Летающий спутник

Летающий спутник

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Электроника и электротехника Работа электрических машин и аппаратов Асинхронный двигатель Элементы зонной теории твердого тела Проводниковые материалы Полупроводниковые материалы

Асинхронный двигатель.

Асинхронный двигатель предложен в 1889 г. Русским электротехником М.О.Доливо-Добровольским. Предложенная конструкция была настолько проста, что в основном сохранилась до настоящего времени. Из большого количества двигателей, эксплуатирующихся в промышленности и сельском хозяйстве, 90-95% приходится на асинхронные двигатели.

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

Двигатель состоит из двух частей: неподвижный статор 1, и вращающийся ротор 3. Внутренняя часть статора собрана из листовой стали, для уменьшения вихревых токов. В пазах статора размещена трехфазная обмотка. На рис. 4.1 в каждой фазе показано по одному витку. Плоскости каждой фазы смещены друг от друга на 120о. В такой обмотке, подключенной к трехфазной сети, создается вращающееся магнитное поле, частота вращения которого n1 можно определить:

 (4.1)

где f – частота сети; р – число пар полюсов.

Зонная структура полупроводнков Лабораторные работы по электронике

При промышленной частоте f=50 Гц частота вращения магнитного поля может принимать следующие значения:

р

1

2

3

4

5

3000

1500

1000

750

600

и т. д.

Ротор представляет собой цилиндр, набранный из листовой стали, в пазах которого располагается обмотка, которая выполняется чаще всего из алюминиевых стержней, соединенных между собой накоротко. Такая обмотка называется «беличье колесо», а ротор короткозамкнутым. Если обмотка выполнена также как и обмотка статора из изолированной проволоки, то они соединяются звездой, а ее свободные концы выводятся на контактные кольца, размещенные на валу ротора. На контактные кольца накладываются щетки, которые позволяют соединить вращающийся ротор с внешней цепью. Такая обмотка называется фазной и ротор также называется фазным.

Вращающееся поле индуцирует в обмотке статора и ротора ЭДС е1 и е2. Т. к. обмотка ротора замкнута, то в ней под действием ЭДС е2 возникает ток, при взаимодействии которого с магнитным полем, создается электромагнитный вращающий момент, который заставляет ротор вращаться с частотой n2, причем n2 < n1. Ясно, что величина ЭДС е2 зависит от скорости n1 - n2, с которой поле пересекает витки вращающегося ротора. Чем больше n1 - n2, тем больше ЭДС е2. Если n1 = n2, то Е2 = 0 и ротор вращаться не будет.

Величина:

 (4.2)

называется скольжением и заносится в паспорт двигателя. У работающего двигателя скольжение должно быть таким, чтобы вращающий момент двигателя Mвр уравновешивал тормозящий момент Mтор нагрузки, т. е. должно выполняться равенство:

Mвр = Mтор (4.3)

Если это равенство не выполняется – двигатель остановится.

При пуске двигателя, в момент когда ротор еще неподвижен, асинхронный двигатель подобен трансформатору и его электрическое состояние можно описать уравнениями для трансформатора:

 (4.4)

 (4.5)

 (4.6)

В отличие от уравнений трансформаторной ЭДС выражения 4.5 и 4.6 содержат сомножители  и   - обмоточные коэффициенты, учитывающие сдвиг по фазе между ЭДС в каждом витке обмоток статора и ротора. Величина этих коэффициентов 0,96-0,98. При пуске двигателя магнитное поле статора пересекает витки ротора с частотой n1, поэтому частота тока в неподвижном роторе будет такой же, как и в статоре, т. е.

f1 = f2 и  

У работающего двигателя магнитный поток пересекает витки ротора с частотой n = n1 – n2. Поэтому частота тока во вращающемся роторе будет:

, (4.7)

 т. е. она будет много меньше частоты сети. Аналогичные выражения могут быть получены для ЭДС ротора и его индуктивного сопротивления:

,

Учитывая 4.7, получим:

 (4.8)

При пуске ЭДС ротора будет больше, чем при работе: , поэтому при пуске ток двигателя превышает номинальный примерно в 7 раз.

Сопротивление ротора при работе двигателя также будет уменьшаться, за счет уменьшения его индуктивной составляющей:

X2s = X2 ·s

Ток в роторе можно определить по закону Ома:

 (4.9)

4.2. Электрический баланс асинхронного двигателя.

К фазе статора двигателя из сети подводится мощность:

Часть этой мощности расходуется на нагрев обмоток статора и перемагничивание сердечника статора, а большая часть вращающимся полем передается в ротор, образуя электромагнитную мощность:

 (4.10)

где  – электромагнитная мощность;

   – электрические потери на нагрев обмоток статора;

 - потери на перемагничивание сердечника статора.

Часть электромагнитной мощности тратится на нагрев обмоток ротора, а большая ее часть переходит в механическую мощность:

 (4.11)

где  - механическая мощность;

 – электрические потери на нагрев обмоток ротора.

Магнитные потери в роторе не существенны, т. к. они пропорциональны квадрату частоты тока, а она в роторе очень мала. Механическая мощность, за вычетом механических потерь в подшипниках и вентиляторе, смонтированных на валу ротора, отдается нагрузке:

 (4.12)

где  – мощность на вале двигателя;

 – механические потери.

В паспорте двигателя в качестве номинальной мощности указывается мощность на валу , а не потребляемая мощность . Отношение мощности на валу к потребляемой мощности называется коэффициентом полезного действия двигателя:

 (4.13)

КПД двигателя заносится в паспорт.

Из механики известно, что:

 (4.14)

где  – угловая частота вращения ротора.

Подставляя 4.14 и 4.15 в 4.11, получим:

 (4.16)

Решая 4.16 относительно Мвр, получим:

, (4.16)

Т. к. , а , то , тогда

 (4.17)

Механическая характеристика асинхронного двигателя

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя. Реверсирование асинхронного двигателя Все возможности регулирования вытекают из уравнения: Регулирование путем изменения частоты питающего напряжения может применяться, если имеется специальное оборудование для ее изменения. Изменение числа пар полюсов возможно, только для двигателей специального исполнения, а регулирование будет ступенчатым.


Электричество и электромагнетизм