ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 0
Рис. 11. Естественная и реостатные механические харак
теристики асинхронного двигателя с контактными кольцами.
Рис. 12. Характеристики n=f(.\i) и « = /(/) для коротко-
замкнутого асинхронного двигателя с нормальным ротором.
--------------------- •
Рис. 13. Перемена направления вращения асинхронного
трехфазного двигателя путем переключения проводов.
----------------------- •
Рис. 14. Схемы переключения обмоток статора на двой
ную звезду.
28
} _ ^mai
■ max MH
характеризует перегрузочную способность двигателя. Для современных двигателей этот коэффициент колеблется в пределах 2—3.
Из механической характеристики (рис. 12) видно, что асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, потребляя из сети очень большой ток, имеет сравнительно низкий пу сковой момент.
Кратность пускового момента лежит обыч но в пределах
а кратность пускового тока
) _ hiycK _ г • 7 4 - ~ f - - о-г/.
Отсутствие пропорциональности между моментом двигателя и током статора во время пуска (рис. 12) объясняется значительным снижением коэффициента мощности (cos ср) во время пуска.
Для снижения пускового тока и повышения пускового момента применяются короткозамк
нутые |
двигатели |
специальных |
конструкций, |
||
у которых ротор имеет |
две клетки, располо |
||||
женные |
концентрически, |
или глубокие |
пазы |
||
с высокими и узкими стержнями. |
двигателей |
||||
Сопротивление |
ротора этих |
||||
в пусковой период |
значительно |
больше, |
чем |
при номинальной скорости, вследствие поверх ностного эффекта, обусловленного повышен
но
ной частотой в роторе при больших скольже ниях.
Удвигателей с контактными кольцами или
сфазным ротором пусковой момент увеличи вается по мере увеличения до известных пре делов сопротивления реостата (рис. 11), а пу сковой ток при увеличении сопротивления падает. Величина пускового момента может быть равна величине максимального момента.
Реверсирование и регулирование скорости асинхронного двигателя
Реверсирование, т. е. изменение направле ния вращения, у трехфазных асинхронных двигателей достигается переключением любых двух проводов, подводящих напряжение к ста тору двигателя от сети (рис. 13).
Регулирование скорости вращения асин хронного двигателя может быть произведено различными способами. Из анализа известной формулы (16)-
п =~ |
-/ |
(l ~ sс). |
60 |
|
|
ІГ
видно, что регулирования скорости вращения данного двигателя можно достичь:
а) изменением частоты / питающей сети, • б) изменением скольжения S в электродви гателях с контактными кольцами, вызывае мым введением в ротор регулировочного со
противления R x. и
в) изменением числа пар полюсов р. Первый способ регулирования скорости
31
йраЩения Двнгаі'еля путем изменения частоты 7 питающей сети требует наличия специальных генераторов пли преобразователей частоты, дающих широкую и плавную регулировку. Этот способ, удорожающий и усложняющий установку, применяют редко.
Второй способ, т. е. изменение скольжения S при данном моменте на валу, применяется только для двигателей с контактными кольца ми путем введения сопротивления в цепь ро торной обмотки. Как показывает рисунок 11, при любом моменте на валу скорость в преде лах устойчивых или рабочих частей характе ристик будет тем меньше, а следовательно, скольжение тем выше, чем больше сопротив ление включенного реостата Rx. Однако при малых нагрузках вблизи точки холостого хода все кривые сходятся вместе, а потому регули рование скорости возможно лишь в малых пределах.
Этот способ регулирования имеет тот боль шой недостаток, что значительная часть энер гии, пропорциональная скольжению скорости, теряется в виде теплоты, выделяемой в реоста те. Кроме того, реостаты, предназначенные для длительного включения в целях регулирова ния скорости, должны во избежание недопу стимого перегрева иметь большие размеры и вес. Несмотря на эти недостатки, «пуско-ре гулировочные» реостаты имеют большое применение в крановом электрооборудова нии.
Для асинхронных короткозамкнутых дви гателей широко распространен третий способ регулирования скорости, основанный на изме
32
нении числа пар полюсов ß, зависящих от устройства обмотки статора.
У двухскоростных короткозамкнутых двигателей обмотка каждой фазы состоит обычно из двух одинаковых частей, в одной из кото^ рых меняется направление тока путем пере^ ключения этих частей с последовательного на параллельное соединение (рис. 14). Такое пе реключение приводит к уменьшению числа по люсов вдвое и, следовательно, к увеличению вдвое синхронной скорости вращения, т. е. скорости вращающегося магнитного поля.
Регулирование скорости, достигаемое переключением полюсов, дает определенный ряд скоростей. Например, для практически приме няемых четырехскоростных двигателей можно
получить такие |
синхронные скорости: 3000/ |
|
/1500/1000/500/3000/1500/750/375; |
1500/1000/ |
|
/750/500 и 1000/750/500/375 об/мин. |
|
|
Из приведенных данных следует, что регу |
||
лирование скорости является не |
плавным, |
|
а ступенчатым. |
Рассматриваемый |
способ ре |
гулирования скорости является весьма эконо мичным и отличается механическими характе ристиками, обладающими большой жесткостью
(рис. 15), |
і |
Регулирование скорости путем переключе- |
|
ния числа пар полюсов |
возможно не только |
для короткозамкнутых |
двигателей, но и для |
двигателей с контактными кольцами. Однако для последних этот способ почти не приме няется, так как в этом случае требуется пере ключение обеих обмоток как статорной, так и роторной, что весьма усложняет устройство двигателя.
3— 1114 |
33 |
Способы торможения асинхронных электродвигателей
Кроме двигательных, асинхронные трех фазные двигатели могут работать и в тормоз ных режимах. Существует три главных спосо ба электрического торможения:
1)генераторное торможение,
2)динамическое торможение и
3)торможение противовключением.
Генераторное торможение применяется главным образом в двигателях с переключе нием пар полюсов. Если двигатель работает при меньшем числе полюсов 2р, т. е. при боль-
шеи скорости 60-/. то переключая его на
п\ = ■
большее число полюсов 2 • 2р, осуществим ге-
60■/
нераторное торможение в пределах от іц — —у
до п\ = ^-^'Чтобы продолжать тормозить ни
же скорости пі, |
нужно перевести двигатель |
в режим противовключения. |
|
Генераторное |
торможение используется |
и в подъемно-транспортных устройствах при спуске тяжелых грузов. В этом случае двига тель отдает обратно в сеть энергию, сообщае мую ей спускающимся грузом.
При динамическом торможении статор двигателя отключается от сети и возбуждает ся постоянным током от какого-нибудь источ ника постоянного тока — возбудителя или вы прямителя. На рис. 16 а, б представлены воз можные схемы включения обмотки статора при
34
питании их от |
источника постоянного тока. |
В режиме |
динамического торможения |
асинхронная машина представляет собой об ращенный синхронный генератор, в котором статор создает неподвижное в пространстве магнитное поле, а ротор представляет собой якорь генератора. Энергия торможения погло щается в роторе. В двигателях с контактными кольцами можно вводить при торможении со противление Rx и этим воздействовать на кривую тормозного момента двигателя, кото рая почти одинакова с кривой момента асин хронного двигателя. В двигателях с короткозамкнутым ротором изменение тормозного момента достигается регулированием напря жения постоянного тока. Динамическое тор можение применяется в целом ряде установок, требующих плавного и быстрого торможения двигателя.
Значительно большее применение на прак тике имеет торможение противовключением. Это торможение может быть получено путем переключения двух фаз обмотки статора, что ведет к перемене направления вращения маг нитного поля. Ротор при этом вращается про тив поля и постепенно замедляется. Когда ско рость спадает до нуля, двигатель должен быть отключен от сети, иначе он может вновь перей ти в двигательный режим, причем ротор его будет вращаться в направлении, обратном предыдущему.
Объясняется это тем, что при скольжении S>1 электродвигатель переходит в режим электрического тормоза, или противовключения.
3* |
35 |
Рис. 15. Механические характеристики двухскоростного
двигателя, регулируемого с постоянным моментом.
------------------------ •
Рис. 16а. Схема динамического торможения асинхрон
ного двигателя с контактными кольцами.
------------------------- •
Рис. 166. Схема динамического торможения коротко-
замкнутого асинхронного двигателя с питанием статора через селеновый выпрямитель.
------------------------ •
Рис. 17. Принципиальная схема однофазного асинхрон
ного двигателя.
--------------------- •
Рис. 18. Механическая характеристика однофазного
асинхронного электродвигателя.
--------------------- •
Рис. 19. Схема однофазного конденсаторного электро
двигателя с самозапуском.
Рис. 20. Схема конденсаторного однофазного электро
двигателя с пусковым и рабочим конденсаторами:
Сі— рабочий; Сг— пусковой.
Статор
36
Механическая характеристика однофазных асинхронных электродвигателей
Однофазные асинхронные электродвигате ли за последние годы постепенно начинают вводить в производство. Для сельского хозяй ства эти двигатели представляют большой ин терес.
Однофазный асинхронный двигатель отли чается от трехфазного тем, что имеет на ста торе не трехфазную, а однофазную обмотку (рис. 17). Обмотка ротора однофазного дви гателя чаще всего выполняется в виде беличь его колеса.
Одной из особенностей однофазных асин хронных двигателей является отсутствие у них начального, или пускового, вращающего мо мента, вследствие чего эти двигатели при обыч ной схеме соединения не могут сами по себе начать вращаться. Объясняется это тем, что однофазная обмотка создает не вращающееся поле, как трехфазная, а пульсирующее, ось которого неподвижна в пространстве.
Для объяснения тех явлений, которые про исходят в однофазном асинхронном двигателе, была предложена теория разложения пульси рующего магнитного поля, создаваемого одно-
. фазной обмоткой двигателя, на два равных по величине и вращающихся в противоположные стороны поля. При пуске в ход оба равных вращающихся магнитных поля создают в ро торе равные вращающие моменты, направлен ные в разные стороны. Результирующий пу сковой момент поэтому будет равен нулю,
38