АД_теория (1064146)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ1.1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомВнешний вид асинхронного двигателя показан на рис. 1 а, а его поперечный разрез в упрощенном виде на рис. 1 б. Как и любая электрическая машина, он состоит из двух основных частей – статораи ротора. Статор неподвижен, ротор вращается. Воздушный зазор между ними составляет обычно 0,1...0,5 мм.Статор состоит из массивного стального или чугунного корпуса 1, внутри которого расположенсердечник (магнитопровод) 2 в виде полого цилиндра с равномерно расположенными на внутреннейповерхности пазами в осевом направлении. Для снижения потерь энергии от вихревых токов, возникающих в сердечнике при работе машины, его выполняют в виде пакета, набранного из тонких листовэлектротехнической стали толщиной (0,35 – 0,5) мм.

Листы с обеих сторон покрыты изоляционнойпленкой (окалиной или лаком).В пазах сердечника статора размещают трехфазную обмотку 3, выполненную из изолированногомедного (реже алюминиевого) провода.Концы обмотки статора присоединены к зажимам, расположенным в коробке выводов 7, укрепленной на корпусе двигателя. Обычно выводят все шесть концов трехфазной обмотки, так как это позволяет использовать двигатель при разных напряжениях сети, отличающихся в 3 раз (например, 380и 220 В).

Более высокому напряжению сети в этом случае соответствует соединение обмоток звездой,более низкому – треугольником. К корпусу статора 1 крепятся два литых подшипниковых щита 4 сосквозными центральными отверстиями для подшипников 5, в которых вращается вал ротора 6.Рис. 1. Устройство асинхронного двигателя: 1 – корпус; 2 – сердечник статора; 3 – обмотка статора; 4 – подшипниковый щит; 5 – подшипник; 6 – вал; 7 – коробка выводов; 8 – сердечник ротора; 9 – обмотка ротора; 10 – замыкающие кольца; 11 – вентиляционные лопатки.Ротор состоит из сердечника 8, обмотки 9 и вала 6. Сердечник ротора 8 представляет собойспрессованный из отдельных тонких листов электротехнической стали пакет, имеющий форму цилиндра с продольными пазами 9 по наружной поверхности и центральным отверстием для вала.2У двигателей с короткозамкнутым ротором обмотка представляет собой расположенные в пазахнеизолированные медные или алюминиевые стержни 9, торцы которых с обеих сторон соединены короткозамыкающими кольцами 10, выполненными обычно из того же материала, что и стержни.

Отдельно такая обмотка по внешнему виду напоминает беличью клетку (рис. 1 б).При включении в трехфазную сеть, синусоидально распределенная в пространстве магнитодвижущая сила (МДС) каждой фазы статора, неподвижна в пространстве и пульсирует во времени с частотой протекающего тока. Ее амплитуда ориентирована по оси соответствующей фазы. Однако питаниепространственно распределенных трехфазных обмоток трехфазной системой токов приводит к вращению результирующей синусоидально распределенной МДС относительно создающей его статорной обмотки в направлении, определяемом чередованием фаз. Эта МДС возбуждает магнитное поле Ф, вращающееся в пространстве с угловой скоростью 0 (см.

рис. 1 б), которая зависит от частоты напряжениясети f1 и числа пар полюсов p2f1(1)0 .pЧисло пар полюсов р является конструктивным параметром двигателя и определяется способомвыполнения обмотки. Вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой в ней возникает ток. В результате взаимодействия тока ротора свращающимся полем, на ротор действует электромагнитный момент, направление которого совпадает снаправлением вращения магнитного поля.При работе двигателя скорость вращения ротора  меньше, но обычно достаточно близка к скорости вращения поля 0 .

При  = 0 вращающееся магнитное поле не пересекает проводники обмоткиротора. Вследствие этого в ней не наводится ЭДС, не возникнет ток и не создается электромагнитныймомент. Однако реально даже при работе двигателя вхолостую (при отсутствии нагрузки на валу) значение  будет меньше 0 вследствие некоторого тормозного момента, создаваемого в двигателе трением.Для асинхронных машин вводится понятие скольжения (2)s 0.0Зная значения s и 0 , можно определить частоту вращения ротора:  0 (1  s) .(3)Из (3) видно, что при увеличении значения  от 0 до 0 скольжение s уменьшается от 1 до 0.Номинальные значения скольжения sн и скорости вращения ротора н зависят от мощности двигателей, и в среднем составляют около sн  0,08 и н  0,920 .Изменить направление вращения ротора можно путем изменения направления вращения магнитного поля Ф.

Дня этого необходимо поменять чередование подключения любых двух фаз статора к источнику питания, т. е. поменять местами любые два провода, которыми двигатель соединен с источникомнапряжения.1.2. Технические данные асинхронных двигателейВ справочной литературе для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором обычно указаны следующие технические данные: номинальные напряжение U 1н , мощность P2 н , частота вращенияnн , ток обмотки статора I1н , КПД  н и коэффициент мощности cos н , перегрузочная способностьM к / M н   , кратность пускового момента M п / M н , кратность пускового тока I1п / I1н .

При работе вноминальном режиме двигатель, как правило, имеет наилучшие удельные показатели (мощность на единицу массы или объема) и обеспечивает наиболее эффективное преобразование энергии.Номинальная мощность P2 н – это мощность двигателя, которую он развивает на валу при номинальной частоте вращения nн и номинальном моменте M н . Под номинальным током I1н понимаютлинейный ток при работе двигателя с напряжением U 1н и мощностью P2 н . Если указаны два значенияноминального напряжения (например, 380/220 В), обычно заданы и два значения номинального тока (например, 5,1/8,7 А).

Значение номинального фазного тока при различных напряжениях и соответствующихспособах соединения обмотки статора остается неизменным. Номинальные значения момента и тока яв-3ляются для асинхронного двигателя максимальными длительно допустимыми значениями, посколькупри этом двигатель нагревается до максимально допустимой температуры.При экспериментальных исследованиях измерения и количественные сопоставления удобнеепроводить, оперируя частотой вращения n в об/мин вместо угловой скорости  в сек-1. Эти величинысвязаны соотношениемπnω.(4)30С учетом (1) и (4) частота вращения магнитного поля в об/мин60  f1n0 .(5)pИз соотношения (5) следует, что при подключении двигателя к трехфазному источнику напряжения со стандартным значением частоты f1  50 Гц , частота вращения магнитного поля двигателя n0имеет значения, представленные в табл.

1.Таблица 1p123456n0 , об/мин311765000500000500000Зная nн по таблице 1 можно определить n0 как ближайшее большее значение к nн и число парполюсов двигателя p.Значения nн ,  н и cos  н соответствуют работе двигателя с напряжением U 1н и мощностью P2н .Для номинального режимаM n(6)P2н  M н  н  н н .9,55Потребляемая двигателем из сети мощность P1н , выходная мощность P2н , а также величиныcos  н , U1н , I1н связаны соотношениямиP1н  3 U1н  I1н  cos  н ;(7)P н  2н .(8)P1нСоотношения (6) – (8) справедливы также и для любого режима работы двигателя, отличного отноминального режима.Значения M к / M н , M п / M н , I1п / I1н , указываемые в справочной литературе, определяют при номинальном напряжении U 1н двигателя.

Под пусковым током I1п понимают значение линейного тока приn  0.1.3. Энергетические показатели асинхронных двигателейАсинхронный двигатель потребляет из сети активную и реактивную мощность. Реактивная мощность расходуется на создание электромагнитного поля, а активная мощность за вычетом потерь преобразуется в механическую мощность и передается приводимому в движение механизму.Обмотка статора при подключении к сети потребляет из неѐ активную мощность P1 .

Часть этоймощности расходуется на нагрев обмотки статора при протекании по ней тока, а другая еѐ часть Pм1теряется из-за магнитных потерь в магнитопроводе статора. Оставшаяся часть P12 , называемая электромагнитной мощностью, передается через воздушный зазор в ротор. Электромагнитная мощность P12частично расходуется на потери в роторе и за вычетом механических потерь Pмех передается механизму. Основную долю потерь в роторе составляют потери в обмотке ротора Pэ2 . Из-за низкой частотыперемагничивания в обычных режимах работы магнитные потери в магнитопроводе ротора Pм2 значительно меньше остальных составляющих потерь мощности.Важнейшими энергетическими показателями асинхронных двигателей являются их КПД  и коэффициент мощности cos .

Чем больше значения  и cos , тем экономичнее двигатель, так как он по-4требляет из сети меньшие активную P1 и полную S1 мощности, а также меньший ток I1 при данноймощности на валу двигателя P2 .В общем виде зависимости  ( P2 ) и cos ( P2 ) могут быть определены как:PP2 ( P2 )  2 ;(9)P1 P2  Pм  Pэ  PмехP2  Pм  Pэ  PмехPP1(10)cos ( P2 )  1 .2222S1P Q( P  P  P  P )  Q112мэмех1Здесь Pм  Pм1  Pм2 – суммарные потери мощности в магнитопроводах статора и ротора имеханические потери Pмех (мало зависят от нагрузки); Pэ  Pэ1  Pэ2 – потери активной мощности вобмотках статора и ротора, зависящие от нагрузки на валу; Q1 – реактивная мощность (мало зависит отнагрузки).Из выражений (9) и (10) видно, что  ( P2 ) и cos ( P2 ) представляют собой достаточно сложныезависимости, поскольку при изменении мощности P2 весьма существенно изменяются потери Pэ . Примерный вид зависимостей  ( P2 ) и cos ( P2 ) показан на рис.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы