Методичка по Электротехнике № 1596 (984754), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ее иолуча|от пулем заливки в ааэы расплавленного алюмииия. Па торцам с~ержии абл<отки ротора иакорозко замкнуты ал!омиииевьши или меди!злш кальцалиь Эти кольца иазыввют короткоэзмыкаюшил1и, отсюда и лроисходит иазваиие ро гора. Статор и рогор отделены лруг от друга воздушиым зазороль который цлииллинегся иа ~можио льзлыл1 ! лали миллиметра ). лл б 11ри ли|алии обмоток сгзтора зрехфазиым ивиря>кеииел в воздуцп~ам ,ил(эс А ! валил з г врзшиошссся ки1ги~ггиас пале (ВМП) Амати л лз индукции НМП лостояииа. Частота врашеиии поля статора равна где !' =50 Гц- частота витающего напряжения,р- число аар аолюсов ( р =1,23 ..) обмотки статора. В табл. 1 ириведеиы значения частот врашеиия маплип~о~о ноля ста|ора а зависимости от числа лар полюсов р ( г' =50 Ги ).
Магиитное поле, вращаясь атиосительио сначала неподвижного ротаря, пересекает ега и иаваллт в ега обмотках ио закалу электромапигпюй иидукции ЭДС, которая вызывает в этих обл~откзх токи. Последков взаимодействуют с ВМП, и создают вращающий момеит, иод действиеы которого ротор приходит в движение.
Частота вращсиия ротора л, будет всегда меньше л, Разиасть между п ! и Л,, отиегсииую к частоте вращения и, называют скольжеииеы ротора Оаы ию ири карлик~лией раба~с "кд д„=0,05 . 0,085, а л,,=(0,95 . 0,9") и! Одииаковал (сиихроииая) скорость ротора гт, и поля стзтора В 1 невозможна, Действительно, ири олииаковой скорости ротора и М =СФ7,со8922 = УФ!2, (8) п„= п<(1 — 2).
СО8<Р2 = — = 2.2 г; +(аХ2„) Активная составляюиая тока а роторе <,. = <.. ьЯ, = <, 2 хл <<) рп,(<2, -л,) рп, 60п, 60 (9) (4) -тз = 24;(.2 = Эф;хЕ, = х, ~, (з) (б) гле Е,„— ЭДС неподвижно<о ротора. Молуль тока ротора л( лтк и, о, и„ ч.
<ы м„м, а) Рис. 1 аршишиишося поля, Ротор будет иеподаижен отиосительио маг го поля статора. При спом в роторе исчезнут ЭЛС и токи и, следовательно, врашаюший момент. Таким образом основным свойствам АД является иес<шхроиная (ас <ихроииая) скорость разора и ноля. Ото<ода двигатели, раоога<ошпе по этому пришшпу и называют асппхропиыми. *л Частота нрашеиин ро<ора пз (") Ром<ость ск <рос<ей ВМП и р<нора и — и, . С уче< ол< ( <) частота иидуцироваииой ЭДС и токов а роторе равна Иолук<иниое сопротивление оомотки ротора где х. — иилул<ивиое сопротивление иеподаижиого ротора, когда 7, = 7', .
Величина ЭД(' ипдуцироааипой в р<спорс ВМП так;ке прооорииоиальиая сколь,келию .<' Е, Е'2 Е л (7) А -~<-„2+х,з ф;"-+(хтч,)2 < де <', — активное сопротивлеш<е обмотки ротора. Враиииоший момепт АД создастся а результате взаимолейстаия ВМП и иилупироваиных им токов в обмотке ротора ля АД,как и для любого юсктрического двигателя, ыожно записать где ф — магнитный поток ВМП статора, С вЂ” постояииоя величина зависяшая от конструкции АД, /2 - ток обмотки ротора, (,, - актиаиая составляюшая тока в обмотке ротора, (л, — угон слвита <(<аз ЭЛС и тока в обл<отке ротора С учетом (9) выражение для арашаюшего момента АД можно представить в аиде 1 (1О) <2 + <ДХ2 ) Из (10) следует, что врашаюший момеит АД зависит только от скольжения При л = 0 и л -+ со М = 0 .
Следовательно, существует максимальиое (критическое) зиачеиие момента М< . Скольжение, при котором момеит максимален иазывается критическим л<. Оио называется так потому, что при моменте сопротиалепия иа валу больше максимального М, двигатель остаиашшааегсн, Зааисимосзи скольжения или частоты арашеиин от момента па валу пать<лаются мехаиическими ,арактсристиками АД( рис. 1 а и б) 2М„ ь> /ля-в/ь, (13) ья = ь„(/см + (/к „- (), (14) Раба >ая (успшчивая) часть механической характерастики лежит на участке а> пд(.>' = О) до п (.>' = ь' ). Усто>3>чивая работа ЛД с частотой вращения меньшей п„— нева >можно . (ромннальный маме>п М„всегда выбирают в М, 1,7-3,0 раза меньше люксимального М,.
()тиан>ение, /г» = — ' называ>ог перегрузочной способиосз ыа двигателе.. дМ В >яв — — и приравняв ее к нулю, получаем с> Соответственна л>акспл>альный момент равен М, = — — —. (1 ) 2хз ВЫ(1 лидуш>руег в обмотках статара н ротора АД ЭДС пропорциональные величине магнитного потока Ф. ЛД проектируют так, чтооы асновнаа доля прилаженного к статорной обмотке напряжения л/>, уравновешивалась ее 'ЭДС самаиндукцин Еп т.е. (7> = Е, — п,Ф.
Прп этом ариша>а>ций момент АД будет пропорционален квадрату напряженая (/>, приложенного к двигателю. Поэтому снижение напряжения в сети пеблагоприя > на сказывается па работе цвигателя. 1(апрнмср, если (/> понизится на э5%, т е. (/> = 0 75(/, то прн э аж> Мя к агиасть максимального момсн.и /с = — —" будет составлять 0,75>=0,56 р м кратности прн (7> = (/>, Пусть при (/> = (7>я кра~ность /см = 1,7. Тогда прп Ь>> = 0,75(/>„будем иметь /см = 1,7 0,56 = 0.95. Следовательно при >яком снн,кешш напряжения цвнгатель с номинальным маме>пом работа~ь не смажет.
'1асзо, на пракшке, известны только като>южные и паспортные данные двигателя . В этих случаях для получения механической характерисп>ки ЛД во>мо:кна испальюьанис форл>улы, впервые палучешюй Ы. Классом и несупши его нмя. При малых значениях,т, г.е. иа рабочей часзи мехшшчлской характеристики, зависимость М(ь) близка к линейной .
Имен каталожные н паспортные данные АД >М„,л„и /> „= М„ / М„нз (13) можно определить критическое скольжение. Затем, по известным М, н ь', задаваясь текущим сколь:кепнем ь',находится момент М, соответствующий ь', и строится механическая характеристика ЛД, .г(М) з>лн п„(М). Ыомент!М„в начале пуска прн ь = 1 называ>ат пусковым 2М„>з М„= " ж2Мь, =2М„.— '. ((э) + ~Г "* "х,„ Величина пускового момента пропорциональна активному сопротивлению обмотки ротора.
Рабочие ха акте истики Л Показывают зависил>ос> ь эксплуатационных параметров ЛД от мощности ла валу двшатедя Р, . К этим парал>етрам относят: так статора /,, КПД, >астоту вращения ротора и,, коэффициент мощности соя>Р>, активиу>о мощность, потребляемую двигателем из сети Р,, момент на валу М . Эти характеристики снима>атея при номинальных напряжениях на за;килях двигателя и частоте пита>ошей сети.
Типичные рабочие характер>ютнки ЛД приведены на рнспд 1,. со59ь =— 1, реактивный ток. Активная составляющая 'г и 'эг Рнс.2 Р, = 3(1,1, сочгрм ()9) Вращающий момент двигателя Р, 60Рз 9 55Рз л1 = =' = — — — -" = — ' — -', [У .и] ш, 2дп, п, () 7) (20) лг, О, г)1 Р,1, Саа ул с Кратко поясним эти зависимости. Механическая мощность иа валу двигателя равна: ')астота вращения двигателя и, с ростом момента незначительно снижается Поэтому мол1ент двигателя с ростом выходной мощности аозрастгег практически линейно. Прн холостолл ходе АД, когда Р, = 0 н Л1 - О, двигатель потребляет из сети значительный ток, имеющий в основном реактивный харакзер идущий на создание ма~ нитного потока .
Значение тока 1,зависит от магнитного сопротивления магннтопровода н в первую очередь от сопротивления воздушного зазора между ротором и статором. Поэтому зазор делают небольшим (десятка доли миллиметра). Тем не менее, в АД ток 1, = (О 2 + О 5)1н,. Активная составляющая тока обмотки статора мала и связана с потерями в стали магнитопровода и в обмотке статора. По мере роста налрузки на валу ток статора увеличивается за счет роста его активной составляющей.
Коэффициент мощности сод(О, равен При х.х, и малых Р, двигатель потребляет из сети значительный тока статора мала в связи с этим коэффициент мощности СО5(О, - мал. Магнитный поток Ф двигателя прн различных режимах работы практически постоянен . В связи с этим примерно постоянна и реактивная составля~ашая тока двигателя.
По мере роста нагрузки на валу увеличивается активная составляющая тока двигателя и со5(О, увеличивается. Прн номииалыюй мощностисозгрм ж 0,7+ 0,85, В дальнейшем рост со5(О, замедляемся из- за увеличения реактивной мощности полей рассеяния. Активная мощность, потребляемая двигателем из сети равна где (1,, 1,— фазные напряжения и ток обмотки статора. При Р, = О активная мощность Р,, потребляемая из ссгн, идет на ° э покрытие потерь в магнитоправоде, потерь в обмотках статора и механических потерь. При возрастании Р,, потребляемая двшателел~ мощность быстро растет, т.к. прн постоянном (1, растут ток 1, и сод уз, . Коэффициент полезного действия АД равен Р, Р, Г)ж= — —— Р, Р,ч.Рн+Р +Рм, +Ра,„- где Рн - потери в стали магннтопровода статора я ротора, А' б) Рис.З ото ом 4АМА71 Ззб/380 0,55 50 Р - электрические потери в обмотках статора и ротора, и, — мехаиические потери от трения ротора в подшипниках и о воздух, Рч,,=О- — добавочные потери от несииусоилальпости (высших гармоник) магнитного поля.
Потери в стали связаны с перемагн><чиваиием ь~апзитопроводов стагора и ротора ВМП и вихревыми токами в яих '3 '"ги потери прилзерио равны потерям в стали статора, т.к. ротор перелзагннчеяается со значительно меньшей частспой 1, = зг и Поскольку маппп иыи поток в зазоре АД и статора практически постоянен по амплитуце,эти потери от мощности Р, ие зависят. Токи в обмотках статора и ротора вызывают электрические потери в иих. Мошиость потерь пропорциональна квалрату действуюших значений токов 1, и /з . При Р, = 0 г/ = О. При больших Р, КПД умеиьшается, т.к.
потери в облютках прооорпиоиалы<ы квадрату токов, а зависимость токов от ьзо~циости Р, близка к линейной. Следовательно, зависимость г/(Р ) имеез ьшксимуьз. Большинство двигателей имеют среднегодовую нагрузку ииже иомиианьиой,т.к. оии работают с переменной нагрузкой на вал . в у.
Поэтому АД рассчитывают так, чтобы максимальный КПД находился в пределах 0,7+ 0,8Р,„„,.Отметим, что в области Р, близкой к иоьзниальиозй КПД меиястся незначительно. КПД Ап с. Д Д ло таточно высок 0,7+0,95 и увеличивается с ростом моедиости двшагеля и увеличением его иомииаяьиой частоты врашеиия. П сь асиих оиного вигателя В моьзеиз пуска ротор иеподвижеи (з = ) ) и ЗДС в его обмотке Е„= эЕ,„лостшает иаибольшего значения. Начальный пусковой ток ротора 1ы превышает его поминальный ток в 6-8 раз. По мере разгона ротора тохг~ 1, и 1, уь~ецыиаются до иомииальиых. В иормальных условиях время пуска АД ие превышае~ нескольких секуид. При этом ие возникает опасности перегрева двигателя или механического повреждения его обьизток пол деисз-вием электролшгиитиых сил.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
