукує в них е.р.с. Якщо обмотка ротора замкнута на яке-небудь опір чи накоротко, то в ній під дією индуцируемой е.р.с. проходить струм. У результаті взаємодії струму в обмотці ротора з обертовим магнітним полем обмотки статора створюється обертаючий момент, під дією якого ротор починає обертатися по напрямку обертання магнітного поля. Для зміни напрямку обертання ротора необхідно поміняти місцями по відношенню до затискачів мережі будь-які два з трьох проводів, що з'єднують обмотку статора з мережею.

1.3 Пристрій асинхронного двигуна
Сердечник статора набирається зі сталевих пластин, завтовшки 0,35 або 0,5 мм. Пластини штампують з пазами і кріплять в станині двигуна. Станину встановлюють на фундаменті. У поздовжні пази статора укладають провідники його обмотки, які з'єднують між собою так, що утворюється трифазна система. Для підключення обмоток статора до трифазної мережі вони можуть бути з'єднані зіркою або трикутником. Це дає можливість включити двигун в мережу з різною напругою. Для більш низьких напруг (220/127 В) обмотка статора з'єднується трикутником, для більш високих (380/220 В) - зіркою. Сердечник ротора також набирають з сталевих пластин товщиною 0,5 мм. Пластини штампують з пазами і збирають у пакети, які кріплять на валу машини. З пакетів утворюється циліндр з поздовжніми пазами, у яких вкладають провідники обмотки ротора. Залежно від типу обмотки ротора асинхронні машини можуть бути з фазним і короткозамкнутим ротором. У короткозамкнутую обмотку не можна включити опір. У фазна обмотка провідники з'єднані між собою, утворюючи трифазну систему. Обмотки трьох фаз з'єднані зіркою. Обмотку ротора можна замкнути на опір чи накоротко. Двигуни з короткозамкнутим ротором простіше і дешевше, проте двигуни з фазним ротором мають кращі пусковими і регулювальними властивостями (вони використовується при великих потужностях). Потужність асинхронних двигунів коливається від декількох десятків Ват до 15000 кВт при напрузі обмотки статора до 6 кВ. Недолік асинхронних двигунів - низький коефіцієнт потужності.
1.4 Робота асинхронного двигуна під навантаженням
n 1 - частота обертання магнітного поля статора. n 2 - частота обертання ротора.
n 1> n 2
Магнітне поле статора обертається в тому ж напрямку, що і ротор і ковзає щодо ротора з частотою n s = n 1 - n 2
Відставання ротора від обертового магнітного поля статора характеризується ковзанням S = n s / N 1, => S = (n 1 - n 2) / n 1
Якщо ротор нерухомий, то n 2 = 0, S = (n 1 - n 2) / n 1, => S = n 1 / n 1 = 1
Якщо ротор обертається синхронно з магнітним полем, то ковзання S = 0.
При холостому ході, тобто за відсутності навантаження на валу двигуна ковзання мізерно мало і його можна прийняти рівним 0. Навантаженням на валу ротора може служити, наприклад різець токарного верстата. Він створює гальмівний момент. При рівності обертаючого і гальмівного моменту двигун буде працювати стійко. Якщо навантаження на валу збільшилася, то гальмівний момент стане більше обертаючого і частота обертання ротора n 2 зменшиться. Відповідно до формули S = (n 1 - n 2) / n 1 ковзання збільшиться. Так як магнітне поле статора ковзає щодо ротора з частотою n s = n 1 - n 2, то воно буде перетинати провідники ротора частіше, в них збільшиться струм і руховий обертаючий момент, який незабаром стане рівним гальмівного. При зменшенні навантаження, гальмівний момент стає менше обертаючого, збільшується n 2 і зменшується S. Зменшується е.р.с і струм ротора і обертаючий момент знову дорівнює гальмівного. Магнітний потік у повітряному зазорі машини при будь-яку зміну навантаження залишається приблизно постійним.

2. Робочі характеристики асинхронного двигуна
Робочі характеристики асинхронного двигуна є залежність
S - ковзання
n2 - частоти обертання ротора
М - розвивається моменту
I1-споживаного струму
Р1-витрачається потужності
СОSφ-коефіцієнта потужності
КПДη
Від корисної потужності Р2 на валу машини.
Ці характеристики знімаються за природних умов. Частота струму f1 і напруга U1 залишаються постійними. Змінюється тільки навантаження на валу двигуна.
При збільшенні навантаження на валу двигуна S збільшується. При холостому ході двигуна n2 ≈ n1, і S ≈ 0. При номінальному навантаженні ковзання звичайно становить від 3 до 5%.
При збільшенні навантаження на валу двигуна частота обертання n2 зменшується. Однак, зміна частоти обертання при збільшенні навантаження від 0 до номінальної дуже незначні і не перевищують 5%. Тому, швидкісна характеристика асинхронного двигуна є жорсткою. Крива має дуже малий нахил до горизонтальної осі.
Обертаючий момент М, що розвивається двигуном, урівноважений гальмівним моментом на валу Мт і моментом М 0, що йде на подолання механічних втрат, тобто М = Мт + М 0 = Р 2 / Ω 2 + М 0, де Р 2 - корисна потужність двигуна, Ω 2-кутова швидкість ротора. При холостому ході М = М 0. Зі збільшенням навантаження обертаючий момент також збільшується, причому за рахунок деякого зменшення частоти обертання ротора збільшення обертаючого моменту відбувається швидше, ніж корисної потужності на валу.
Струм I1, споживаний двигуном з мережі нерівномірно змінюється зі збільшенням навантаження на валу двигуна. При холостому ході СОSφ-коефіцієнта потужності - малий. І струм має велику реактивну складову. При малих навантаженнях на валу двигуна активна складова струму статора менше реактивної складової, тому активна складова струму незначно впливає на струм I1. При великих навантаженнях активна складова струму статора стає більше реактивної і зміна навантаження викликає значну зміну струму I1.
Графічна залежність споживаної двигуном потужності Р1 зображується майже прямою лінією, незначно відхиляється вверх при великих навантаженнях, що пояснюється збільшенням втрат в обмотках статора і ротора з зростанням навантаження.
Залежність СОSφ-коефіцієнта потужності - від навантаження на валу двигуна наступна. При холостому ході СОSφ малий, порядку 0,2. Так як активна складова струму статора, обумовлена ​​втратами потужності в машині, мала в порівнянні з реактивною складовою цього струму, що створює магнітний потік. При збільшенні навантаження на валу СОSφ зростає, досягаючи найбільшого значення 0,8-0,9, в результаті збільшення активної складової струму статора. При дуже великих навантаженнях відбувається деяке зменшення СОSφ, так як в наслідок значного збільшення ковзання і частоти струму в роторі зростає реактивний опір обмотки ротора.
Крива КПДη має такий же вигляд як в будь-якій машині або трансформаторі. При холостому ході ККД = 0. Зі збільшенням навантаження на валу двигуна ККД різко збільшується, а потім зменшується. Найбільшого значення ККД досягає при такому навантаженні, коли втрати потужності в сталі і механічні втрати, не залежні від навантаження, рівні втрати потужності в обмотках статора і ротора, що залежать від навантаження.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Контрольна робота | 21,5кб. | скачати

Схожі роботи:
Розрахунок асинхронного двигуна
Проектування асинхронного двигуна серії 4А
Моделювання пуску асинхронного двигуна
Варіатор швидкості обертання асинхронного двигуна
Регулювання швидкості (частоти обертання) асинхронного двигуна
Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів
Розрахунок обмотки статора трифазного асинхронного двигуна при наявності магнітопровода з застосуванням
Розробка системи безперервного управління швидкістю асинхронного двигуна з фазним ротором
Ремонт двигуна Стукіт двигуна Стукіт глухого тону Частота стуку зростає із збільшенням оборотів
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru