пр2 эльмаш (852571), страница 11
Текст из файла (страница 11)
направлен от конца фазы к началу. Токи в фазах BY и CZ положительные, равны друг другу и в два раза меньше по величине тока в фазеAX. В соответствии с таким распределением токов по фазам указанонаправление силовых линий и вектора результирующего потока. Каждая силовая линия потока сцеплена со всеми катушками, в которыходинаково направлены токи.
Следует отметить, что направление вектора результирующего магнитного потока в момент времени t1 совпадает с направлением оси той фазы, в которой ток максимален, в данном случае с осью фазы AX .72В момент времени t2 ток в фазе CZ наибольший и положительный,т. е. направлен от начала фазы к концу. Токи в фазах AX и BY отрицательные, равны друг другу и в два раза меньше по величине тока в фазеCZ. Соответствующие направления токов, а также направление силовых линий и вектора результирующего потока указаны на рис.
3.2, б.Из сравнения рис. 3.2, а и 3.2, б видно, что вектор результирующего магнитного потока с течением времени изменяет свое положениев пространстве. Так как число пар полюсов p = 1, сдвиг во времени t1 и t2 на 60 эл. градусов приводит к повороту магнитного поля на60 геом. град.
При этом вектор результирующего потока остается неизменным по величине. Таким образом, создается круговое вращающееся поле, частота вращения которогоn1 = (60 ∙ f1) / p,где f1 – частота сети; p – число пар полюсов.В целом следует отметить, что круговое вращающееся поле обладает следующими свойствами:а) максимум результирующего потока всегда совпадает с осью тойфазы, в которой ток максимален;б) магнитный поток перемещается в сторону той фазы, в которойожидается ближайший максимум тока, т. е.
направление вращения зависит от порядка чередования тока в фазах;в) для изменения направления вращения потока надо изменитьпорядок чередования тока в фазах. В трехфазной системе дляэтого следует поменять местами провода, подводящие ток отсети к двум любым фазам обмотки статора.Так как рассматривается режим с неподвижным ротором, то вращающееся поле пересекает проводники статора и ротора с одинаковой частотой n1 и наводит в них E1 и E2. Частота указанных ЭДСравна частоте сети f1 .
Если считать ЭДС фазы обмоток статора и ротора синусоидальными, то их действующие значения соответственно равныE1 = 4,44 f1 kw1 W1 Фm;E2 = 4,44 f1 kw2 W2 Фm,где f1 – частота сети; W1, W2 – число витков обмоток статора и ротора;Фm – амплитудное значение основного магнитного потока.733.1.3. Принцип действия индукционного регулятораСхема включения обмоток статора и ротора индукционного регулятора приведена на рис. 3.4, а. Из соображений практического удобства первичной стороной чаще всего служит неподвижный ротор, который можно поворачивать при помощи какого-либо поворотногоустройства, например червячной передачи, а вторичной – статор, являющийся неподвижным.
В принципе первичной обмоткой можетбыть обмотка статора, а обмотка ротора – вторичной.~UвхbAaА1..E2E1AА1.cU вхB.А2.2.E1UвыхE2YXZ0AC~UвыхРис. 3.4. Схема и векторная диаграмма напряжений трехфазногоиндукционного регулятораВходное напряжение Uвх подводят к началам а в с первичной обмотки, а также к началам А В С вторичной обмотки, т. е. обмотки статора и ротора в индукционном регуляторе электрически связаны; выходное напряжение Uвых снимают с концов X Y Z вторичной обмотки.Принцип действия индукционного регулятора состоит в следующем. При питании первичной обмотки ротора трехфазным током74создается вращающийся магнитный поток Фm, если соблюдены следующие условия.1.Число фаз m = 3.2.
Обмотки в пространстве сдвинуты на αгеом = αэл / р3. Токи в обмотках во времени сдвинуты на αэл = 120 град.Вращающееся магнитное поле в фазах обмоток индукционногорегулятора индуцирует E1 и E2.Если пренебречь падениями напряжения в сопротивлениях обмотки ротора, то в индукционном регуляторе, как и в трансформатореU1 ≈ E1 = 4,44 f1 kw1 W1 Фm.Следовательно, E1 можно считать постоянной и равной фазномунапряжению сети – напряжению на входе Uвх.
Приведенное соотношение позволяет сделать вывод: при постоянном напряжении сети U1и постоянной частоте f1 можно считать, что величина основного магнитного потока Фm постоянна. Величина Е2 зависит от частоты f2 и амплитуды магнитного потока Фт. В индукционном регуляторе роторнеподвижен, поэтому частота ЭДС ротора f2 равна частоте сети f1 и,следовательно, не зависит от режимов работы, в частности, от угла поворота ротора. При постоянном магнитном потоке Фт величину эдсвторичной обмотки E2, как и эдс первичной обмотки E1 можно считать постоянной, не зависящей от угла поворота ротора.В индукционном регуляторе обмотки статора и ротора связаны электрически, поэтому при холостом ходе напряжение на выходе для каждой фазы индукционного регулятора определяется соотношением:Úвых = Ė1 + Ė2 = Úвх + Ė2.Так как все три фазы находятся в одинаковых условиях при правильном включении обмоток ИР, то ниже рассматриваются процессы только в одной из них.Из соотношения следует, что векторы Úвх и Ė2 складываются геометрически, и поэтому действующее значение выходного напряженияÚвых зависит от угла сдвига фаз α между векторами Úвх и Ė2 (рис.
3.4, б).Предположим, что оси обмоток ротора в пространстве совпадаютс осями соответствующих обмоток статора. В этом случае поток Фmнабегает на обмотки статора и ротора одновременно и индуцируетв них Ė1 и Ė2, совпадающие по фазе. Поэтому напряжение Uвых в этомслучае представляет собой арифметическую сумму Uвх и Е2:75Uвых = Umax = Uвх + Е2 = ОА1.Это положение ротора можно считать исходным и от него вести отсчет углов. Повернем ротор на угол α = ±180 / р, геом. град, получимUвых = Umin = Uвх – Е2 = ОА2.Это положение ротора можно назвать вторым основным положением.В общем случае ротор можно повернуть на любой угол.
Повернемротор на угол α по направлению вращения магнитного потока. Неизменный по величине поток Фт набегает сначала на обмотку статора,а затем на обмотку ротора, смещенную на угол α относительно неподвижной обмотки статора. Поэтому вектор Е2, не изменяясь по величине, поворачивается тоже на угол α. Очевидно, что геометрическоеместо концов вектора Е2, а следовательно, и вектора напряжения Uвыхпри изменении угла α есть круг, описанный из центра – точки А, соответствующей концу вектора Uвх, радиусом АА1 = Е2.Как видно из рис. 3.4, б, изменяя угол α при повороте ротора, можно получать различные величины выходного напряжения.
При этомодновременно с изменением величины выходного напряжения изменяется и его фаза.Достоинством индукционного регулятора является возможностьплавного изменения напряжения под нагрузкой (без разрыва цепинагрузки).При неправильном включении две фазы обмотки статора или ротора перепутаны.
Симметрия как фазных, так и линейных напряжений на выходе ИР нарушается. Поэтому векторную диаграмму при неправильном включении обмоток, в отличие от векторной диаграммы,приведенной на рис. 3.4, б, необходимо строить для трех фаз.3.2. Лабораторная работа 5.Испытание индукционного регулятораЦель работыОзнакомиться с назначением, конструкцией, особенностями электромагнитных процессов и принципом работы индукционного регулятора, снять зависимости выходного напряжения индукционногорегулятора от угла поворота ротора U2 = f (α ) при правильной и неправильной схемах включения обмоток статора и ротора.76Объект и средства исследованияВ работе исследуется трехфазный индукционный регулятор.
Электрическая схема ИР при правильном и неправильном включенииприведена на рис. 3.5. Номинальные данные ИР приведены на стенде. При выполнении работы необходимо пользоваться вольтметромс пределами измерения до 600 В.Рабочее заданиеСнять зависимость вторичного напряжения U2 от угла поворотаротора α при правильном и неправильном включении обмоток в режиме холостого хода индукционного регулятора (Zнаг = ∞).Определить коэффициент трансформации ИР.Построить в одних и тех же координатных осях экспериментальные зависимости U2л = f (αэл°) для правильной и неправильной схемсоединения обмоток ИР.Используя векторную диаграмму ИР при правильном включении,построить зависимость U2л = f (αэл°) и сравнить ее с опытной кривой,построенной в тех же координатах.Построить векторную диаграмму ИР при неправильном включении.Методические рекомендации к выполнению рабочего заданияи обработке результатов эксперимента1.
Ознакомиться с устройством лабораторного стенда, конструкцией испытуемого индукционного регулятора, записать его номинальные данные и подобрать соответствующие измерительные приборы.2. Собрать схему ИР (рис. 3.5). В качестве первичной обмотки регулятора можно использовать обмотку как статора, так и ротора.3. Установить, какие градусы − геометрические или электрические − указаны на шкале для отсчета углов α. Связь между электрическими и геометрическими градусами определяется соотношениемα°эл = рα°геом ,где р – число пар полюсов.4.
Проверить симметрию напряжений U1л – на входе и U2л – на выходе. При правильном включении обмоток ИР и симметричном напряжении на входе напряжения на выходе должны быть симметричны т. е. равны между собой (UАB = UBC = UCА).77Рис. 3.5. Схемы индукционного регулятора:а − правильное включение, б − неправильное включение5. При правильном включении обмоток установить ротор в крайнее положение. Поворачивая ротор от одного крайнего положения додругого, замерить напряжение U2л через 20°эл.6. При неправильном включении обмоток ИР выходные напряжения регулятора несимметричны и следует измерять три линейных напряжения на выходе ИР UАB, UBC , UCА при каждом положении ротора.7. Для определения коэффициента трансформации нужно замерить фазные эдс первичной и вторичной обмоток при любом положении ротора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
