ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
II двигатель не сможет тронуться с места даже при отсутствии тормозного момента на валу (рис. 18). Однако, если внешней силой приве сти ротор во вращение в какую-либо сторону или осуществить специальную схему включе ния, ротор двигателя будет подхвачен тем вращающимся (половинным) магнитным по током, в сторону которого получил первона чальный толчок. В ту же сторону начнет вра щаться и двигатель.
Так как однофазный двигатель обычно не имеет пускового момента, для его пуска при меняют дополнительную, так называемую пу сковую обмотку, которая укладывается на статоре обычно под углом 90° к главной, или рабочей, обмотке. Если к таким двум обмот кам подвести токи, сдвинутые относительно друг друга по фазе, в двигателе возникнет вращающееся поле. Сдвиг токов по фазе мо жет быть осуществлен путем включения в цепь рабочей и пусковой обмоток активных, индук тивных или емкостных сопротивлений. При использовании активных и индуктивных со
противлений |
нельзя получить |
сдвига токов |
||
в фазах на |
90°, |
а поэтому |
нельзя получить |
|
и кругового вращающегося |
поля. Вследствие |
|||
этого пусковой |
момент будет |
относительно |
||
малым, пуск с помощью активного и индуктив ного сопротивлений применяется при сравни тельно легких условиях пуска.
Лучшие результаты получаются при ис пользовании конденсаторов. Подобные двига тели и получили название конденсаторных.
Принципиальная схема конденсаторного однофазного двигателя представлена на
39
рисунке 19. Пусковой момент в зависимости от емкости С можно получить значительно более номинального. При увеличении емкости пу сковой момент будет расти, но благодаря воз растанию тока через емкость, а следовательно, и через обмотку б последняя будет сильно нагреваться. Поэтому в тех случаях, когда требуется большой пусковой момент, пользу ются добавочной емкостью, включаемой после разбега двигателя.
Принципиальная схема двигателя с пуско вым С2 и рабочим СI конденсаторами пред ставлена на рисунке 20. Сравнительные меха нические характеристики однофазных двига телей обычного, с одной обмоткой, двигателя со вспомогательной обмоткой и рабочей ем костью, а также двигателя с конденсаторным пуском изображены на рисунке 21.
Регулирование скорости конденсаторного однофазного двигателя принципиально может быть осуществлено теми же способами, кото рые приняты в асинхронных трехфазных дви гателях, однако включение реостата в цепь ротора конденсаторного двигателя снижает здесь максимальный момент и тем самым ухудшает его перегрузочную способность.
Для изменения направления вращения (ре верса) конденсаторного двигателя необходимо поменять местами концы одной из его обмо ток — вспомогательной или основной.
Перегрузочная способность однофазных двигателей значительно меньше, чем пере грузочная способность трехфазных. Однофаз
ные двигатели имеют более низкий «. |
п. д. |
и меньший коэффициент мощности (cos |
<р). |
Синхронные электродвигателю
Конструкция синхронного двигателя ннчемі не отличается от конструкции синхронного ге нератора. Двигатель так же, как и генератор,, состоит из ротора с полюсами, несущими об мотку возбуждения, питаемую постоянным! током, и статора с трехфазной обмоткой.
Основным недостатком синхронного двига теля обычной конструкции является то, что он: так же, как и однофазный асинхронный дви гатель, не имеет начального пускового момен та, т. е. не может быть пущен в ход простым подключением к сети. На первом этапе приме нения синхронных двигателей они запускались
спомощью посторонних двигателей.
Внастоящее время наиболее распростра ненным способом пуска синхронного двигате ля является так называемый асинхронный за пуск. Для этого в полюсных наконечниках двигателя устраивается специальная коротко
замкнутая обмотка из медных стержней (рис. 22). Эта обмотка носит название пуско вой и напоминает короткозамкнутую обмотку асинхронного двигателя. Синхронный двига тель, снабженный пусковой обмоткой, пу скается в ход так же, как короткозамкнутый асинхронный двигатель.
Схема включения синхронного двигателя представлена и а .рисунке 23.
Обмотка возбуждения питается постоянным током от специального генератора постоянного тока — возбудителя, смонтированного на од ном валу с ротором. Запускается синхронный двигатель так же, как и асинхронный. При до-
£1
1
М
п и |
гга |
1) |
п _и
22Ü
Рис. 21. Механические характеристики конденсаторного
двигателя с пусковым и рабочим конденсаторами:
А — механическая характеристика двигателя при выключенной вспомогательной обмотке: Б —то же, при отключенной емко
сти |
Сг; В — при включенных емкостях Сі и |
Сз. |
|
------------------------- |
• |
|
|
Рис . 22. |
Пусковая обмотка синхронного двигателя. |
|
|
--------------------- |
• |
|
|
Рис . 23. Схема включения синхронного двигателя при |
гг |
||
|
непосредственном пуске от сети. |
|
|
42
стижении ротором скорости, равной примерно
95% от синхронного, |
включается |
рубильник |
P z— обмотка ротора |
возбуждается |
и двига |
тель входит в синхронизм автоматически. Обмотка возбуждения имеет большое чис
ло витков. Если во время пуска она окажется разомкнутой, на ее концах индуктируется на пряжение опасное как для обслуживающего персонала, так и для изоляции двигателя. По этому параллельно с обмоткой возбуждения наглухо включается разрядное сопротивле ние R.
Ввиду того, что пуск синхронных двигате лей происходит так же, как и пуск асинхрон ных, пусковой ток весьма велик: он равен 5—7-кратному от номинального. Это обстоя тельство требует применения специальных устройств для уменьшения величины пусково го тока двигателя. В качестве таких устройств -используют или автотрансформатор, или реак тор, или оба эти устройства вместе.
Обычно для синхронных двигателей приме няется динамическое торможение, при котором обмотки статора отключаются от сети и замы каются через сопротивление. Время торможе ния при питании цепи возбуждения от собст венного возбудителя больше, чем при питании от независимого источника постоянного тока. Это объясняется тем, что снижение скорости возбудителя ведет к уменьшению тока возбуж дения, а следовательно, и к. уменьшению тор мозного момента.
Генераторное торможение и торможение противовключением для синхронных двигате лей практически не применяются.
44
Регулирование скорости синхронного дви гателя возможно только изменением частоты тока f питающей сети.
Изменение направления вращения (реверс) у синхронных двигателей осуществляется так же, как у асинхронных.
Синхронный электродвигатель обладает весьма ценным свойством: он может работать с отстающим и опережающим током. Величина: коэффициента мощности (cos ср) синхронного’ электродвигателя при данной постоянной на грузке определяется величиной тока в обмотке возбуждения, меняя которую, можно заста вить электродвигатель работать с любым cos ф.
При небольшом токе в обмотке возбужде ния будет отстающий ток, при увеличениитока возбуждения cos ф станет равным единице, а при дальнейшем увеличении тока возбужде ния, или, как говорят, при перевозбуждении синхронного электродвигателя, ток станет опе режающим и электродвигатель будет по отно шению к питающей электросети работать как емкость.
Свойством перевозбужденных синхронных электродвигателей — работать, потребляя опе режающий ток, широко пользуется для улуч шения cos ф всей электроустановки, где рабо тает синхронный электродвигатель, так как он компенсирует низкий cos других потребителей электрической энергии, например, асинхрон ных электродвигателей, малозагруженных трансформаторов и т. п.
Мощность, потребляемая электродвигате лем при постоянной нагрузке, (т. е. М-постоян-
45
Но) будет минимальна при coscp=l. Это наи выгоднейший режим работы электродвигателя, при котором коэффициент полезного действия максимален. При перевозбуждении и при недовозбуждении мощность потребления элек тродвигателя будет возрастать, вследствие увеличения потерь в обмотке статора от увели чения тока.
Некоторые производственные механизмы в установившемся режиме (поршневой насос, поршневой компрессор, и т. п.) создают пуль сирующую нагрузку. В синхронном электро двигателе это приводит к колебанию скорости его вращения около средней величины син хронной скорости. Колебания эти обычно не значительны, и электродвигатель не выходит из синхронизма, однако если пульсирующая нагрузка велика, синхронизм электродвигателя может быть нарушен.
Недостатком синхронных электродвигате лей является необходимость иметь для их ра боты два рода тока —■трехфазный и постоян ный — и несколько более сложный, чем у асин хронных электродвигателей пуск в ход.
шішппшшптшіпттіншіішішііттшпнтінішшішіг
Г л а в а II
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Нагревание и охлаждение электродвигателей
Основным фактором, определяющим допу стимые условия работы того или иного элек тродвигателя в отношении его нагрузки, яв ляется нагрев изоляции. При работе двигателя
внем непрерывно выделяется тепло. Это теп ло является результатом неизбежных потерь, которые получаются при преобразовании элек трической энергии в механическую. После пу ска электродвигателя с холодного состояния, т. е. с такого, при котором двигатель имеет температуру окружающей среды, температура его начинает постепенно повышаться. Уста навливается она лишь после того, как количе ство тепла, выделяемое электродвигателем, будет равно количеству тепла, излучаемого им
вокружающую среду за равную единицу вре мени.
Величина нагрева электродвигателя сверх температуры окружающего воздуха установ лена нормами всесоюзных электротехнических съездов (ВЭС). Зависит она от качества при меняемых изоляционных материалов.
47
Наиболее широкое применение в электро двигателях имеют изоляции классов А и В. К изоляция класса А относятся: хлопок, шелк, бумага и подобные органические материалы, пропитанные маслом либо погруженные в не го, а также состав, называемый эмалью (он
•применяем для изготовления эмалированной проволоки); к изоляции класса В относятся
•изделия из слюды, стеклянного волокна и ас беста, содержащие вяжущие вещества.
Для каждого класса установлена предель но допустимая температура, гарантирующая сохранность изоляции. Для класса А она рав на 105, для класса В — 120°С.
Температура электродвигателя зависит не только от его нагрузки и потерь, но и от на чальной его температуры. Поэтому, если все расчеты нагрузки основывать на предельных температурах электродвигателей, то нагрузка будет зависеть от температуры помещения, в котором находится двигатель: чем выше бу дет эта температура, тем меньше должна быть допустимая нагрузка. Для устранения этой зависимости нагрузка двигателя определяется не его температурой, а величиной, выражаю щей превышение температуры электродвига теля над температурой окружающего воздуха. Таким образом, превышение температуры для данного двигателя будет зависеть только от его нагрузки и режима работы.
По стандарту нормы превышения состав лены с учетом, что температура окружающей среды не должна.быть более 35°С; при этом условии нагрев любой части машины должен
48
