Поясніть роботу асинхронної машини при роторi, що обертається. Основні рiвняння. ЕРС та струм у обмотці ротора. Частота струму ротора. Частота обертання магнітного поля ротора

10.

11.

Уякихрежимахроботиможепрацювати АМ?

Двигательный режим.Если ротор неподвижен или частота его вращения меньше синхронной, то вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой по обмотке ротора возникает ток. На проводники с током этой обмотки, расположенные в магнитном поле обмотки возбуждения, действуют электромагнитные силы; их суммарное усилие образует электромагнитный вращающий момент, увлекающий ротор за магнитным полем. Если этот момент достаточно велик, то ротор приходит во вращение, и его установившаяся частота вращения [об/мин] соответствует равенству электромагнитного момента тормозному, создаваемого нагрузкой на валу, силами трения в подшипниках, вентиляцией и т.д.Частота вращения ротора не может достигнуть частоты вращения магнитного поля, так как в этом случае угловая скорость вращения магнитного поля относительно обмотки ротора станет равной нулю, магнитное поле перестанет индуцировать в обмотке ротора ЭДС и, в свою очередь, создавать крутящий момент; таким образом, для двигательного режима работы асинхронной машины справедливо неравенство: 0≤n2≤n1.Относительная разность частот вращения магнитного поля и ротора называется скольжением:s=(n1-n2)/n1.Очевидно,что при двигательном режиме 1≥s≥0.

Генераторный режим.Если ротор разогнать с помощью внешнего момента (например, каким-либо двигателем) до частоты, большей частоты вращения магнитного поля, то изменится направление ЭДС в обмотке ротора и активной составляющей тока ротора, то есть асинхронная машина перейдёт в генераторный режим. При этом изменит направление и электромагнитный момент, который станет тормозящим. В генераторном режиме работы скольжение .Для работы АД в генераторном режиме требуется источник реактивной мощности, создающий поток возбуждения. При отсутствии первоначального магнитного поля в обмотке статора поток возбуждения создают с помощью постоянных магнитов, либо при активной нагрузке за счёт остаточной индукции машины и конденсаторов, параллельно подключенных к фазам обмотки статора. Асинхронный генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности. Несмотря на простоту обслуживания, асинхронный генератор применяют сравнительно редко, в основном как вспомогательный источник небольшой мощности и как тормозное устройство (например, двигатель лифта или эскалатора метрополитена, идущего вниз, работает в генераторном режиме, отдавая энергию в сеть).

Режим холостого хода. В этом режиме происходит испытание эл. машины, когда на валу отсутствует редуктор и исполнительный орган. В этом режиме могут быть исследованы потери передачи энергии статора к ротору и на этом этапе улучшаются конструктивные особенности отдельных узлов, т.к. n2 = n1, следовательно S=0. При номинальной нагрузке S=0.01 - 0.08

Режим электромагнитного тормоза. Если изменить направление вращения ротора или магнитного поля так, чтобы они вращались в противоположных направлениях, то ЭДС и активная составляющая тока в обмотке ротора будут направлены так же, как в двигательном режиме, и машина будет потреблять из сети активную мощность. Однако электромагнитный момент будет направлен встречно моменту нагрузки, являясь тормозящим. Для режима справедливы неравенства: .Этот режим применяют кратковременно, так как при нём выделяется много тепла, которое двигатель не способен рассеять, что может вывести его из строя.

12.

13. Двигатель, как и трансформатор, имеет две обмотки, между которыми существует магнитная связь. Роль

первичной обмотки трансформатора выполняет, в двигателе обмотка статора, роль вторичной — обмотка ротора. Взаимное отношение токов статора и ротора в асинхронных двигателях аналогично соотношению первичного и вторичного токов в трансформаторе. Ток статора является намагничивающим, а ток ротора, согласно правилу Ленца, является размагничивающим Разница между асинхронным двигателем и трансформатором заключается, во-первых, в конструкции магнитной цепи. У двигателя цепи (первичная и вторичная) разделены воздушным промежутком, чего не бывает у трансформаторов. При работе двигателя ротор вместе с его обмоткой вращается.Во-вторых, в асинхронном двигателе электрическая энергия, потребляемая из сети, за вычетом потерь в двигателе, преобразуется в механическую энергию, используемую для приведения во вращение механизмов.

14.

Частота вращения ротора будет изменяться при изменении нагрузки на валу. При увеличении нагрузки на валу

двигатель должен развивать больший вращающий момент, а это происходит при снижении частоты вращения ротора.Устойчивая работа асинхронного двигателя возможна при скольжениях меньше критического (s < sкр).Дело в том, что именно на этом участке изменение нагрузки на валу двигателя сопровождается соответствующим изменением электромагнитного момента. Так, если двигатель работал в номинальном рехиме, и произошло увеличение нагрузочного момента, то равенство моментов нарушится, и частота враще- ния ротора начнет убывать (скольжение будет увеличиваться). Это приведет к росту электромагнитного момента, после чего режим работы двигателя вновь станет установившимся.

15.

16.

17.

18.

Яким чином використовується явище витиснення струму у АД?

В двигателе с двойной «беличьей клеткой» ток в начальный момент пуска вытесняется в наружную пусковую клетку, создающую большой пусковой момент, а по окончании процесса пуска проходит по рабочей клетке с малым активным сопротивлением, вследствие чего двигатель работает с в ы со к им КПД.

Принцип действия глубокопазного двигателя также основан на явлении вытеснения тока.В начальный момент пуска при s = 1 частота изменения тока в роторе большая и распределение тока по параллельным слоям определяется в основном их индуктивным сопротивлением. Поэтому при пуске происходит вытеснение тока в «верхние» слои, что равносильно увеличению активного сопротивления стержня. В результате происходит повышение пускового момента двигателя. При s ≈ s ном частота тока в роторе мала и соответственно меньше его индуктивное сопротивление. Вытеснения тока в этом случае не происходит; распределение его происходит приблизительно равномерно по высоте стержня. При э т о м р е з к о у м е н ь ш а е т с я а к т и в н о е с о п р о т и в л е н и е р о т о р а и потери мощности ∆Рэл2; одновременно увеличивается поток рассеяния Φσ2, а следовательно, и сопротивление Х '2.

Явление вытеснения тока при пуске и связанное с этим увеличение активного и уменьшение индуктивного

сопротивлений встречается (в меньшей степени) и у двигателей с короткозамкнутым ротором нормального исполнения. Чтобы усилить эффект вытеснения тока в короткозамкнутых двигателях мощностью до 100 кВт, пазам ротора и стержням придают специальную, сильно вытянутую в радиальном направлении форму (см. рис. 5.4, г). В микродвигателях размеры пазов ротора обычно настолько малы, что использование эфф екта вытеснения то ка оказывается невозможным.

19.

Электродвигатели асинхронные, в отличие от трансформатора, имеет маленький воздушный зазор (междустатором и ротором) и поэтому для преодоления магнитным потоком воздушного зазора необходим более сильный ток.

20.

21.

Ток в оборванной фазе отсуствует. В двух других значительно больше номинального. Обмотки подключены по схеме открытого треугольника. Токи протекающие по обмоткам статора создают вращающееся магнитное поле, двигатель имеет пусковой момент, запускается в холостом ходу и развивает нормальную скорость. Энергопотребление значительно увеличилось, в сравнении с нормальным режимом. Момент близок к номинальному, но обмотки очень быстро перегреваются.

22.

Поясніть роботу асинхронної машини при роторi, що обертається. Основні рiвняння. ЕРС та струм у обмотці ротора. Частота струму ротора. Частота обертання магнітного поля ротора.

ИЗ 20

24.

Робота АД у несиметричних режимах:обрив фази ротора.

При несимметрии сопротивлений фаз ротора возникает эффект одноосного демпфирования, в результате этого кривая момента двигателя в области s=0.5 имеет провал. Значение этого провала может оказаться настолько большим, что двигатель при пуске под нагрузкой не достигает номинальной частоты вращения и застревает при n2≈0.5n1. При обрыве одной из фаз ротора электромагнитный s=0.5 отрицательный, вследствие чего двигатель не разгоняется до номинальной частоты вращения даже при пуске без нагрузки.