59. Торможение асинхронного двигателя методом противовключения.

Торможение противовключением

Торможение противовключением применяется для быстрой остановки двигателя. Оно может быть осуществлено несколькими способами. В первом способе, в работающем двигателе, меняют две фазы местами, с помощью выключения контактора K1 и включения K2. При этом направление вращения магнитного поля статора меняется на противоположное. Возникает большой тормозной момент, и двигатель быстро останавливается. Но для того чтобы ограничить большие токи в момент увеличения тормозного момента, необходимо вводить в обмотку статора или ротора дополнительное сопротивление.

Во втором способе двигатель используют как тормоз для груза. То есть, если груз спускается вниз, то двигатель должен работать, наоборот, на подъем. Для этого в цепь ротора двигателя вводится большое добавочное сопротивление. Но его пусковой момент оказывается меньше чем момент нагрузки, и двигатель работает при некоторой небольшой скорости, тем самым обеспечивая плавный спуск.

По сути, торможение противовключением осуществляется по схеме реверса двигателя.

60.Магнитное поле и мдс катушек и катушечных групп обмоток статора

Магнитное поле, ось которого вращается в пространстве с постоянной угловой частотой, называется вращающимся магнитным полем. Если при этом величина индукции в любой точке оси магнитного поля остается постоянной, то такое поле называется круговым вращающимся магнитным полем. Это связано с тем, что его можно изобразить вращающимся в пространстве вектором постоянной длины, конец которого при вращении описывает окружность.

Формирование кругового вращающегося магнитного поля является необходимым условием работы асинхронных и синхронных машин. Для этого в пазы пакета статора (рис. 1) укладывают три одинаковые обмотки (катушки), состоящие из двух частей, располагающихся диаметрально противоположно в пакете статора. Причем оси трех обмоток статора смещены по отношению друг к другу на 120° .

МДС обмотки электрической машины необходимо знать для построения пространственного распределения и расчета магнит­ного поля. Пользоваться кривой МДС бывает удобнее, чем опре­делять картину поля, так как последняя зависит от магнитной проводимости воздушного зазора, которую зачастую трудно най­ти из-за сложной конфигурации поверхностей, ограничивающих его. Кроме того, проводимость воздушного зазора изменяется при вращении ротора, а при насыщении магнитопровода на простран­ственное распределение поля [см. графики В(х)] влияет магнитная проводимость стальных участков магнитной цепи.

МДС катушки. По катушке (см. рис. 8.1, а) протекает синусои­дальный ток i=I_msinωt. Ее МДС равномерно распределена в про­странстве в пределах полюсного деления и пульсирует во времени. Для любой силовой линии магнитного поля (трубки проводимо­сти) можно записать закон полного тока:

Если замкнутую силовую линию поля разделить по длине l на п участков, в пределах каждого из которых напряженность Н_n маг­нитного поля будет одинаковой, т.е. не будет зависеть от длины участка l_n, то интеграл можно заменить суммой:

Произведение Н_n1_n = F_n называется падением магнитного по­тенциала на n-ом участке, или его магнитным напряжением.

В магнитной цепи электрической машины есть два типа участ­ков с существенно разными магнитными проницаемостями: воздушные и стальные. Магнитная проницаемость электротехниче­ской стали на несколько порядков выше, чем магнитная прони­цаемость воздуха μ₀.

Обозначим магнитные напряжения воздушных и стальных уча­стков магнитной цепи машины соответственно F_δ и F_СТ. Тогда, со­гласно закону полного тока, их сумма будет равна МДС катушки F_к:

.

Силовая линия магнитного поля включает в себя два расчет­ных воздушных зазора [см. (7.1)], поэтому

,

где H_δ — напряженность магнитного поля в воздушном зазоре. Известно, что B_δ = μ₀ H_δ , а постоянная μ₀ = 4π · 10⁷ Гн/м.

Отсюда

Индукция магнитного поля в любой точке воздушного зазора связана с МДС катушки в этой точке следующим соотношением:

Так как часто F_δ>> F_ст, падением магнитного потенциала на стальных участках магнитной цепи электрической машины мож­но пренебречь, тогда

Расчет магнитной цепи и МДС электрической машины обычно проводят для максимального значения F_к, т. е. когда i = I_т и ордината прямоугольника на рис. 8.1, а равна F_к /2 = Iтw_к /2. Ряд Фурье такой функции F(х) содержит пространственные гармоники только нечетных порядков, т.е. v= 1, 3, 5, 7, .... Амплитуда 1-й гармоники МДС катушки в этом случае

(9.28)

Из разложения прямоугольной функции в ряд Фурье известно, что амплитуда любой высшей гармоники (9.29)

Амплитуда 1-й гармоники МДС катушечной группы. Основные гармоники МДС катушек в катушечной группе сдвинуты в пространстве на зубцовое деление (см. рис. 8.3, б). Сумма синусоид q катушек, смещенных по оси х, также будет пространственной синусоидой, но ее амплитуда F_qm будет меньше арифметической суммы амплитуд МДС q катушек, т.е. F_qm < qF_1m. Очевидно, что отношение этих амплитуд равно коэффициенту распределения 1-й гармоники [см. (9.13)]: геометрическая сумма МДС катушек

^{арифметическая сумма МДС катушек}

Таким образом, с учетом (9.28), для катушечной группы мож­но записать

Выразив амплитуду тока через его действующее значение I_т = I, получим

(9.30)

Формула (9.30) справедлива для обмотки с диаметральным шагом (у = τ) и без скоса пазов. При укороченном шаге (у < τ) и наличии скоса амплитуда 1-й гармоники МДС катушечной группы

(9.31)

Амплитуда 1-й гармоники МДС фазы. Каждая фаза обмотки имеет в пределах полюсного деления т одну катушечную группу. Следовательно, МДС фазы обмотки равна МДС катушечной группы. Введем в формулу (9.31) число витков фазы.

Из (8.1) получим выражение , подставив которое в (9.31), получим формулу для амплитуды 1-й гармоники МДС фазы

(9.32)

Формула (9.32) справедлива как для однослойных, так и для двухслойных обмоток