Асинхронные двигатели

13 февраля 2013 -

ВВЕДЕНИЕ

Выдающийся русский электротехник М. О. Даливо-Добравольский в 1889г. Предложил 3-х фазную систему переменного тока, построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый 3-х фазный трансформатор. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891г. Даливо-Добравольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трехфазного тока протяженностью 175км; трехфазный генератор имел мощность 230 КВт при напряжении 95 В.

В дальнейшем начали применять масляные трансформаторы, так как было установлено, что масло является не только хорошей изоляцией, но и хорошей охлаждающей средой для трансформаторов.

 

2.Рабочие характеристики асинхронного двигателя

 
Рабочие характеристики асинхронного двигателя показывают зависимо­сти скорости вращения п., К П Д h, полезного момента М2, коэффициента мощности cosj и тока I от полезной мощности Р2 при постоянных напряжениях и частоте F.
Асинхронные двигатели электро двигатели называются асинхронными так как скорость вращения ротора не совпадает с частотой вращения магнитного поля статора. Асинхронный двигатель состоит из статора и ротора устройство 3-х фазного асинхронного двигателя стартер включает в себя корпус, сердечник, обмотку сердечник выполняется из листов электростали, на них нанесена изоляция. В листах выштампованы пазы для размещения обмотки и скрепляются собой сваркой или шпилькой, пазы статора укладываются в обмотку изготовленные из прямоугольного или круглого провода. Обмотки соединяются двумя способами звезда и треугольник, соединение происходит в коробке выводов в роторе асинхронного двигателя состоит из вала сердечника в коротко замкнутой ротора. Пазы заливаются алюминием одновременно отливаются коротко замыкающие торцевые кольца и вентиляционные лопасти в более крупных машинах в пазы ротора.
Скоростную характеристику — зависимость скорости вращения от полезной мощности — можно представить в виде кривой, слабо наклоненной к оси абсцисс. Скоростная характеристика асинхронного двигателя жесткая, т.е. скорость незначительно изменяется при изменении нагрузки.
Моментная характеристика – зависимость полезного момента от полезной мощности двигателя — представлена кривой, выходящей из начала координат и слегка изогнутой вверх, что объясняется уменьшением скорости вращения при увеличении полезной мощности.
Зависимость коэффициента мощности cos j от полезной мощности двигателя имеет сложный вид. Асинхронный двигатель потребляет индуктивный ток для создания магнитного потока. Величина этого тока очень мало зависит от нагрузки. Сos j трехфазных асинхронных двигателей всегда меньше единицы. Наименьшее значение он имеет при холостом ходе. Сos j холостого хода асинхронных двигателей обычно меньше 0,2.
С увеличением полезной мощности растет активная составляющая статорного тока, увеличивается и коэффициент мощности, достигая наибольшей величины (0,8-0,9) при достижении номинальной нагрузки, а затем сos j медленно уменьшается. Для двигателей большей мощности больше и номинальный коэффициент мощности.
Коэффициент мощности асинхронных двигателей сильно снижается при уменьшении загрузки. Для повышения сos j нужно подбирать по мощности такие двигатели, которые работают большую часть времени с полной нагрузкой.
Зависимость КПД от полезной мощности выражается типичной кривой, выходящей из начала координат и достигающей максимума примерно при 80 %-и нагрузке, а затем постепенно КПД уменьшается. Номинальное значение КПД асинхронных двигателей составляет величину в пределах 80-94 %. Большие значения КПД — у двигателей большой мощности. КПД короткозамкнутых двигателей несколько выше, чем фазных.
Зависимость тока двигателя от полезной мощности соответствует кривой, изогнутой кверху. При перегрузке ток двигателя увеличивается быстрее роста мощности, так как в этом случае КПД и сos j уменьшаются.
 

3.Механическая характеристика асинхронного двигателя

 
Механическая характеристика двигателя, если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора, аналитически выражается следующей формулой:
где М — вращающий момент, развиваемый двигателем при скольжении S, Нм; Sк — критическое скольжение ротора.
Для увеличения пускового момента асинхронного короткозамкнутого двигателя и уменьшения пускового тока изготавливают специальные роторы: с глубоким пазом, с двойной беличьей клеткой и с увеличенным активным сопротивлением обмотки.
Перегрузочная способность электродвигателей с короткозамкнутым ротором доходит до 2,5-2,8.
Расчет. Асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором 4А90Д2У3 имеет следующие данные: РН =3,0 кВт; nH= 2840 об/мин;
, Р=1
Требуется построить механическую характеристику М ( S ) двигателя при работе с номинальным напряжением.
Решение.
1. Скорость вращения магнитного поля
об / мин
2. Наминальное скольжение
3.Критическое скольжение
4.Номинальный и максимальный критический моменты двигателя:
Н*м
Н*м
5. Для построения механической характеристики воспользуемся формулой
 
6. Задавшись различными значениями скольжения S, найдем соответствующие им значения момента М. Результаты расчетов занесем в таблицу 2.
S
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,254
0,2
0,1
0,05
0
М, Нм
12,03
13,17
14,56
16,14
18,31
20,37
22,84
24,86
25,23
24,52
17,19
9,57
0
Таблица 2
 
 

4.Принцип действия асинхронного двигателя

 
В обмотке статора, включенной в сеть трехфазного тока, под действием напряжения возникает переменный ток, который создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них переменную ЭДС, направление которой определяется по правилу правой руки. Поскольку обмотка ротора замкнута, ЭДС вызывает в ней ток того же направления.
В результате взаимодействия тока ротора с вращающимся магнитным полем возникает сила, действующая на проводники ротора, направление которой определяется по правилу левой руки. Сила создает момент, действующий в сторону.
Под действием момента ротор приводит в движение и после разбега вращается в том же направлении, что и магнитное поле, с несколько меньшей частотой вращения, чем поле:
n = (0,67 ÷ 0,55)n*0.
 

Список литературы

 
1. Кетаев С.К. Трансформаторы. Москва, «Высшая школа», 2007
2. Грумбина Е.В. Электрические машины и источники питания РЭА. Москва, «Энергоатомиздат», 2009
3. Сидаров А.Е., Скорняков С.В. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры, Москва «Радио и связь», 2008
4.ГОСТ 18685-73 Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения.  Дымков А.М. и др. Трансформаторы напряжения. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия,2009.
5.Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. Раскулов В.Т. Трансформаторы напряжения 3–35 кВ. Метрологические функции первичны // Новости Электра Техники. 2011. № 6(42).

 

Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!