Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 209

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Действующее значение э. д. с. ЕпѴ) определяется

обычной для

машины постоянного тока формулой Евр=

Р^_ N фе»

с той разни-

GO

---

 

а Y 2

 

дей, что вместо Ф8 следует ввести Ф5)П/|/ 2,

где Ф5то — амплитуда

потока возбуждения.

 

 

 

32-3. Векторная диаграмма однофазного двигателя последовательного возбуждения

Векторная диаграмма однофазного двигателя последовательного

возбуждения построена на рис. 32-5. Здесь ОА — вектор тока 1 двигателя; OB — вектор потока возбуждения Фзт , совпадающего

с током I по фазе; ОС — вектор а. д. с. вращения £'вр, направленный

встречно

относительно

тока /;

OD = ІЛг — падение

напряжения

в активных сопротивлениях

всех последо­

К

А

вательно

соединенных

обмоток двигателя

 

 

OG — — /72X — э. д. с. самоиндукции, возни­ кающие в тех же обмотках при пульсации сцепленных с ними потоков; DH и ПК — со­ ставляющие подводимого к двигателю напря­ жения, каждая из которых уравновешивает соответствующую э. д. с.; ОК — вектор подве­

денного

к двигателю напряжения U; ф — угол

 

 

 

сдвига между напряжением и током, опреде­

 

 

 

ляющий

cos

<р двигателя. Из

диаграммы сле­

 

 

 

дует, что cos cp тем ближе к единице, чем

 

 

 

больше скорость вращения двигателя.

 

 

 

К числу преимуществ однофазного двига­

 

 

 

теля последовательного возбуждения относится

Рис. 32-5. Векторная

то, что пуск

двигателя в ход и регулирова­

диаграмма

для одно­

ние скорости

вращения его осуществляются с

фазного

коллектор­

поуощыо

секционированного

трансформатора

ного двигателя

пос­

6 (рис. 32-1),

т. е.

с минимальными потерями.

ледовательного

воз­

буждения

 

Но но сравнению

с двигателем постоянного

 

п. д., стоимость его

тока однофазный

двигатель имеет меньший к.

выше и, главное,

он менее надежен в работе из-за тяжелых условий

коммутации.

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 32-6 показана переключаемая секция, замкнутая нако­ ротко щеткой. Так как секция пронизывается пульсирующим пото­ ком ф8, то в ней наводится трансформаторная э. д. с. ЕТР =4,44 іѵ0Ф$т, где wc — число последовательно соединенных витков секции, Ф6от — амплитуда магнитного потока, пронизывающего переключаемую секцию. На коммутацию коллекторных машин постоянного тока влияет только реактивная э. д. с. Ер, тогда как в коллекторных машинах переменного тока наряду с Ер действует еще э. д. с. і?тр. При этом э. д. с. ЕТр имеет место как при неподвижном якоре, так и при работе машины.

377

Опыт показывает, что если не приняты меры к ограничению Етѵ, то уже при очень небольших значениях этой э. д. с., порядка 2—2,5 в, возникает под щетками искрение. Лучшим средством ограничения £ тр, так же как и реактивной э. д. с. Ер, служат добавочные полюсы как в нормальном последовательном соединении с якорем, так

иногда и в параллельном. Той же цели можно добиться,

если зашун-

 

 

тировать обмотку последовательно

включенных

 

 

в цепь якоря

добавочных полюсов

активным

 

 

сопротивлением 5 (рис. 32-1).

полюсы могут

 

 

К сожалению, добавочные

 

 

создать коммутирующую э. д. с.

Ек,

достаточ­

 

 

ную для уравновешивания э. д. с. Етр только

 

 

при вращении якоря, тогда как

при пуске в

 

 

ход Ек — 0. Поэтому пусковые

условия одно­

 

 

фазных двигателей последовательного воз­

Рис. 32-6. Трансфор­

буждения значительно тяжелее, чем в двига.-

телях постоянного тока.

 

 

 

маторная э. д.

с. в

Несмотря

на отмеченные недостатки, одно­

переключаемой'

сек­

фазные двигатели последовательного

возбуж­

ции

 

 

 

дения нашли широкое применение на

электри­

фицированных железных дорогах однофазного тока и при малой мощности для привода бытовых приборов и автоматических устройств в случае, если требуется скорость вращения больше 3000 об/мин при частоте 50 гц, плавное регулирование скорости вращения в широких пределах или большой пусковой момент. Так, например, для пыле­ сосов требуется скорость вращения 12 000—16 000 об/мин, для швейных машин — плавное регулирование скорости вращения. Двигатели малой мощности имеют упрощенную конструкцию — выполняются без добавочных полюсов и компенсационной обмотки.

32-4. Трехфазный двигатель параллельного возбуждения Шраге-Рихтера

Схема этого двигателя показана на рис. 32-7. На роторе двига­ теля уложены две обмотки 1 и 2, на статоре — обмотка 3. Обмотка 1 представляет собой обычную обмотку трехфазного тока, к которой через контактные кольца от заяшмов Р1, Р2, РЗ подводится напря­ жение сети их. Таким образом, обмотка 1 служит первичной обмоткой двигателя. Вторичной обмоткой двигателя является обмотка 3 на статоре, состоящая из трех отдельных фазных обмоток, начало и конец каждой из которых присоединены к соответствующей паре щеток ах — а2, Ъх — Ь2 и сх — с2. Обмотка 2 служит для создания добавочной э. д. с. ЕЛ. Она выполнена так же, как якорная обмотка машин постоянного тока с коллектором, уложена в те же пазы, что и обмотка і, и электрически соединена с обмоткой статора 3 посред­ ством трех комплектов щеток.

Щетки ах — Ъх — сх и аг — Ь2 — с2 прикреплены к двум различ­ ным траверзам, которые перемещаются в противоположные стороны так, что угол раствора 2а между тетками ах — а2, Ьх — Ь2 и сх — с2

378

может уменьшиться до нуля или увеличиться до определенной величины. Если траверзы установлены так, что 2а = 0, т. е. щетки ах — а2, Ьх — Ъ2 и сх — с2 перекрыли одни и те же пластины коллек­ тора, то в этом случае все происходит так, как если бы обмотки 2 не было; все три фазы обмотки статора оказываются замкнутыми накоротко, и двигатель представляет собой обычный асинхронный двигатель, но с обратным, по отношению к нормальному, располо­ жением первичной и вторичной обмоток.

В таком обращенном двигателе при вращении потока Ф5т, создаваемого обмоткой 1, например по вращению часовой стрелки, ротор будет вращаться в противоположном направлении. При этом

скорость

вращения

потока

Фйт

относительно ротора п х

= 60/р,

а скорость

вращения

в

простран­

P/P2PJ

 

стве,

т.

е.

относительно

статора,

 

 

 

п 2 = п х — п.

 

Соответственно

этой

 

 

скорости в обмотке статора возни­

 

 

кает э. д.

с.

E2s,

с

частотой

сколь­

 

 

жения /2

= /s,

где

s

= (пх — п ) / п х.

 

 

По сравнению с обычным асин­

 

 

хронным

двигателем

скольжение

 

 

трехфазного

двигателя

параллель­

 

 

ного возбуждения несколько

больше

 

 

вследствие увеличенного сопротивле­

 

 

ния вторичной дени.

 

 

 

 

в обе

 

 

Щетки можно

раздвинуть

 

 

стороны

от

средней

линии 00'

об­

 

 

мотки

3

на

угол а

и рассмотреть

Рис. 82-7. Схема трехфазного дви­

работу

какой-нибудь

одной

фазы,

например

А' — X'

(рис.

32-8,

а).

гателя параллельного

возбужде­

ния

 

Хотя

обмотка

2

вращается с такой

 

 

же скоростью п,

как

ротор, но участок ее между щетками Ьх — Ь2

можно рассматривать как неподвижный в пространстве, относительно которого поток Ф5т перемещается с такой же скоростью п х — п, как и относительно обмотки статора 3. Следовательно, э. д. с. Ея, создаваемая обмоткой 2 и выведенная на щетки ах — а2, имеет ту же частоту скольжения /2, что и э. д. с. E2S статора. Кроме того, она имеет ту же фазу, что и Е2s, так как оси обмоток 2 и 3 совпадают.

При'обходе этих обмоток в каком-нибудь одном направлении видно, что э. д. с. Ед действует встречно относительно E2s, тогда как при положении щеток на рис. 32-8, б — согласно с ней. В первом случае скорость вращения двигателя уменьшается, а во втором увеличивается и может стать больше п х. В частном случае п может оказаться равным п х, тогда п х — п = 0, и поток Ф5)і1 неподвижен в пространстве; соответственно этому E2s = 0 , а на щетках ах — а2 появляется постоянная э. д. с., под действием которой по обмотке статора потечет постоянный ток.

На рис. 32-8, в щетки ах — а2 сдвинуты несимметрично относи­

тельно оси 00'

обмотки 3. Осью обмотки 2 является теперь линия

00", смещенная

относительно оси 00' на угол (3. В этом случае

 

379

э. д. с. Ед не совпадает по фазе с о. д. с. E2s и ото даст возможность регулировать cos ср двигателя.

Характеристики трехфазного двигателя параллельного возбу­ ждения достаточно благоприятны. При пуске двигателя в ход щетки

Рис. 32-8.

Регулиро­

вание

скорости

вра­

щения

трехфазного

двигателя параллель­

ного

возбуждения:

а — в

области

ниже

синхронной скорости,

б — в области

выше

синхронной скорости,

в — в

области

ниже

синхронной

скорости

с улучшением

cos <р

раздвигаются на угол 2а ^ 180°; при этом Ед, действуя

встречно

относительно E2s, ограничивает пусковой ток при сохранении зна­

чительного пускового

момента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При заданном положении щеток рассматриваемый двигатель

имеет, так же как и обычный асинхронный двигатель,

жесткую ха­

 

 

 

 

 

 

рактеристику

скорости.

Пределы

1,5

2 к = -І80°

1

,10%

 

регулирования

скорости

от

1 :

2

 

п

—

 

 

~\' 15%

до 1

: 20.

На рис.

32-9 показаны

 

пІ

 

 

 

U 8%

три характеристики:

= /

—

 

 

2 х = 0°

 

 

 

 

І,Р

- Иг

—-

- -

 

 

 

 

 

п 1

 

\ " * & і

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

и обозначены

скольжения s

при

 

 

 

2 х = +І80°

і

, ^ %

 

всех трех положениях щеток для

0,5

У?ъ%

М2 = М2Яи М2 =

1,5 М2Н. К. и. д.

 

 

 

 

 

двигателя

относительно

мал

и

 

,

__ 1

 

Мгн

1

даже

в машинах

большой

мощ-

 

 

ности не превышает 83—85%; cos <р

 

0,5

1,0

 

>,5

Рис. 32-9. Характеристики скорости

при

п >

пг

может

даже

стать

опережающим, но резко падает при

вращения трехфазного

 

двигателя

п ж

п± и особенно при п << пѵ

 

 

параллельного

возбуждения

 

Серьезным

недостатком

трех­

 

 

 

 

 

 

фазного двигателя

параллельного

возбуждения является питание через контактные кольца, чем огра­ ничивается величина подводимого к двигателю напряжения U. Практически U sc; 500 в.

Трехфазные двигатели параллельного возбуждения применяются в отраслях промышленности, где требуется регулирование скорости вращения в широких пределах. Наибольшая мощность, на которую были построены такие двигатели, достигает 450/150 кет при / = 25 гц и скорости 307/102 об/мин.

Смотрите также файлы