Асинхронный двигатель — Студопедия
Студопедия
МОТОСАФАРИ и МОТОТУРЫ АФРИКА !!!

Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Асинхронный двигатель




Асинхронный двигатель (АД). Принцип действия его основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и индуцированного тока ротора.

АД выпускается в двух вариантах исполнения ротора: короткозамкнутый и фазный.

Рассмотрим устройство и принцип действия двигателя с короткозамкнутым ротором.

Обе части асинхронного двигателя собираются из листов электро­технической стали толщиной 0,5 мм. Эти листы для уменьшения потерь на вихревые токи изолированы друг от друга слоем лака.

В пазах с внутренней стороны статора уложена трехфазная обмотка, токи которой возбуждают вращающееся магнитное поле машины. В пазах ротора размещена вторая обмотка, токи в которой индуктируются вращающимся магнитным полем.

Магнитопровод статора заключен в массивный корпус, являющийся внешней частью машины, а магнитопровод ротора укреплен на валу.

a) б)

1 - статор; 2 - ротор; 3 - вал; 4 - витки обмотки статора;

5 - витки обмотки ротора

Рис.52 Схема устройства асинхронного двигателя: поперечный разрез (а);

обмотка ротора(б)

Обмотка короткозамкнутого ротора представляет собой цилиндрическую клетку («беличье колесо») из медных шин или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко на торцах двумя кольцами (рис.52,б). Стержни этой обмотки вставляются без изоляции в пазы магнитопровода.

Применяется также способ заливки пазов магнитопровода ротора расплавленным алюминием с одновременной отливкой и замыкающих колец.

Рассмотрим процесс. Пусть магнитное поле вращается «по часовой стрелке», тогда в стержнях цилиндра ротора будет наводится ЭДС

,

Где В – индукция в зазоре, L – длина стержня, υ– линейная скорость стержня, равная (ωвр.стат – ωрот)D/2.

Эта ЭДС вызовет в стержне ток

,

Где Rс – активное сопротивление стержня; хс - реактивное сопротивление стержня.

Этот ток, взаимодействуя с полем статора, по закону Ампера образует силу,

действующую на стержень

.

Сила образует на валу ротора момент стержня Мс = Fc D/2. Сумма всех

моментов стержней образует суммарный момент на валу.

Мвр = Σ Мс

Однако, чем ближе скорость ротора np к скорости вращающегося магнитного поля nс, тем меньше ЭДС, индуктируемые полем в роторе, а, следовательно, токи в роторе и момент. Если скорости вращения сравняются, то момент исчезнет, поэтому основным условием работы является отставание частоты вращения ротора от частоты вращения поля статора (асинхронный)

Убывание токов уменьшает вращающий момент Мвр , воздействующий на ротор, поэтому ротор двигателя должен вращаться медленнее вращающегося магнитного поля - асинхронно.

При увеличении механической нагрузки асинхронного двигателя тормозящий момент на валу становится больше вращающегося и скольжение S возрастает.




Увеличение скольжения вызывает возрастание ЭДС и токов в обмотке ротора, благодаря чему увеличивается вращающий момент Мвр и восстанавливается динамическое равновесие вращающего Мвр и тормозящего Мт моментов:

Мврт.

Таким образом, увеличение нагрузки асинхронного двигателя вызывает увеличение его скольжения.

У современных асинхронных двигателей скольжение даже при пол­ной нагрузке невелико - около 0,04 (четыре процента) у малых и около 0,015-0,02 (полтора-два процента) у крупных двигателей.

Характерная кривая зависимости М от скольжения S показана на рис.53,а.

Максимум вращающегося момента разделяет кривую М = f(S) на устойчивую часть от 0 до Sk и неустойчивую часть от Sk до S = 1.

На участке от 0 до Sk при уменьшении тормозящего момента Мт на валу асинхронного двигателя увеличивается скорость вращения, скольжение уменьшается и уменьшается электромагнитный момент, так что на этом участке работа асинхронного двигателя устойчива.

На участке от Sk до S = 1 с уменьшением Мт скорость вращения уменьшается, скольжение увеличивается и вращающий момент увеличивается, нарушается условие равенства моментов и двигатель останавливается.

Для практики большое значение имеет зависимость скорости двигателя np от нагрузки на валу np = F(M). Эта зависимость, как мы установили ранее, носит название механической характеристики (рис.53,б).

a) б)

Рис. 53 - Зависимость вращающего момента на валу асинхронного двигателя от скольжения (а) и механическая характеристика (б)



Если при изменении момента скорость вращения мало изменяется, то такая хорактеристика считается жесткой. Такую характеристику желательно иметь для главного привода металлорежущего станка. При перегрузке свыше максимального момента Мmax двигатель входит в область неустойчивого режима и останавливается. Отношение Мmax/Mном носит название перегрузочной способности, и у двигателей нормальной серии находится в пределах (1,8-2,6) Мном.

Асинхронные двигатели получили широкое распространение благодаря следующим достоинствам: простоте устройства; высокой надежности в эксплуатации; низкой стоимости.

С помощью асинхронных двигателей приводятся в движение подъемные краны, лебедки, лифты, эскалаторы, насосы, вентиляторы. Особенно много асинхронных двигателей на станках, там они выполняют различные функции: зажима планшайбы, перемещение люнета, зажим резца и многое др.

КПД АД. Работу АД можно пояснит следующей энергетической диаграммой (рис. 54).

Рис.54

Таким образом, двигатель получает из сети Рст. На статоре теряется энергия на нагрев проводов (Рпр. ст.) и в стали, за счет вихревых токов и перемагничивания (Рст). На ротор переходит так называемая электромагнитная мощность (Рэл). На роторе она теряется на нагрев проводов (Рпр) и другие потери: на трение, на вентиляцию, зубцовые и пр. (Рдоп). Отношение (Рвст) = η и есть КПД. Для двигателей свыше одного кВт он находится в пределах (75-95)%.

Пуск асинхронного двигателя. Заметим, что асинхронный двигатель в момент запуска представляет собой трансформатор с большим воздушным зазором (2-3 мм). Поэтому ток статора зависит и определяется током ротора. Уменьшение тока ротора автоматически ведет к уменьшению тока статора. Так как в номинальном режиме частота тока в роторе мала, то отсутствует реактивное сопротивление ротора, и ток ротора определяется только активным сопротивлением. В режиме же пуска, пока ротор не развернулся, частота тока 50 Гц и ток определяется активной и реактивной составляющими сопротивления (реактивное по величине больше).

Поэтому пусковой ток только в 5-7раз превышает номинальный и АС двигатели чаще всего запускаются напрямую из сети, не используя специальные пусковые устройства.

Реверс асинхронного двигателя осуществляется изменением направления вращения поля статора. В свою очередь, для изменения вращения поля, нужно изменить чередование фаз. Это достигается перекрещиванием двух фаз как показано на рис. 55,б. На рис. 55,а показано обозначение асинхронного трехфазного короткозамкнутого двигателя.






Дата добавления: 2014-02-24; просмотров: 1555; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9908 - | 7554 - или читать все...

Читайте также:

 

3.233.239.102 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.003 сек.