- •Трехфазный асинхронный двигатель
- •Конструкция трехфазного асинхронного двигателя
- •Обозначения выводов фаз обмотки
- •Вращающееся магнитное поле
- •Вращающий момент
- •Механическая характеристика
- •Пуск и реверсирование двигателей
- •Регулирование частоты вращения ротора
- •Кпд и потери мощности асинхронного двигателя c короткозамкнутым ротором
- •Рабочие характеристики двигателя
Пуск и реверсирование двигателей
Пуск асинхронных двигателей небольшой мощности осуществляется простым включением в сеть.
Для изменения направления вращения ротора (реверсирования) необходимо изменить направление вращения магнитного поля, для этого меняют порядок чередования фаз статора. В производственных условиях это достигается при помощи двух магнитных пускателей при их раздельном включении. Для проверки реверсирования в лабораторных условиях достаточно поменять местами два любые линейные провода от сети, которые подключаются к клеммам U1, V1, W1 (С1, С2, С3) клеммной коробки двигателя.
Регулирование частоты вращения ротора
Частота вращения ротора определяется выражением:
или
Возможны три метода регулирования частоты вращения:
1. Изменением частоты питающего напряжения f при помощи тиристорных преобразователей частоты ТПЧ:
При уменьшении частоты f1 < fн снижается ω0, а магнитный поток Ф увеличивается. Это приводит к глубокому насыщению магнитной цепи и увеличению намагничивающего тока Im, что вызывает снижение энергетических показателей двигателя (cosφ и η). Для того, чтобы поток Ф оставался постоянным, необходимо при изменении частоты f1 в той же кратности изменять напряжение, то есть U1/f1=const.
На рис. 6.9 приведены механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании при U1/f1 = const, и где f1>f2>f3.
2. Изменением числа пар полюсов р.
Регулирование частоты вращения производится ступенчато и при постоянной мощности Р. Поэтому в производственных условиях этот способ находит ограниченное применение, в основном - в электроприводах металлорежущих станков, на судах и др.
3. Регулирование частоты вращения двигателя при изменении величины питающего напряжения. Этот способ связан со значительным уменьшением критического момента
МКРи = МКРе(U1/U1н)2,
при сохранении постоянным критического скольжения.
При уменьшении напряжения можно построить семейство механических характеристик (рис 6.10) с различным значением максимального момента, но с постоянным значением критического скольжения sКР.
Кпд и потери мощности асинхронного двигателя c короткозамкнутым ротором
Асинхронный двигатель при работе потребляет из сети активную мощность P1 = 3U1фI1фcos1=√3U1ЛI1Лcos1,
где U1ф– действующее значение фазного напряжения сети;
I1ф– ток обмотки статора;
cos1– коэффициент мощности;
U1Л– действующее значение линейного напряжения;
I1Л – линейный ток.
Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении обмотки статора (потери в меди статора) ΔPм1= 3r1.
Часть мощности расходуется на потери в стали сердечника ротора ΔРс.
Оставшаяся часть мощности передается через воздушный зазор на ротор и называется электромагнитной мощностью ΔPэм= P1– ΔРм1– ΔРс,
Эта мощность за вычетом потерь в активном сопротивлении обмотки ротора преобразуется в механическую мощность на валу двигателя .
Часть механической мощности теряется внутри двигателя в виде механических потерь ΔРмех. Это потери на трение в подшипниках, вентиляцию. Здесь же необходимо учесть и другие потери, которые называются добавочными – ΔРдоб.
Полезная мощность на валу равна или
P = Pмех–ΔРмех– ΔРдоб.
В номинальном режиме:
активная мощность, потребляемая из сети
;
мощность на валу двигателя , где
или ;
номинальный коэффициент полезного действия .
Номинальный КПД асинхронных двигателей имеет величину 0,7-0,95. Малые значения КПД относятся к двигателям малой мощности, большие - к двигателям большой мощности. Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, близкой к номинальной.