Асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором. Асинхронний двигун із короткозамкненим ротором

Міністерство освіти та науки Російської Федерації

Федеральна державна бюджетна освітня установа

вищої професійної освіти

«Південно-Уральський державний університет»

Факультет "Автотракторний"

Кафедра «Експлуатація автомобільного транспорту»

Асинхронний двигун РЕФЕРАТ з дисципліни «Загальна електротехніка та електроніка»

Перевірив ________ /Кримський В.В/_______________20____г. Автор роботи студент групи АТ-262__________ / Іванов В.Д. /_______________20____г.

Вступ. 4

Асинхронні електродвигуни. 5

Короткозамкнений ротор. Ротор асинхронної машини типу "білизна клітина. 6

Короткозамкнена обмотка ротора, часто звана "білизна клітина" через зовнішню схожість конструкції, складається з мідних або алюмінієвих стрижнів, замкнутих накоротко з торців двома кільцями. Стрижні цієї обмотки вставляють у пази осердя ротора. У машинах малої та середньої потужностіротор зазвичай виготовляють шляхом заливання розплавленого алюмінієвого сплаву пази сердечника ротора. Разом із стрижнями "біличої клітини" відливають короткозамикаючі кільця та торцеві лопаті, що здійснюють самовентиляцію самого ротора та вентиляцію машини в цілому. У машинах великої потужності "білицю клітину" виконують з мідних стрижнів, кінці яких вварюють у короткозамикаючі кільця. 6

Способи керування асинхронним двигуном. 6

Принцип роботи асинхронних електродвигунів. 9

Фазний ротор. 10

Фазний ротор має трифазну (в загальному випадку- багатофазну) обмотку, зазвичай з'єднану за схемою "зірка" і виведену на контактні кільця, що обертаються разом із валом машини. За допомогою металографітових щіток, що ковзають цими кільцями, в ланцюг обмотки ротора: 10

Пуск асинхронного двигуна із фазним ротором. 11

Способи керування асинхронним двигуном. 12

Реостатне регулювання. 12

Основні несправності асинхронного двигуна з фазним ротором 14

Висновок 15

Список литературы 16

Вступ.

Трифазний асинхронний електричний двигун відрізняється від однофазного асинхронного двигуна тим, що на однофазному двигуні, точніше на його статорі, вміщена однофазна обмотка, і називається головною обмоткою або робочою обмоткою.

Ротор однофазного двигуна по побудові такий самий, як і трифазний асинхронний двигун. Однофазні асинхронні електричні двигуни знаходять велике використання. великої потужності- До 2 кВт. Однофазні асинхронні електричні двигуни потужністю до 500 Вт використовують у побутових електричних пристроях. Початковий (пусковий) момент, що обертає, відсутній у електричних однофазних асинхронних двигунів. Чому при підключенні головної обмотки двигуна до мережі з однією фазою його ротор не може здійснювати оберти.

Для забезпечення запуску однофазного двигуна на статорі встановлюють ще одну обмотку - пускову. Щодо головної обмотки вона розташована під кутом 90° і послідовно з'єднана з конденсатором або котушкою індуктивності. На момент підключення в мережу пусковий і головний обмоток магнітні потоки, що утворюються ними, створюють магнітне поле, що обертається. Завдяки чому в роторі з'являється індукційний струм. Внаслідок взаємодії магнітного поля, що обертається, створюваного струмами в обмотках статора і магнітного поля, що створюється індукційним струмом у роторі, ротор приходить у обертання.

На час обертання ротора утворюється ковзання, отже, пускова обмотка в такому випадку просто не потрібна і її відключає інерційний (відцентровий) вимикач або спеціальне реле. Трифазний асинхронний двигун можна використовувати і як однофазний. Але недолік такого методу полягає в необхідності використання дорогих конденсаторів великої ємності, оскільки на кожні 100 Вт потужності потрібний конденсатор з ємністю приблизно 10 мкФ.

Асинхронні електродвигуни.

В даний час на частку асинхронних двигунів припадає не менше 80% всіх електродвигунів, що випускаються промисловістю. До них відносяться трифазні асинхронні двигуни.

Трифазні асинхронні електродвигуни широко використовуються у пристроях автоматики та телемеханіки, побутових та медичних приладах, пристроях звукозапису тощо.

Асинхронна машина - це електрична машина змінного струму, частота обертання ротора якої не дорівнює (у руховому режимі менше) частоті обертання магнітного поля, створюваного струмом статора обмотки.

У низці країн до асинхронних машин зараховують також колекторні машини. У Росії асинхронними машинами стали називати машини, що є індукційними.

Асинхронні машини сьогодні становлять більшу частину електричних машин. В основному вони використовуються як електродвигуни і є основними перетворювачами електричної енергії на механічну.

Переваги асинхронних електродвигунів:

Широке поширення трифазних асинхронних двигунів пояснюється простотою їхньої конструкції, надійністю в роботі, хорошими експлуатаційними властивостями, невисокою вартістю та простотою в обслуговуванні.

Недоліки:

1. Невеликий пусковий момент.

2. Значний пусковий струм.

Асинхронна машина має статор та ротор, розділені повітряним зазором. Її активними частинами є обмотки та магнітопровід; решта - конструктивні, що забезпечують необхідну міцність, жорсткість, охолодження, можливість обертання тощо.

Обмотка статора є трифазною (загалом - багатофазною) обмоткою, провідники якої рівномірно розподілені по колу статора і пофазно укладені в пазах з кутовою відстанню 120 ел. град. Фази обмотки статора з'єднують по стандартним схемам"трикутник" або "зірка" та підключають до мережі трифазного струму. Магнітопровід статора перемагнічується в процесі зміни (обертання) магнітного потоку обмотки збудження, тому його виготовляють шихтованим (набраним із пластин) з електротехнічної сталі для забезпечення мінімальних магнітних втрат.

За конструкцією ротора асинхронні машини поділяють на два основні типи: короткозамкнутимротором та з фазнимротором. Обидва типи мають однакову конструкцію статора та відрізняються лише виконанням обмотки ротора. Магнітопровід ротора виконується аналогічно магнітопровід статора - з електротехнічної сталі та шихтованим.

Короткозамкнений ротор. Ротор асинхронної машини типу "білизна клітина".

Короткозамкнена обмотка ротора, часто звана "білизна клітина" через зовнішню схожість конструкції, складається з мідних або алюмінієвих стрижнів, замкнутих накоротко з торців двома кільцями. Стрижні цієї обмотки вставляють у пази осердя ротора. У машинах малої та середньої потужності ротор зазвичай виготовляють шляхом заливання розплавленого алюмінієвого сплаву в пази осердя ротора. Разом із стрижнями "біличої клітини" відливають короткозамикаючі кільця та торцеві лопаті, що здійснюють самовентиляцію самого ротора та вентиляцію машини в цілому. У машинах великої потужності "білицю клітину" виконують з мідних стрижнів, кінці яких вварюють у короткозамикаючі кільця.

Найчастіше пази ротора або статора роблять скошеними для зменшення вищих гармонійних ЕРС, викликаних пульсаціями магнітного потоку через наявність зубців, магнітний опір яких істотно нижче магнітного опору обмотки, а також зниження шуму, викликаного магнітними причинами. Для поліпшення пускових характеристик асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, а саме збільшення пускового моменту і зменшення пускового струму, на роторі застосовують спеціальну форму паза. При цьому зовнішня від осі обертання частина паза ротора має менший переріз, ніж внутрішня. Це дозволяє використовувати ефект витіснення струму, завдяки якому збільшується активний опір обмотки ротора при великих ковзаннях (при пуску).

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротороммають невеликий пусковий момент та значний пусковий струм, що є суттєвим недоліком "біличної клітини". Тому їх застосовують у тих електричних приводах, де не потрібні великі пускові моменти. З переваг варто відзначити легкість у виготовленні, і відсутність механічного контакту зі статичною частиною машини, що гарантує довговічність та знижує витрати на обслуговування. При спеціальній конструкції ротора, коли магнітопровід "ротора" залишається нерухомим, а обертається в магнітному зазорі тільки порожнистий циліндр з алюмінію (біляча клітина або короткозамкнена обмотка ротора) можна досягти малої інерційності двигуна.

Влаштування асинхронних електродвигунів з фазним ротором.

Основними частинами будь-якого асинхронного двигуна є нерухома частина - статор і частина, що обертає, звана ротором.

Статор трифазного асинхронного двигуна складається із шихтованого магнітопроводу, запресованого в литу станину. На внутрішній поверхні магнітопроводу є пази для укладання провідників обмотки. Ці провідники є сторонами багатовиткових м'яких котушок, що утворюють три фази статора обмотки. Геометричні осі котушок зсунуті у просторі один щодо одного на 120 градусів.

Фази обмотки можна з'єднати за схемою "зірка" або "трикутник" залежно від напруги мережі. Наприклад, якщо в паспорті двигуна вказані напруги 220/380, то при напрузі мережі 380 В фази з'єднують "зіркою". Якщо ж напруга мережі 220, то обмотки з'єднують в "трикутник". В обох випадках фазна напругадвигуна дорівнює 220 Ст.

Ротор трифазного асинхронного двигуна є циліндром, набраним із штампованих листів електротехнічної сталі і насадженим на вал. Залежно від типу обмотки ротори трифазних асинхронних двигунів поділяються на короткозамкнені та фазні.

Доливо-Добровольський першим створив двигун із короткозамкненим ротором та досліджував його властивості. Він з'ясував, що такі двигуни мають дуже серйозний недолік - обмежений пусковий момент. Доливо-Добровольський назвав причину цього недоліку – сильно закорочений ротор. Їм була запропонована конструкція двигуна з фазним ротором.

На рис. наведено вид асинхронної машини з фазним ротором у розрізі: 1 – станина, 2 – обмотка статора, 3 – ротор, 4 – контактні кільця, 5 – щітки.

У фазного ротора обмотка виконується трифазною, аналогічно обмотці статора, з тим самим числом пар полюсів. Витки обмотки закладаються в пази сердечника ротора та з'єднуються за схемою зірка. Кінці кожної фази з'єднуються з контактними кільцями, закріпленими на валу ротора, і виводяться через щітки у зовнішній ланцюг. Контактні кільця виготовляють із латуні або сталі, вони мають бути ізольовані один від одного та від валу. Як щітки використовують металографітові щітки, які притискаються до контактних кільців за допомогою пружин щіткотримачів, закріплених нерухомо в корпусі машини. На рис. наведено умовне позначення асинхронного двигуна з короткозамкненим (а) та фазним (б) ротором.

В асинхронних електродвигунах більшої потужності та спеціальних машинах малої потужності для покращення пускових та регулювальних властивостей застосовуються фазні ротори. У цих випадках на роторі укладається трифазна обмотка з геометричними осями фазних котушок (1), зрушеними в просторі один щодо одного на 120 градусів.

Фази обмотки з'єднуються зіркою і кінці їх приєднуються до трьох контактних кільців (3), насаджених на вал (2) та електрично ізольованим як від валу, так і один від одного. За допомогою щіток (4), що знаходяться в ковзному контакті з кільцями (3), є можливість включати в ланцюг фазних обмоток регулювальні реостати (5).

Асинхронний двигун з фазним роторомі має кращі пускові та регулювальні властивості, проте йому притаманні більші маса, розміри і вартість, ніж асинхронному двигуну з короткозамкненим ротором.

Принцип роботи асинхронних електродвигунів.

Принцип роботи асинхронної машини заснований на використанні магнітного поля, що обертається. При підключенні до мережі трифазної обмотки статора створюється магнітне поле, що обертається, кутова швидкість якого визначається частотою мережі f і числом пар полюсів обмотки p, тобто. ω1=2πf/p

Перетинаючи провідники обмотки статора і ротора, це поле індукує в обмотках ЕРС (згідно із законом електромагнітної індукції). При замкнутій обмотці ротора її ЕРС наводить в ланцюзі ротора струм. В результаті взаємодії струму з результуючим полімерним створюється електромагнітний момент. Якщо цей момент перевищує момент опору на валу двигуна, вал починає обертатися і рухати робочий механізм. Зазвичай кутова швидкість ротора ω2 не дорівнює кутову швидкість магнітного поля ω1, званої синхронної. Звідси назва двигуна асинхронний, тобто. несинхронний.

Робота асинхронної машини характеризується ковзанням s, яке є відносною різницею кутових швидкостейполя ω1 і ротора ω2: s = (ω1-ω2) /ω1

Значення та знак ковзання, що залежать від кутової швидкості ротора щодо магнітного поля, визначають режим роботи асинхронної машини. Так, в режимі ідеального холостого ходу ротор і магнітне поле обертаються з однаковою частотою в одному напрямку, ковзання s = 0, ротор нерухомий щодо магнітного підлогу, що обертається, ЕРС в його обмотці не індуктується, струм ротора і електромагнітний момент машини рівні нулю. При пуску ротор у момент часу нерухомий: ω2=0, s=1. У випадку ковзання в руховому режимі змінюється від s=1 при пуску до s=0 як ідеального холостого ходу.

При обертанні ротора зі швидкістю ω2>ω1 у напрямі обертання магнітного поля ковзання стає негативним. Машина переходить у генераторний режим та розвиває гальмівний момент. При обертанні ротора у напрямку, протилежному напрямку обертання магнітного полі (s>1), асинхронна машина переходить у режим противмикання і також розвиває гальмівний момент. Таким чином, залежно від ковзання розрізняють руховий (s=1÷0), генераторний (s=0÷-∞) режими та режим противключення (s=1÷+∞). Режими генераторний та противмикання використовують для гальмування асинхронних двигунів.

Фазний ротор.

Фазний ротор має трифазну (загалом - багатофазну) обмотку, зазвичай з'єднану за схемою "зірка" і виведену на контактні кільця, що обертаються разом з валом машини. За допомогою металографітових щіток, що ковзають по цих кільцях, ланцюг обмотки ротора:

 включають пускорегулюючий реостат, який виконує роль додаткового активного опору, однакового для кожної фази. Знижуючи пусковий струм, домагаються збільшення пускового моменту до максимального значення (перший час). Такі двигуни застосовуються для приводу механізмів, які пускають у хід при великому навантаженні або потребують плавного регулювання швидкості.

 включають індуктивності (дроселі) у кожну фазу ротора. Опір дроселів залежить від частоти струму, що протікає, а, як відомо, в роторі в перший момент пуску частота струмів ковзання найбільша. У міру розкручування ротора частота індукованих струмів знижується, і разом з нею знижується опір дроселя. Індуктивний опір у ланцюзі фазного ротора дозволяє автоматизувати процедуру запуску двигуна, а при необхідності - "підхопити" двигун, у якого впали оберти через навантаження. Індуктивність тримає струми ротора постійному рівні.

 включають джерело постійного струму, Отримуючи таким чином синхронну машину.

 включають живлення від інвертора, що дозволяє керувати оборотами та моментними характеристиками двигуна. Це спеціальний режим роботи (машина подвійного живлення). Можливе включення напруги мережі без інвертора, з фазуванням, протилежним тому, яким запитаний статор.

Пуск асинхронного двигуна із фазним ротором.

Пускові умови асинхронного двигуна з фазною обмоткою ротора можна суттєво покращити ціною деякого ускладнення конструкції та обслуговування двигуна.

Т.к. активний опір фазної обмотки ротора щодо мало, то для отримання максимального початкового пускового моменту необхідно в ланцюг ротора включити пусковий реостат з опором фази

Як тільки ротор починає обертатися, зменшується ковзання, а в місці з ним ЕРС і струм ротора, внаслідок чого зменшується момент, що обертає. Щоб двигун продовжував розвивати крутний момент, близький до максимального, опір пускового реостату потрібно поступово зменшувати. Нарешті коли двигун досягає номінальної частоти обертання, пусковий реостат замикають коротко.

Для зменшення механічних втрат і зношування кілець і щіток двигуни забезпечуються іноді пристосуванням для підйому щіток і замикання кілець коротко.

Чим більше має бути пусковий момент, чим ближче він до максимального моменту, тим більше буде і пусковий струм. З цієї причини лише для особливо важких умов пуску реостат підбирається так, щоб пусковий момент дорівнював максимальному.

Щоб пусковий реостат протягом часу пуску не перегрівався, його потужність повинна приблизно дорівнювати потужності двигуна. Для двигунів великої потужності пускові реостати виготовляються з олійним охолодженням.

Звичайно, застосування пускового реостата значно покращує пускові умови асинхронного двигуна, підвищуючи пусковий момент та зменшуючи пусковий струм.

Способи керування асинхронним двигуном.

Під керуванням асинхронним двигуном змінного струмурозуміється зміна частоти обертання ротора та/або його моменту. Існують такі способи керування асинхронним двигуном:

 реостатний - зміна частоти обертання АТ з фазним ротором шляхом зміни опору реостата в ланцюзі ротора, крім того, це збільшує пусковий момент;

 частотний - зміна частоти обертання АТ шляхом зміни частоти струму в мережі живлення, що тягне за собою зміну частоти обертання поля статора. Застосовується включення двигуна через частотний перетворювач

 перемиканням обмоток зі схеми "зірка" на схему "трикутник" у процесі пуску двигуна, що дає зниження пускових струмів в обмотках приблизно втричі, але водночас знижується і момент;

 імпульсний - подачею напруги живлення спеціального виду (наприклад, пилкоподібного);

 запровадження додаткової е. д. з з відповідно або протиспрямовано з частотою ковзання вторинний ланцюг.

 зміною числа пар полюсів, якщо таке перемикання передбачено конструктивно (тільки для к. з. роторів);

 зміною амплітуди напруги живлення, коли змінюється тільки амплітуда (або діюче значення) керуючої напруги. Тоді вектори напруги управління та збудження залишаються перпендикулярні (автотрансформаторний пуск);

 фазове управління характерне тим, що зміна частоти обертання ротора досягається шляхом зміни зсуву фаз між векторами напруг збудження та керування;

 амплітудно-фазовий спосіб включає два описані способи;

 включення в ланцюг живлення статора реакторів;

 індуктивний опір двигуна з фазним ротором.

Реостатне регулювання.

У трифазних асинхронних двигунах із фазним ротором застосовується реостатний спосіб регулювання частоти обертання ротора. Це досягається введенням у ланцюг фазних обмоток ротора регульованого трифазного реостата, як при запуску двигуна. Але цей реостат має бути розрахований на тривале навантаженняструмом ротора, а чи не на короткочасну, як пусковий реостат. Збільшення активного опору ланцюга ротора змінює характеристику Мвр (s) - робить її м'якшою. Якщо при постійному моменті на валу двигуна збільшувати активний опір ланцюга ротора шляхом поступового збільшення опору реостата ( r p 1 < r p 2 < r p 3 ), то робоча точка буде з однією кривою Мвр (s) на наступну, що відповідає збільшеному опору ланцюга ротора, відповідно до чого зростає ковзання, а, отже, зменшується частота обертання двигуна. Цим шляхом можна змінювати частоту обертання ротора у межах від номінальної до повної зупинки. Недоліком такого способу регулювання є відносно великі втрати енергії.

Основні несправності асинхронного двигуна із фазним ротором

Висновок

Асинхронні електричні двигуни трифазного типу з короткозамкненим ротором широко використовують у народне господарствоОднак такі двигуни мають ряд недоліків: відсутнє плавне регулювання частоти обертання, великий пусковий струм та ін Але все це можна обійти, якщо ж замість ротора скористатися фазним ротором.

Добре влаштований фазний ротор: трифазна обмотка розміщена в пазах ротора, (обмотка подібна до обмотки статора); зіркою з'єднані фази обмотки ротора; початку фаз з'єднані з виготовленими з латуні або міді трьома контактними кільцями, які у свою чергу укріплені на одному валу з ротором. Відповідно контактні кільця ізольовані один від одного та від валу. До контактних кільця добре притиснуті метало-графітні або вугільні щітки, встановлені на щіткотримачі, укріпленому на підшипниковому щиті.

Для запуску двигуна з фазним ротором щітки з'єднують із регулювальними або пусковими реостатами. Ці самі реостати дозволяють знизити пусковий струм, оскільки через них посилюється загальний опір обмотки ротора.

Реостати застосовують для плавного регулювання частоти обертання двигуна, а також зміни інших робочих характеристик.

Список літератури

1. Проектування електричних машин: Підручник для вузів Книга 1. За редакцією Копилова І.П. Москва: Вища школа 1993. - 464 с.

2. Електричні машини: Асинхронні машини: Навч. Для електрохутр. спец. ВНЗ / Радін В.І., Брускін Д.Е., Зорохович А. Є.; За ред. І.П. Копилов-М: Вища школа, 1988,-328 с.

Кузнєцов М.І. Основи електротехніки. Навчальний посібник. Вид. 10-ті, перероб. "Вища школа"

Асинхронний двигун із короткозамкненим ротором (АТ З КЗР)

Пристрої, що перетворюють електричну енергію (вхід) на механічну (вихід), називаються електричними двигунами .

Механічна енергія необхідна роботи виробничих машин і механізмів.

АТ складаєтьсязі статора (нерухомої частини) та ротора (рухомої частини).

До статора входять: корпус; магнітопровід (сердечник), що складається з тонких сталевих пластин; три обмотки (котушки), зміщені між собою на 120 °, які укладаються в пази магнітопроводу.

У ротор входять: вал, магнітопровід, короткозамкнена (у вигляді біличної клітини) обмотка.

Умовне позначення

До ротора приєднується виробничий механізм, який є навантаженням на двигун.

Переваги двигуна:простий, дешевий, надійний.

Недоліки:погані пускові якості, тобто малий пусковий момент, великий пусковий струм, а також споживання мережі реактивного струму.

ПРИНЦИП РОБОТИ

U 1 → I 1 → Ф 1 (магнітне поле, що обертається)→ Е 2 (Е 1 ) → I 2

В результаті взаємодії I 2 з Ф створюється момент М [Нм]

М = ДоI 2 Ф cosψ 2 ,

де 2 - фазовий зсув між Е 2 і I 2 під дією якого ротор приходить в обертання.

У АТ має місце АСИНХРОННІСТЬ (неоднакове) обертання магнітного поля n 1 і ротора n 2 . Завдяки цій асинхронності руху виникають електричні процеси в роторі (Е 2 і 2). Величина асинхронності оцінюється ковзанням S у відносних одиницях або відсотках:

, [%],

n 1 – частота обертання магнітного поля.

P п - число пар магнітних полюсівполя: 1, 2, 3 … і т. д.;

f – частота струму.

Якщо f ном = 50 Гц, то = 3000, 1500,1000 об/хв тощо залежно від кількості пар полюсів двигуна.

З (1) маємо .

Робота двигуна починається з n 2 = 0 (пуск), тоді

(максимальне ковзання).

Теоретично максимальна частота обертання ротора за відсутності навантаження n 2 ​​= n 1 тоді

Діапазон змін S становив від 1 (мінімальна швидкість ротора) до 0 (максимальна швидкість ротора).

МЕХАНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕКЛА -основна характеристика АТ, що показує як змінюється частота обертання ротора під впливом навантаження. Цю характеристику можна отримати експлуатаційним чи розрахунковим шляхом за формулами:

(1)

Задаючись у формулах (1) і (2) S можна знайти n.

Задаючись навантаженням М можна знайти ковзання, отже, і n 2 .

Ця механічна характеристика має вигляд:

На характеристиці можна виділити 4 основні точкита відповідно 3 ділянки. Розглянемо ці точки:

1 - холостий хід (двигун обертається без навантаження).

Координати цієї точки (n 2 = n 1, М = 0);

2 - номінальний режим - настає при навантаженні, що дорівнює гранично допустимій в умовах тривалої роботи.

Координати цієї точки (n 2 = n ном, М = М ном), зазначаються у паспорті;

3 - критичне навантаження, при якому двигун розвиває максимальний момент.

Координати цієї точки (S кр або n кр; М = М мах = М кр).

При навантаженні більшої критичної двигун з нею не справляється, що призводить до зупинки;

4 - пускова точка, з цієї точки починається запуск двигуна.

Координати цієї точки (n 2 = 0, М = М п)

Усі координати можна знайти за паспортними даними двигуна.

Ділянки 1-3 - стійка робота, при навантаженні двигуна від 0 до М кр двигун має здатність підлаштовуватися під навантаження і збільшувати свій момент (зусилля), що не призводить до зупинки двигуна.

3-4 - характеризує розбіг двигуна, робота цьому ділянці нестійка.

При цьому:

1-2 - можлива тривала робота, коли струм, споживаний з мережі, вбирається у гранично допустимого, т. е. номінального.

2-3 - допустима лише короткочасна робота, тому що при таких навантаженнях I двигуна > I ном і можливий перегрів двигуна.

МЕХАНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА n=f(M), отримана за номінальних умов роботи, тобто при U=U ном, f=f ном і природною схемоювключення (без додаткових елементів) називається ПРИРОДНІЙ.

РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ ПЕКЛА З КЗР

Як випливає з формули

на частоту обертання можна впливати, змінюючи частоту обертання магнітного поля

Шляхом зміни частоти напруги живлення f 1 (за допомогою спеціальних перетворювачів) або зміною числа пар полюсів P п (змінюючи схему котушок статора).

В обох випадках величина ковзання практично залишається незмінною.

Також частоту обертання двигуна можна змінити, впливаючи на ковзання S. Це можна зробити, змінюючи величину напруги, що живить двигун, або змінюючи опір ротора (якщо це дозволяє конструкція ротора).

МЕХАНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА, отримана за умов роботи, що відрізняються від номінальних, називається Штучної.

Розглянемо ці методи.

ВПЛИВ ЧАСТОТИfНА ШВИДКІСТЬ ДВИГУНА

З теорії машин відомо, що для забезпечення ефективної роботи двигуна при частотному регулюванні необхідно зі зміною f змінювати і напруга, що підводиться настільки, щоб відношення U/f залишалося величиною постійною. Очевидно, що цю умову можна виконати лише при зменшенні f<50 Гц, потому что уменьшение напряжения U

При збільшенні f>50 Гц слід було б пропорційно збільшити напругу U>U ном, однак, це не допустимо за умов експлуатації двигуна. Ця обставина позначиться формі механічної характеристики.

Зазначимо, що у разі зміні f зміниться і частота обертання магнітного поля (тобто. положення точки n 1 на механічної характеристиці). Таким чином, положення точки n 1 може бути орієнтиром зображення штучних механічних характеристик.

Якщо навести механічну характеристику механічну характеристику механізму (нехай М с =const, де М с - момент опору), можна оцінити діапазон регулювання швидкості при частотному регулюванні, де А, А", А" - робочі точки, отримані за умови М дв = М с.

Переваги частотного способу регулювання швидкості АТ: плавність регулювання: плавно змінюючи f, отримуємо велика кількістьштучних характеристик, отже, і швидкостей; великий діапазон з регулюванням як вгору, так і вниз від номінальної (двохзонне регулювання).

Недоліки: необхідність встановлення частотного перетворювача, що значно збільшує вартість електроприводу.

ПОЛЮСНЕ РЕГУЛЮВАННЯпередбачає можливість зміни числа пар полюсів P п. Такий спосіб можливий тільки у спеціальних - багатошвидкісних, асинхронних двигунів і досягається за рахунок перемикання окремих секцій, з яких складається котушка (обмотка) статора з послідовного з'єднання на паралельне або навпаки, причому кількість пар полюсів при послідовному з'єднанні більше в 2 рази, ніж при паралельному, тобто P п посл. =2P п парал. , а отже, .

Очевидно, що положення точки n 1 на механічній характеристиці зміниться вдвічі.

Переваги полюсного регулювання: простота реалізації, відсутність спеціальних пристроїв, що перетворюють, в ланцюги живлення двигуна.

Недоліки: ступінь при регулюванні, невеликий діапазон регулювання.

РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ ЗМІНА ВЕЛИЧИНИ ЖИВЧОГО НАПРУГИU

При цьому способі частота обертання магнітного поля залишається постійною, а частота обертання ротора змінюється за рахунок ковзання. Це можна пояснити тим, що зі зменшенням напруги живлення сильно (квадратична залежність) знижується М двигуна, що при колишньому навантаженні призводить до зниження швидкості, а, отже, і ковзання. При побудові штучних механічних характеристик виходимо з того, що точка n 1 відповідна частоті обертання магнітного поля, не зміниться, напруга U можна змінювати тільки в бік зменшення, а, отже, моменти М п і М мах зменшаться, т. к. U 2 .

Нестача: малий діапазон регулювання швидкості (оцінки швидкості під час роботи у точках А, А", А"). Тому даний спосібрегулювання застосовується рідко.