- •1. Основные понятия, термины и определения
- •2. Выбор типа и мощности электродвигателя
- •3. Принцип действия асинхронного двигателя
- •Получение вращающегося магнитного поля
- •Принцип действия
- •Процессы в асинхронной машине Цепь статора
- •Цепь ротора
- •Ток статора
- •Электромагнитный момент асинхронной машины
- •Режимы работы трёхфазной асинхронной машины
- •Режим двигателя
- •Режим генератора
- •Режим электромагнитного тормоза
- •Зависимость электромагнитного момента от скольжения
- •Механическая характеристика асинхронного двигателя
- •Пуск в ход асинхронного двигателя
- •Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •Изменение скольжения
- •Изменение частоты источника питания
- •Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •Синхронные машины
- •Устройство синхронной машины
- •Принцип действия синхронного генератора
- •Пуск синхронного двигателя
- •Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя
- •Асинхронный пуск
- •Мощность и электромагнитный момент
- •Рабочие характеристики синхронного двигателя
- •Достоинства синхронных электродвигателей
- •Недостатки синхронных электродвигателей
- •Элементы механики электропривода
- •Определение времени ускорения и замедления эп
- •Режимы работы эп Нагрев и охлаждение двигателей в эп
- •Номинальные режимы работы электродвигателей
- •Расчет мощности и выбор электродвигателей для эп
- •Расчет мощности двигателей для длительного режима работы
- •Расчет мощности двигателя по методу средних потерь
- •Расчет мощности двигателя по методу эквивалентных величин
Получение вращающегося магнитного поля
Условия получения:
1) наличие не менее двух обмоток;
2) токи в обмотках должны отличаться по фазе
3) оси обмоток должны быть смещены в пространстве.
В трёхфазной машине при одной паре полюсов (р=1) оси обмоток должны быть смещены в пространстве на угол 120°, при двух парах полюсов (р=2) оси обмоток должны быть смещены в пространстве на угол 60° и т.д.
Рассмотрим магнитное поле, которое создаётся с помощью трёхфазной обмотки, имеющей одну пару полюсов (р=1). Оси обмоток фаз смещены в пространстве на угол 120° и создаваемые ими магнитные индукции отдельных фаз (BA, BB, BC) смещены в пространстве тоже на угол 120°.
Магнитные индукции полей, создаваемые каждой фазой, как и напряжения, подведённые к этим фазам, являются синусоидальными и отличаются по фазе на угол 120°.
Принцип действия
На обмотку статора подается напряжение, под действием которого по этим обмоткам протекает ток и создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле воздействует на стержни ротора и по закону магнитной индукции наводит в них ЭДС. В стержнях ротора под действием наводимой ЭДС возникает ток. Токи в стержнях ротора создают собственное магнитное поле стержней, которые вступают во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора. В результате на каждый стержень действует сила, которая складываясь по окружности, создает вращающийся электромагнитный момент ротора.
Приняв начальную фазу индукции в фазе А (φA) равной нулю, можно записать:
Магнитная индукция результирующего магнитного поля определяется векторной суммой этих трёх магнитных индукций.
Найдём результирующую магнитную индукцию с помощью векторных диаграмм, построив их для нескольких моментов времени.
а) При
б) При
в) При
Нарисовать векторные диаграммы
Как следует из диаграмм, магнитная индукция B результирующего магнитного поля машины вращается, оставаясь неизменной по величине. Таким образом, трёхфазная обмотка статора создаёт в машине круговое вращающееся магнитное поле. Направление вращения магнитного поля зависит от порядка чередования фаз. Величина результирующей магнитной индукции.
Частота вращения магнитного поля зависит от частоты сетии числа пар полюсов магнитного поля.
, [об/мин].
При этом частота вращения магнитного поля не зависит от режима работы асинхронной машины и её нагрузки.
При анализе работы асинхронной машины часто используют понятие о скорости вращения магнитного поля ω0, которая определяется соотношением:
, [рад/сек].
Для сравнения частоты вращения магнитного поля и ротораввели коэффициент, который назвали скольжением и обозначили буквой. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.
или
Процессы в асинхронной машине Цепь статора
а) ЭДС статора.
Магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, вращается относительно неподвижного статора с частотой и будет наводить в обмотке статора ЭДС. Действующее значение ЭДС, наводимой этим полем в одной фазе обмотки статора определяется выражением:
где: =0.92÷0.98 – обмоточный коэффициент;
–частота сети;
–число витков одной фазы обмотки статора;
–результирующее магнитное поле в машине.
б) Уравнение электрического равновесия фазы обмотки статора.
Это уравнение составлено по аналогии с катушкой с сердечником, работающей на переменном токе.
==-+()= -+
Здесь и– напряжение сети и напряжение, подведённое к обмотке статора.
–активное сопротивление обмотки статора, связанное с потерями на нагрев обмотки.
–индуктивное сопротивление обмотки статора, связанное с потоком рассеяния.
–полное сопротивление обмотки статора.
–ток в обмотке статора.
При анализе работы асинхронных машин часто принимают. Тогда можно записать:
Из этого выражения следует, что магнитный поток в асинхронной машине не зависит от её режима работы, а при заданной частоте сетизависит только от действующего значения приложенного напряжения. Аналогичное соотношение имеет место и в другой машине переменного тока – в трансформаторе.