Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 40
Текст из файла (страница 40)
ПРиапап УстРОйстВа Ясли соединить концы обмотрехфааной обмотан, ток Х, У, Л вместе, а зажимы А, В, С. подключить к трехфазной сети, то получится трехфазиая обмотка, обтекаемая тремя токами, временнйя диаграмма которых, представлена на рис. 10-2. Условимся считать положительньгмн 248 токи, направленные в активных сторонах обмоток А, В, С (рис.
10-1) из-за плоскости чертежа к зрителю. Тогда для любого момента времени 1 (рнс. 10-2) можно на рис. !0-1 найти в активных сторонах обмотки величину и направление токов, а по правилу буравчика — направление м. д. с; обмоток. Суммарная м. д. с. Р трех обмоток находится, как результирующая трех переменных и, д. с. Для момента времени а (рис. 10-2) ток в обмотке ВУ максимален 1» — — /и„, и, 'следовательно, м.
д. с. Рн = =- Ра„ вЂ”вЂ” /и„синг. Направление ее, определенное по правилу буравчика, совпадает с осью Ьу обмотки ВУ (рис. 10-1). Рнс. 10-2. Кривые токов трехфаа. но» системы. Рис. 10-3. Сложение м. 'д. с. для момента времени и — рис, 10-2. Магнитодвижущая сила обмотки АХ вЂ” 'Рл направлена по оси своей обмотки'ах, но равна 0,5 Рн„, так как /л — — 0,5 /и„. Точно так же Рс = 0,5 Рз„и направлена,по оси сх. Таким образом, суммарная и.
д. с, трехфазной обмотки Рт= Рл+ Рс+ Рн„— — 1,5Ри„ (10-1) н совпадает по направлению с осью Ьу обмотки ВУ. На рис. 10-3 показано положение м. д. с. Р для момента времени б (рис. 10-2), т. е. через '/, периода. Оказывается, что м. д. с. Р повернулась за время '/, периода на '/, окружности, сохранив свою величину 1,5 Ра„= 1,5 Ра„. По направлению она совпадает с осью ах обмотки АХ, где ~А = /а» Таким образом, три обмотки, смещенные в пространстве иа 120' друг относительно друга, при токах в них, сдвинутых по фазе на 120', создают вращающуюся м. д.
с., сохраняющую постоянное значение Р, в 1,5 раза большее 249 максимального значения пульсирующей м. д. с. одной фазы и совпадающую по направлению с осью той обмотки, в которой ток максимален. Вращающаяся м. д. с. статора возбуждает в магнитной цепи машины вращающееся магнитное поле с числом полюсов 2р, зависящим от конструкции обмотки статора. Частота вращения магнитного поля лй= —, об/мин. 601з Р Эта частота вращения называется с и н х р он н о й. Каждая фаза обмотки статора сцеплена с магнитным потоком, который вследствие вращения магнитного поля непрерывно изменяется во времени от Ф = 0 до Ф = Ф„.
Этот общий поток, который в 1,5 раза больше амплитуды пульсирующего потока каждой фазы, наводит в обмотках статора и ротора электродвижущие силы е, и ев. Любой металлический цилиндр с обмоткой или без нее, помещенный в статоре, начнет вращаться вслед за магнитным полем, о чем сказано в й 10-4 и 10-5. 46.3.
Обмотка статора асмихраниогез электродвигателя Обмотка статора электродвигателя выполняется несколько сложнее, чем было показано на рис. 10-1. Каждая фаза трехфазной обмотки состоит из отдельных секций, Рис. 10-4. Секция обмотки статорв. Рис, 10-5. Соедине- ние двух секций. Рис. 10-6. Обозна- чение секций. пбдобных секциям якоря машины постоянного тока (см. рис. 4-9). На рис. 10-4 показана секция, состоящая из четырех, витков, которой на статоре будут заняты два паза. Эти же четыре витка можно разбить на две секции, как показано па рис. 10-5.
Их соединяют последовательно для того, чтобы з. д. с. секций складывались. Все провода секций изолируются вместе и в дальнейшем каждая секция будет изображаться одновитковой независимо от числа ее витков (рис. 10-6). Активные стороны секций могут помешаться в пазах в один слой (рис. 10-1) или, чаще, в два слоя, как в якоре машины постоянного тока (рис. 4-8, 4-10). Рис.
10-7. Развертка двукслойиой обмотки. Покажем, как подсчитывается число пазов статора для трехфазной обмотки злектродвигателя. Если число полюсов машины 2р, число фаз, т = 3, то от каждой фазы иа каждый полюс должно приходиться некоторое число пазов д = 1,2, 3, 4, 5, которым задаются при расчете машины. Тогда все число пазов статора равно: Я = 2ртд. (10-2) Пусть задано, что 2р = 2, т = 3, д = 2. Все число пазов Л = 2ртд = 2 3 2 = 12. Если обмотка двухслойная, то число секций тоже равно 12.
Такая обмотка показана на рис. 10-7. На каждую фазу приходится ЛУЗ = 12!3 = = 4 секции; сгруппированные в две катушки, расположенные в сфере действия разноименных полюсов, т. е. на двух полюсных делениях т. Полюсное деление всегда равно 180' эл. 251 Разбивка пазов по фазам производится следующим образом. Так как д = 2, то произвольно можно считать, что на первом полюсном делении фазе А принадлежат пазы 1, 2. На втором полюсном делении фазе А принадлежат пазы Рис. 10-8. Статор асин. хронного дангателя без обмотки. Рнс.
10-9. Сталыюй лист сердеинкка статора. 7, В, так каке = 212р= 1212 = 6 зубцов. Фаза В сдвинута в пространстве на 120' эл., или на з/зт, т. е. на б 2/3 = 4 зубца, и занимает пазы 5, 6 и 11, 12. Разметка ведется по верхнему слою активных сторон. Очевидно, фаза С расположена в остальных пазах — В, 9 н В, и. Для того чтобы в. д. с.
фазы складывалиса, секции соедиклгот в катуигки последовательно — юнец з первой с каналом второй, а кцтигики всгцречко — ко кец пе)хвой с концом'второ(В (рис. 10-7), например: ел = ех + ее ("'ее еа) в = ах+ее+ее+ее. Для присоединения об; мотки к трехфазной сети ев соединяют в звезду нли в Рис. 10 10 Трехфазный асинхрои- треугольник ный короткозамкнутый двигатель. Статор - асинхронного электродвнгателябезобмотки показан на рнс.
10-8. Он имеет внешний чугунный, алюминиевый или стальной корпус 1 с запресованным в него сердечником 2, собранным нз штампованных стальных листов (рнс. 10-9). Листы изолированы друг от друга специальным 252 лаком. У двигателей закрытого типа внешняя ребристая поверхность статора обдувается вентилятором для лучшего охлаждения. Двигатель в собранном виде показан на рнс. 10-10. тй-4.
Обмотка ротора асинхронного двигателя Внутри статора двигателя (рнс. '10-8) помещается его вращающаяся часть — р о т о р (рис. 10-11). Это цилиндр, набранный из стальных листов, как и статор, на поверхности которого имеются пазы. В пазы укладывается обмотка (медные стержни), замкнутая на торцах мед- Рис. 10-12. Беличье колесо. Рис. 10-11. Ротор коротко- еанкнугого двигателя. ными кольцами. Пазы в этом случае круглого сечения, а обмотка, показанная отдельно на рнс.
10-12, имеет вид клетки, называемой «беличьим колесома. Пазы могут быть н другого типа (рис. 10-13), а короткозамкнутая обмотка Рис. 10-! 4. Ротор асинхронногоо диигателя с обмоткой. Рис. 10-13. Стальной лист ротора. получается заливкой пазов алюминием; одновременно на торцах отливаются и короткозамыкающне кольца с лопастями для вентилятора. Электродвигатели такого типа называются короткозамкнутыми (рис. 10-10); Обмотка ротора короткозамкнутого двигателя является миогафазной, 253 В пазах ротора 1рис. 10-13) может быть уложена также обмотка, подобная обмотке статора 1рис. 10-7). Такой ротор показан на рис.
10-14. В этом случае три вывода от обмотки, лежащей в пазах 1, присоединяются к трем контактным кольцам 2, насаженным на вал 3, изолированным Рис. 10-15. Трехфазный асинхронный лаигатель с иольцаин. друг от друга и от вала. При помощи щеток, наложенных на кольца, обмотка ротора присоединяется к реостату, который служит для пуска двигателя или для регулирования его скорости.' Двигатель в этом случае называется двигателем с фазным ротором или с кольцами и показан на рис..10-15.
40-$. Принцип действия асинхронного двнгвтеяя Наведенные вращающимся магнитным полем". э. д. с. ротора создают в замкнутых его проводниках вто-.. ричные токи )„которые взаимодействуют с вращающимся магнитным полем статора. На проводники ротора действуют электромагнитные силы, направленные касательно к поверхности ротора (правило левой руки), В результате сложения электромагнитных сил и их моментов на валу ротора воз-. никает суммарный электромагнитный момент, приводя-; щий ротор в движение в направлении вращения магнит" ного поля статора. Частота вращения ротора л, должна быть меньше час таты вращения поля статора л„так как только при это условии магнитное поле статора будет двигаться относи тельно движущихся в ту же сторону проводников ротора и наводить в них необходимые для работы вторичные токи 1,. По этой причине двигатель называется а с и н х р о нпым.
Относительное отставание частоты вращения ротора от частоты вращения магнитного поля статора называется скольжением: з= — '' или зо = — "' ~ 100%. (10-3) и, л, Скольжение асинхронного двигателя может изменяться от 1 или 100%, когда ротор неподвижен, до О, когда ротор вращается со скоростью поля. Чем больше нагрузка на валу, тем больше з, так как только при этом условии.э. д. с. Е„ток 1м а значит, и вращающий момент ротора будут ббльшими. Номинальное сколыкение асинхронных дви- гателей составляет от 1 до 6' . При холостом ходе (Р, = 0) скольжение практически равно нулю.
При холостом ходе двигателя ток ротора У, относительно мал. При нагрузке на валу (Р, ~ 0) он увеличивается. Результирующий магнитный поток машины Ф создается совместным действием м. д. с. Р, и Р„так же как и в транс- форматоре (~ 9-4, рис. 9-8). Однако сложение м.
д. с. Р, и Р, возможно только тогда, когда они неподвижны друг относительно друга, как в трансформаторе. Покажем, что в асинхронном двигателе м. д. с. Р, и Р, также взаимно неподвижны, но обе вращаются в пространстве со скоро- стью п,„т. е. синхронно. Частота тока в статоре ~1жл„а в роторе азин (п( — и,) (10-4) При неподвижном роторе ~, = ~, ° 1 = ~,. При синхрон- ной скорости ~, = 11 0 = О. При вращении под полной нагрузкой (У, = 1,„), когда, например з„= 2 —: 4о , час- тота ~, = ~гз = 50 0,02 . 50 0,04, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
