Содержание
- 2. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Принцип действия асинхронного двигателя. Направление силы Ампера определяется правилом левой руки. Для си- туации,
- 3. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Принцип действия асинхронного двигателя. При изменении скорости вращения ротора от n = 0 до
- 4. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Вращающееся магнитное поле. Рассмотрим схему подключения обмоток асинхронного двигателя к сети трёхфазного тока. Статор
- 5. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Вращающееся магнитное поле. Направление вектора индукции магнитного поля совпадает с осью катушки. В момент
- 6. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Вращающееся магнитное поле. На рисунках показаны результирующие магнитные поля системы обмоток асинхронного двигателя в
- 7. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Вращающееся магнитное поле. Из проведённого анализа следует: 1. Результирующее двухполюсное магнитное поле совершает один
- 8. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Многополюсное магнитное поле. Для получения магнитного поля с меньшей скоростью вращения необ- ходимо увеличить
- 9. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Устройство асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижно- го статора и
- 10. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Устройство асинхронного двигателя. Обмотка короткозамкнутого ротора выпол-няется в виде «беличьего колеса»: в пазы ротора
- 11. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Схемы соединения обмоток двигателя. Катушки многополюсной системы, относящиеся к одной и той же фазе,
- 12. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Режим холостого хода. Если обмотка ротора разомкнута, то при включении обмотки статора в сеть
- 13. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Электродвижущая сила вращающегося ротора. Частота, индуцированная в обмотке ротора, вращающегося со скоростью n равна:
- 14. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Зависимость тока в обмотке ротора от величины скольжения показана на рисунке. Наибольший ток в
- 16. Скачать презентацию
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Принцип действия асинхронного двигателя.
Направление силы Ампера определяется правилом левой руки.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Принцип действия асинхронного двигателя.
Направление силы Ампера определяется правилом левой руки.
туации, показанной на рисунке, вектор индукции направлен от северного
полюса к южному. Применяя правило левой руки, убеждаемся, что на вер-
хний проводник действует сила, направленная вправо, на нижний – сила,
направленная влево. Таким образом, обе силы создают вращающий мо-
мент направленный по часовой стрелке. Под действием этого момента ро-
тор начинает вращаться в направлении перемещения магнитного поля. По
мере возрастания скорости ротора уменьшается относительная скорость
между стержнями ротора и магнитным полем и, следовательно, уменьша-
ется э.д.с. в стержнях ротора и протекающий в них ток. В связи с этим
уменьшаются силы Ампера и вращающий момент. При некоторой скорости
момент сил Ампера сравнивается с моментом сопротивления и скорость
вращения ротора устанавливается постоянной, но меньшей скорости вра-
щения магнитного поля (n < n0). Степень отставания скорости вращения
ротора от скорости вращения поля характеризуется величиной, называе-
мой скольжением. n = n0(1 – s)
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Принцип действия асинхронного двигателя.
При изменении скорости вращения ротора от
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Принцип действия асинхронного двигателя.
При изменении скорости вращения ротора от
изменяется в пределах от s = 1 до s = 0.
Таким образом, для работы асинхронного двигателя необходимо создать
вращающееся магнитное поле. В асинхронном двигателе вращающееся ма-
гнитное поле образуется электрическим путём: неподвижными обмотками,
питаемыми трёхфазным током.
Особенностью асинхронных двигателей является то, что скорость вра-
щения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля. Отсюда
и термин «асинхронный двигатель», который означает несинхронность
скоростей вращения ротора и магнитного поля.
Если бы ротор вращался с синхронной частотой, скорость его вращения
относительно магнитного поля была бы равна нулю и э.д.с. в проводниках
ротора не возникала бы. Следовательно, отсутствие синхронизма – это ос-
новная причина работы двигателя.
Недостатком асинхронного двигателя является зависимость скорости его
вращения от нагрузки на валу двигателя.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
Рассмотрим схему подключения обмоток асинхронного двигателя к сети
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
Рассмотрим схему подключения обмоток асинхронного двигателя к сети
трёхфазного тока.
Статор асинхронного двигателя устроен точно так же, как и статор трёхфазного генератора пе-ременного тока. В пазах статора размещены 3 обмотки, оси которых образуют между собой уг-лы равные 1200. Концы обмоток соединены меж-ду собой, а начала обмоток подключены к 3-м фазным проводам. В обмотках катушек протека-ют синусоидальные токи IA, IB, IC, взаимно сдви-нутые по фазе на треть периода. Каждая из ка-тушек создаёт пульсирующий магнитный поток,
ось которого совпадает с осью катушки.
Определим результирующее магнитное поле 3-х катушек в различные моменты времени. Выберем моменты времени t1, t2, t3, соответствующие максимальным значениям токов соответственно в фазах А, В и С. За поло-жительное направление токов примем направление от начала катушек к их концам.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
Направление вектора индукции магнитного поля совпадает с осью
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
Направление вектора индукции магнитного поля совпадает с осью
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
На рисунках показаны результирующие магнитные поля системы обмоток
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
На рисунках показаны результирующие магнитные поля системы обмоток
Вся цилиндрическая поверхность статора делится поровну между двумя полюсами, которые непрерывно перемещаются в пространстве вдоль ци-линдрической поверхности.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
Из проведённого анализа следует:
1. Результирующее двухполюсное магнитное поле
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Вращающееся магнитное поле.
Из проведённого анализа следует:
1. Результирующее двухполюсное магнитное поле
рот в течение одного периода; скорость вращения n0 = 60f1 = 60∙50 =
3000 об/мин.
2. Направление вращения магнитного поля совпадает с порядком сле-
дования фаз питающей сети А → В → С.
3. Ось вращающегося поля совпадает с осью той катушки, у которой ток
в данный момент времени имеет максимальное значение.
4. Направление вращения магнитного поля можно изменить на противо-
положное, если поменять порядок следования фаз обмотки, т.е. поменять
местами концы любых двух проводов, которыми обмотки подключены к ис-
точнику трёхфазного тока.
Рассмотренное магнитное поле эквивалентно полю двухполюсного элек-
тромагнита с постоянной намагничивающей силой, вращаемого с неизмен-
ной скоростью n0 = 3000 об/мин. Трёхфазная машина, обмотки которой соз-
дают такое поле, называется двухполюсной.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Многополюсное магнитное поле.
Для получения магнитного поля с меньшей скоростью вращения
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Многополюсное магнитное поле.
Для получения магнитного поля с меньшей скоростью вращения
ходимо увеличить число катушек с 3-х до 6, 9, 12 и т. д.
На рисунке показана система, состоящая из 6-ти катушек, в которой I катушка соединена после-довательно с IV, катушка II с катушкой V, а ка-тушка III с катушкой VI. В такой системе получа-ется вращающееся магнитное поле с удвоенным числом полюсов (2p = 4). Скорость вращения че-тырёхполюсного поля вдвое меньше чем у двух-полюсного.
При использовании 9-ти катушек вращающее-ся поле будет иметь 6 полюсов, а скорость его вращения будет в 3 раза меньше.
При промышленной частоте 50 Гц скорость вращения поля:
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Устройство асинхронного двигателя.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижно-
го
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Устройство асинхронного двигателя.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижно-
го
Статор состоит из чугунного или стального корпуса, внутри которого помещён цилиндр, собранный из штампованных листов элект-ротехнической стали. На внутренней стороне цилиндра имеются пазы, в которых размеще-на обмотка, питаемая от сети трёхфазного тока и создающая вращающееся магнитное поле.
Ротор представляет собой цилиндр, соб-ранный из листов электротехнической стали.
На поверхности ротора имеются пазы, в ко-
торых помещается обмотка ротора. Эта обмотка не имеет электрической связи с питающей сетью, Ток, протекающий в обмотке ротора, является индукционным. В зависимости от типа двигатели разделяются на двигате-ли с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Устройство асинхронного двигателя.
Обмотка короткозамкнутого ротора выпол-няется в виде «беличьего колеса»:
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Устройство асинхронного двигателя.
Обмотка короткозамкнутого ротора выпол-няется в виде «беличьего колеса»:
Фазный ротор имеет трёхфазную обмо-тку, аналогичную обмотке статора. Катуш-ки трёх фаз соединяются в звезду. Три свободных конца обмотки ротора присое-диняются к трём контактным кольцам 1, размещённым на валу ротора. Кольца изо-лированы друг от друга и от вала. К кон-тактным кольцам пружинами прижимают-ся щётки 2, при помощи которых в цепь обмотки ротора включается трёхфазный реостат. Изменением сопротивления реос-тата регулируется мощность двигателя.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Схемы соединения обмоток двигателя.
Катушки многополюсной системы, относящиеся к одной и
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Схемы соединения обмоток двигателя.
Катушки многополюсной системы, относящиеся к одной и
обычно соединяются последовательно. Поэтому независимо от числа по-
люсов обмотка статора асинхронного двигателя имеет шесть выводов.
Три фазы обмотки статора включаются в сеть звездой или треугольни-
ком. На щитке двигателя обычно указывается два напряжения, например
127/220 В или 220/380. В таблице представлены схемы включения двига-
телей в зависимости от напряжения питающей сети.
При соединении звездой концы статорных обмоток присоединяют обыч-но с клеммой, соединённой с корпусом двигателя.
Обмотки фазного ротора выполняются аналогично обмоткам статора. Число полюсов обмотки должно соответствовать числу полюсов статора.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Режим холостого хода.
Если обмотка ротора разомкнута, то при включении обмотки
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Режим холостого хода.
Если обмотка ротора разомкнута, то при включении обмотки
сеть ротор остаётся неподвижным, так как в разомкнутой обмотке ток не
протекает. Частота индуцированной э.д.с. в неподвижной обмотке:
где p – число пар полюсов, f1 – частота питающей сети.
Т.е. в неподвижной обмотке индуцируется э.д.с. той же частоты, что и в
питающей сети.
Действующее значение э.д.с. в обмотке ротора:
При замкнутой обмотке ротора ток в ней будет равен нулю при n = n0.
При холостом ходе в обмотке статора протекает ток I0, величина которого
достигает (20 – 40)% от номинального тока статора. Повышенное значе-
ние тока холостого хода обусловлено наличием воздушного зазора между
статором и ротором, что увеличивает сопротивление магнитной цепи.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Электродвижущая сила вращающегося ротора.
Частота, индуцированная в обмотке ротора, вращающегося
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Электродвижущая сила вращающегося ротора.
Частота, индуцированная в обмотке ротора, вращающегося
n равна:
Частота f2< f1, поскольку s < 1. При значениях скольжения s = 0,02 - 0,08,
с какими обычно работают асинхронные двигатели, частота тока в обмот-
ке ротора составляет всего 1 – 4 Гц, в то время как частота питающей се-
ти f1 = 50 Гц.
Величина э.д.с., индуцированная в обмотке вращающегося ротора:
Э.д.с. вращающегося ротора E2s значительно меньше э.д.с E2, индуцируе-
мой в неподвижном роторе. Так, при s = 0,02 – 0,08 э.д.с. Е2s составляет
всего (2 – 8)% от э.д.с. Е2. Ток в цепи вращающегося ротора зависит от
величины скольжения:
Здесь r2 – активное сопротивление, x2 – индуктивное сопротивление обмотки ротора.
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Зависимость тока в обмотке ротора от величины скольжения показана на
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Зависимость тока в обмотке ротора от величины скольжения показана на
Наибольший ток в роторной цепи возникает при скольжении s = 1, т.е. в момент пуска двигателя когда ротор неподвижен. С увеличением скорости вращения ротора и, следовательно, с уменьшени-ем скольжения s ток в роторе убывает. При иде-альном холостом ходе (s = 0) ток в цепи ротора падает до нуля. В реальном режиме холостого хода скорость вращения ротора не достигает зна-чения n0 из-за наличия трения вала ротора в под-
шипниках и сопротивления воздуха.
При холостом ходе ротора магнитное поле двигателя создаётся только намагничивающей силой обмотки статора:
В нагрузочном режиме:
Здесь I0m – амплитуда тока в обмотке статора в режиме холостого хода.
I1m, I2m – амплитуды тока в обмотках статора и ротора при нагрузке.