Электротехника Касаткин (967630), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Рис, ! 4. 34 Рис. 14,33 Рис. Ы.35 нию и фазе. В результате вращающееся магнитное поле станет эллиптическим (при вращении поток будет пульсировать), что обусловит уменьпвние вращающего момента, Ценой усложнения установки — отключением части конденсаторов при переходе от пусковых условий к рабочим (штриховые соединения на рис.
14.34) — можно этот недостаток устранить, Уменынение емкости конденсаторов может быть получено или автоматически центробежным выключателем, срабатывающим, когда частота вращения двигателя достигает 75 — 80% номинальной, или воздействием реле времени. Двухфазные двигатели применяются в автоматических устройствах также в качестве управляемых двигателей: частота вращения нлн вращающий момент регулируется изменением действующего 3 ачения или фазы напряжения иа одной из обмоток.
Такие двигатели вместо обычного ротора с короткозамкнутой обмоткой имеют ротор в виде поЛого тонкостенного алюминиевого цилиндра (*'стаканчика"), вращающегося в узком яоздупном зазоре между статором и неподвижным центральным сердечником из листовой стали (внутренним статором), Двигатели с полым ротором обладают ничтожной инерцией, что практически очень яажно при регулировании некоторых производственных процессов. На рис, 14,35 показаны зависимости частоты вращения такого двигателя от напряжения на управляющей обмотке прн постоянных тормозных моментах, Б, Однофазные асинхронные двигатели. Они не развивают начального пускового момента.
Но если ротор однофазного двигателя раскрутить 46! в любую сторону при помощи внешней силы, то в дальнейшем этот ротор будет вращаться самостоятельно и может развивать значительный в раша юшдп момент. Сходные условия создаются у трехфазного двигателя прн перегоранин предохранителя в одной из фаз. В таких условиях однофазного питания трехфазный двигатель продолжает работать.
При этом во избежание сильного нагрева двух обмоток, остающихся включеннымн„ необходимо, чтобы нагрузка двигателя не превышала 50 — 60% номинальной. Работу однофазного двигателя можно обьяснить, рассматривая переменное магнитное поле как результат наложения двух магнитных полей, вращаяацнхся в противоположные стороны с постоянной угловой скоростью ьз/р. Амплитуднью значения магнитных потоков этих полей Фг и Ф одинаковы и равны половине амплитуды магнитного потока переменно™го поля машины, т, е.
Ф = Ф =Ф /2. Простое графическое построение (рис. 14,36) показывает,™как в результате сложения двух одинаковых магнитных потоков Ф и Ф, вращающихся в противоположные стороны, понучается магнитный поток, изменяющийся цо синусоидальному закону: Ф = Ф з1п шг. т В однофазном двигателе зто справедливо до тех пор, пока ротор неподвижен, Рассматривая переменное попе как складывающееся из двух вращапхцихся полей, можно заключить, что под действием обоих полей в обмотке ротора будут одинаковые токи.
Токи ротора, взаимодействуя с вращапацимися полями, создают два одинаковых вращающих мзмента, направленных в противоположные стороны и уравновешиваяаци х друг друга. Равенство двух моментов нарушается, если привести ротор во вращение в любом направлении. В этих условиях вращающий момент, создаваемый полем, вращающнмоя в ту же сторону, что н ротор (короче, прямым полем), становится значительно больше момента, развиваемзго обратно вращающимся полем (короче, обратным полем), благодаря чему ротор может не только сам вращаться, но и приводить во в репнине какой-либо механизм.
Ослабление противодействующего момента при вращении ротора вьвьюается ослаблением обратного поля. Опюсительно этого поля, 4б2 Ряс. 24.3б врашяяяцегося против направления вращения ротора, скольжение ротора в~+ в в1+ л~(1- т ) а = — — = ~ =2 — а, П (14.36) яг в1 где а — скольжение ротора по отношению к прямому полю.
1 Выражение (!4.36) показывает, что частота токов, индуктируемых в роторе обратным полем, относительно высока — близка к удвоенной частоте сети. Для токов такой повышенной частоты индуктивное сопротивление ротора во много раз больше его активного сопротивления, вследствие чего токи, инцуктируемые обратным полем, становятся почти чисто реактивными. Поле этих токов (см, рис, 14.21) оказывает размагничиваюшее действие на поле, их индуктируияцее, следовательно, на обратное поле двигателя.
В результате при малых скольжениях г суммарное магнитное поле машины становится почти круговым н противодействующий момент обратного поля достаточно мал. Учитывая зависимость момента от скольжения дпя обычного трехфазного асинхронного двигателя (см. рис. 14.25), определим результирующий вращающий момент М однофазного двигателя как разность вр прямого М и обратного М„моментов (рис'.
14.37). Сушественвр! ной особенностью однофазного двигателя является наличие небольшого отрицательного вращающего момента М„, при синхронной частоте врюцення ротора по отношению к прямому Полю. Возрастание скольжения з при увеличении нагрузки вызывает у однофазного двигателя увеличение тормозного момента обратного поля, вследствие чего его работа менее устойчива, чем трехфазного. Из-за ряда дополнительных потерь КПЛ одиофазного двигателя значительно ниже, чем трехфазного.
Задача пуска в ход однофазного цвигателя решается посредством применения того или другого пускового устройства, Чаше всего это дополнительная обмотка, подобная второй обмотке двухфазного двигателя, рассчитанная на кратковременную нагрузку током и отключаемая по окончании пуска Последовательно с дополнительной обмоткой включается то или иное фаэосдвигающее устройство. В.
Асинхронные двигатели с расщепленными полюсамн, Их можно рассматривать как промежуточные конструкции между однофазными и двухфазными асинхронными двигателямн (рнс, 14.38). Этот двигатель имеет короткозвмкнутую обмотку н, охватывающую часть явнок' выраженного полюса, на котором размещена главная (первичная) обмотка 1. Ток Х1 в обмотке 1, подключенной к сети, возбуждает магнитный поток Ф,. Часть последнего пронизывает обмотку гр и индукк тирует в ней ток Тз, значительно отстающин по фазе от 7,. Ток 11 возбуждает второй магнитный поток двигателя.
Таким образом, в двигателе создается система двух переменных магнитных потоков, не 463 ар а "ар Рис. !4.38 Рис. !4.37 совмещенных пространственно н сдвинутых по фазе, подобно уело. виям в индукционных электроизмернтельных приборах (см. рис, 12,23), Следовательно, возникает врашаюшееся магнитное поле, которое, возлействуя на обмотку 2 короткозамкнутого ротора, созцает соответствуххцнй вращающий момент. Эти двигатели изготовляются миниатюрными (мощностью 0,5 — 30 Вт) и широко применяются дпя самых различных целей — главным образом в качестве привода исполнительных механизмов.
74дв. иидукционньш Рвгупитои и оязоивгтлнтоР Асинхроршая машина с фазной обмоткой ротора применяется для самых различных цепей, В частности, заторможенная машина может служить автотрансформатором с плавно регулируемым коэффициентом трансформации. Схема замешения такого индукционного регулятора (называемого также яоворогным авюгран4юрматором) показана на рис, 1$.39. Обмотки статора и ротора во всех трех фазах соединены между собой последовательно, а на выводы обмотки ротора подано напряжение () „ питающей сети, Сопоставив зту схему индукционного регулятора со схемой трехфазного автотрансформатора, легко убедиться в их прин. ципиалы7ой тождественности. Обмотка ротора служит первичной обмоткой автотрансформатора, а три свободных вывода обмотки статора являются вторичными выходными выводами устройства.
Но в автотрансформаторе отношение первичного н вторичного напряже. ний постоянно и определяется отношением чисел витков обмоток, а в индукционном регуляторе отношение напряжений У „/У~ы„зави- 464 сит также от относительного пространственного положения обмоток статора н ротора. Если оси этих обмоток совладают, то совпадают по фазе и нндуктируемые в них ЭДС. Если же вращающееся магнитное поле пересекает обмотку статора не одновременно с обмоткой затормо. асиного ротора, то пространственный сдвиг между осями обмоток б обусловит пропорциональный сдвиг фаз а (см, 5 14.6) между ЭДС статора н ротора, а следовательно, и между напряжениями на обмот. ках статора У н ротора У . ст Р Фазисе напряжение на вторичной стороне индукционного регулято.
ра равно сумме напряжения статора и р .тора: Уэ = У Уст ротор заторможен, но посредством червячной передачи его можно поворачивать и таким образом изменять угол сдвига фаз между У н У в пределах от 0 до 360 (рис. 14,40). Это дает возможность извинять вторичное напряжение в пределах от Уэ =У + У, до У, = ст' Фазное напряжение ротора равно фазному напряжению сети У Р = У, а обьютка статора индукционного регулятора обычно имеет число витков, равное числу витков фазной обмотки ротора, поэтому У ст = У = У . Следовательно, пределы регулирования вторичного напря- Р Ф пения индукционного регулятора, т.
е. напряжения между выводами обмотки статора У „= ~/3 Уз, составляют от 0 до 2У,„=2ӄ— двойного значеннв линейного напряжения сети. При значительных мощностях очень ценно, что регулирование в таких широких пределах осуществляется без замыкания или размыкання контактов. Это существенно увеличивает надежность устройства, Взаиьюдействне токов ротора с магнитным полем может создавать в индукционном регуляторе значительный вращающий момент, что связано с усложнением поворотного устройства (обычно это самотор- 1~в Р 1и „ Рис.
14.39 Ряс. 14.40 мозяшая червячная передача) и затрудняет управление положением ротора. Чтобы разгрузить установку от этого нежелательного электромагнитного момента, регуляторы большой мощности изготовляются в виде двух соединенных общим валом асинхронных машин, причем электромагнитные моменты, воздействующие на их роторы, имеют противоположные направления и полностью взаимно компенсируются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
