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

Текст из файла

6

Электрические машины переменного тока.

Работа многофазных электромашин (ЭМ) переменного тока основана на взаимодействии магнитных полей статора и ротора. Статор представляет собой цилиндр, во внутренних пазах которого заложена обмотка. Переменное электрическое поле обмотки создает в зазоре по окружности статора магнитное поле, вращающееся со скоростью поля

V_п = 60 f_с/ р обор/мин. Здесь f_с - частота напряжения сети (предпочтение 400 – 500 Гц),

р – число пар полюсов.

Статор

N проводник 1

S S

N

проводник 2 ротор

Рис. Схема электромашины переменного тока.

Ротор представляет собой цилиндр из листов стали с продольными проводниками, составляющими вместе замкнутую клетку (обмотку ротора). Ток в обмотке ротора возникает при изменении магнитного поля статора. Движущийся момент возникает в роторе как результат взаимодействия вращающегося магнитного поля с индуктируемыми им в роторе токами. Этот момент увлекает ротор в сторону вращения магнитного потока со скоростью V_р, которая зависит от нагрузки.

Без дополнительной энергии токи ротора возможны лишь при отставании вращения ротора от вращающегося магнитного поля статора - т.н. “скольжении” - асинхронном движении. Скольжение асинхронной ЭМ:

s = (V_п - V_р ) / V_п .

Условием взаимодействия статора и ротора является разность частот вращения.

Если V_п = V_р и скорости направлены в одну сторону, то электромагнитного взаимодействия между статором и ротором не произойдет. В этом случае необходима самостоятельная магнитная система ротора, которая достигается при запитке обмотки ротора источником постоянного тока или с помощью постоянного магнита в синхронных ЭМ.

Асинхронные ЭМ

B (p_m) B

I S I( l)

p_m = N I S F F = l I B sin

Рис. Магнитный момент обмотки p_m (N-число витков) - по правилу “буравчика” правой руки. Магнитодвижущая сила F - по правилу левой руки (-угол между направлением В и перпендикуляром к плоскости витков обмотки).

(Магнитное поле взаимодействует с магнитными диполями аналогично тому, как электрическое поле взаимодействует с электрическими диполями. Магнитными диполями являются виток проводника с током, магнитный стержень...)

При протекании переменного тока по обмотке статора создается магнитодвижущая сила (МДС) статора, вступающая во взаимодействие с МДС ротора.

(МДС ротора возникает в результате протекания тока по обмотке, магнитного момента материала и вихревых токов ротора .)

При синусоидальном изменении тока кривая результирующей МДС имеет форму меандра. Такую МДС и создаваемое ею поле называют пульсирующим.

(Зависимость МДС разлагают в ряд пространственных гармонических составляющих.) Пульсирующую МДС можно разложить на 2 МДС, вращающиеся с одинаковыми частотами, но в противоположные стороны с половинной амплитудой. Указанная симметрия затрудняет пуск однофазного двигателя, для реализации которого вводится дополнительная (управляющая) обмотка.

Рис. Разложение пульсирующей МДС на 2 вращающиеся F₁ и F₂ .

Для получения не пульсирующего, а бегущего (при круглой конфигурации статора и ротора - вращающегося) магнитного поля необходимо

- рассимметрирование магнитных потоков (что имеет место при вращении ротора и в однофазном асинхронном двигателе),

- несколько магнитных потоков, сдвинутых в пространстве и во времени.

Последнее может быть реализовано с помощью 2-х (и более) обмоток, сдвинутых в пространстве на 90 градусов, с токами, сдвинутыми во времени на четверть периода. МДС 3-фазной обмотки, сдвинутой на 120 градусов и в пространстве и во времени, также является вращающей, амплитуда в 1.5 раза больше, чем в 1-фазной. Т.о. если к статору подвести 3-фазный ток, то в машине возникает магнитное поле с частотой вращения поля V_п .

Режимы работы асинхронной ЭМ:

- генераторный, когда V_п < V_р и вращение в одну сторону (0 > s > -oo) (при вращении ротора со скоростью V_р в обмотках статора наводится ЭДС),.

- двигательный, когда V_п > V_р и вращение в одну сторону (0 < s < 1),

- тормозной, когда вращение происходит в разных направлениях ( +1 < s < +oo).

Вращающий момент М зависит от полезной мощности Р, рассеивающейся в нагрузке. С увеличением нагрузки М растет за счет увеличения разности скоростей магнитных полей (В) до максимума. Уменьшение момента М происходит из-за того, что слишком большая нагрузка начинает тормозить машину.

Двигательный Режим противовключения

М режим

Г енераторный режим

- s 1 0 1 s

Рис. Зависимость вращающего момента асинхронной машины от скольжения.

Торможение производится:

- вращением ротора в противоположном направлении (спуск груза подъемника),

- введением сопротивления в фазную роторную обмотку,

- резкий реверс (выключением и переполюсовыванием каждой фазы),

- отключением от трехфазной сети и включением напряжения постоянного тока, создающее неподвижное магнитное поле, (динамическое торможение).

Линейными асинхронными двигателями электрическая энергия преобразуется в механическую энергию поступательного (или возвратно-поступательного) движения. Статор такого двигателя представляет собой линейный магнитопровод, на котором уложена 3-х или 2-хфазная обмотка, создающая прямолинейное бегущее магнитное поле. Под действием бегущего магнитного поля подвижная часть двигателя (бегун) совершает поступательное движение, не притягиваясь к статору. Магнитный диполь бегуна реализуется с помощью КЗ-обмоток или ферромагнетиков. Перемещение бегуна относительно статора происходит бесконтактно, поэтому нет износа деталей.

Статор

Обмотки статора

Бегун

Рис. Схема линейного асинхронного двигателя.

При пуске двигателя в ход в питающей сети возникает большой бросок тока, вызывающий значительное падение напряжения. Это отрицательно сказывается на других потребителях. Прямой пуск используется лишь для маломощных двигателей. Для других типов при пуске необходимо понижение напряжения за счет добавочных активных и реактивных (индуктивных) сопротивлений или переключением обмоток статора с треугольника на звезду. Поскольку вращающийся момент уменьшается, то пуск производят на холостом ходу без нагрузки. Отключение сопротивлений и переключение со звезды на треугольник можно осуществить автоматически в функции времени (шунтирующие реле) или тока. Для плавного пуска применяется реостат в цепи фазного ротора, что ограничивает пусковой ток.

Управление двигателем осуществляется

- изменением напряжения на статоре, М_вращ = f(U²), с помощью магнитных усилителей, тиристорных регуляторов,

- переключением статорных обмоток,

- введением в цепь ротора добавочных активных сопротивлений,

- изменением частоты с помощью вентильных преобразователей,

- использование второй обмотки 2-хфазного двигателя отстающий или опережающий режим для реверсирования, а также усиление тока,

- изменением разности фаз обмоток.

Для измерения малых угловых перемещений (для точного отсчета) используют индуктосин. Ротор 1 и статор 2 индоктусина обмотки печатные 3, имеющие вид радиального растра. Диски расположены соосно параллельно и поворачиваются друг относительно друга на измеряемый угол. Обмотку статора питают переменным током. Поворот ротора вызывает изменение амплитуды и фазы наводимой в обмотке ЭДС. На печатной плате удается реализовать большее число полюсных шагов обмотки, т.е. высокую чувствительность к изменению угла поворота.

Вращающиеся (поворотные) трансформаторы (ВТ)

выполняются аналогично 2-фазным асинхронным двигателям, у которых на статоре и роторе размещено по 2 обмотки, сдвинутые между собой на 90 эл. град.. Ротор поворачивают с помощью точного редукторного механизма. При повороте взаимная индуктивность между статором и ротором (а, следовательно, и ЭДС в обмотках ротора) изменяется по синусоидальному закону в зависимости от угла поворота ротора  : Е = Е_max sin.



U _{статора}

R_нагр

Рис. Схема вращающегося трансформатора.

ВТ используется в маломощных следящих системах, в устройствах формирования выходных напряжения, пропорциональных функциям угла поворота ротора .

Эл. магн.

Асинхронные двигатели широко используются в регуляторах тормоз

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций