Реферат Курсовая Конспект
Теоретичні положення - раздел Философия, ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА Принцип Дії Асинхронної Машини. Асинхронною Машиною (Ам)...
|
Принцип дії асинхронної машини. Асинхронною машиною (АМ) називається електромеханічний перетворювач, в якому відбувається|походить| перетворення енергії при швидкостях обертання ротора, відмінних|інших| від швидкості обертання магнітного поля в повітряному зазорі машини [4–6].
Залежно від конструктивного виконання ротора асинхронні машини підрозділяються на машини з|із| короткозамкненою роторною обмоткою, з|із| фазною обмоткою ротора і з|із| масивним феромагнітним ротором.
Асинхронні машини можуть виконуватися у вигляді однофазних, двофазних і трифазних машин.
В однофазних машинах обмотка статора створює в повітряному зазорі нерухоме в просторі і пульсуюче в часі за синусоїдальним законом магнітне поле. З цієї причини асинхронні машини не мають пускового моменту, і для пуску їх необхідно застосовувати додаткові конструктивні засоби|кошти|.
У двофазних і трифазних асинхронних машинах обмотка статора створює в повітряному зазорі обертове магнітне поле. Умовами створення|створіння| обертового поля є|з'являються,являються| наявність просторового зсуву осей фаз обмоток при виготовленні обмоток і живлення|харчування| цих обмоток системою змінних струмів|токів| з|із| часовим зсувом фаз. В АМ| з|із| короткозамкненим або фазним ротором обертове магнітне поле наводить на провідниках роторної обмотки ЕРС|, під дією яких в роторній обмотці починає|розпочинає,зачинає| протікати змінний струм|тік|.
Взаємодія магнітного поля із|із| струмами|токами| ротора обумовлює| появу електромагнітних сил, рознесених від осі обертання і спрямованих у напрямі обертання магнітного поля. Під дією цих сил виникає електромагнітний момент, який примушує|заставляє| ротор обертатися у напрямі магнітного поля. Різниця швидкостей обертання магнітного поля і ротора оцінюється безрозмірною величиною ковзання ротора s = (w0 – w)/w0, де w0 – швидкість обертання магнітного поля, а
w – швидкість обертання ротора. Частота змінних ЕРС| та струмів|токів| ротора визначається величиною| ковзання f2 = f1s, де f1 і f2 – частоти змінних струмів|токів| статорної і роторної обмоток АМ| відповідно.
Швидкість обертання магнітного поля в повітряному зазорі АМ| однозначно визначається частотою мережі живлення|сіті| і числом пар полюсів машини рп: w0 = (2p f1) /рп |.
Змінні струми|токи| роторної обмотки також створюють обертове магнітне поле, яке при позитивній величині ковзання w0 > w обертається відносно ротора у напрямі обертання ротора. Якщо ж ковзання негативне|заперечне| w > w0, то це поле обертається проти|супроти| напряму|направлення| обертання ротора. Швидкість обертання поля струмів|токів| ротора wп2 визначається співвідношенням
.
У свою чергу швидкість обертання ротора залежно від величини ковзання визначається як w = w0(1– s).
Таким чином, результуюча величина швидкості обертання магнітного поля ротора в повітряному зазорі
wпр| = w + wп2 = w0(1– s) + w0s = w0,
тобто обертові магнітні поля струмів|токів| статора і ротора в повітряному зазорі нерухомі одне відносно одного. Це є|з'являється,являється| умовою перетворення потужності в електромеханічному перетворювачі.
Залежно від величини і знаку ковзання режими роботи АМ| поділяються на режими двигуна, генератора і гальмування противключенням|. Під час роботи в режимі двигуна відбувається|походить| перетворення електричної потужності, споживаної з|із| мережі,|сіті| в механічну потужність на валу АМ|.
У цьому режимі роботи величина ковзання змінюється в діапазоні 0 < s £ 1,0, тобто швидкість обертання ротора змінюється від нуля (s = 1,0) до швидкості, близької до швидкості обертання поля w0 (s ® 0). Електромагнітний момент спрямований у бік обертання ротора і є|з'являється,являється| причиною цього обертання.
У генераторному режимі роботи w > w0 (ковзання негативне|заперечний|) АМ| перетворює механічну потужність, що підводиться до валу зовнішнім двигуном, в активну електричну потужність, що віддається в електричну мережу|сіть|. У той же час АМ| споживає з|із| мережі|сіті| реактивну потужність, необхідну для створення|створіння| магнітного поля в ній. Електромагнітний момент АМ| в генераторному режимі роботи є|з'являється,являється| гальмівним|гальмовим| і спрямований проти|супроти| напряму|направлення| обертання ротора.
У режимі гальмування противключенням| ротор АМ| за рахунок джерела зовнішніх сил обертається проти|супроти| напряму|направлення| обертання магнітного поля, тобто до АМ| одночасно підводиться електрична потужність з|із| мережі|сіті| і механічна потужність до її валу. Обидві ці складові потужності розсіюються в АМ| у вигляді втрат ковзання, створюючи значний гальмівний|гальмовий| момент, направлений|спрямований| проти|супроти| напряму|направлення| обертання ротора. Ковзання ротора АМ| в цьому режимі щодо|відносно| магнітного поля більше одиниці s = (w0+w ) / w0 > 1,0.
В процесі перетворення енергії в асинхронному| двигуні (АД) мають місце співвідношення між електромагнітною Рем, споживаною Р1 і механічною Рмех потужностями та втратами ковзання D рк:
Рем = Мемw0 =Р1– D рм1 – D рст1;
Рмех = Мемw = Рем (1– s);
D рк = Рем – Рмех = Ремs.
Основні співвідношення схеми заміщення АД. Рівняння рівноваги напруг|напружень| статорного контуру АД і рівняння балансу МРС| подібні відповідним рівнянням трансформатора. Рівняння рівноваги напруг|напружень| роторного контуру АД враховує вплив величини ковзання на величини ЕРС| і індуктивного опору розсіяння ротора. З врахуванням цієї обставини рівняння АД з|із| обертовим ротором має вид:
;
;
.
Після приведення параметрів ротора до кількості фаз і витків статорної обмотки, і до частоти струмів|токів| статора, рівняння АД матимуть вигляд|вид|
;
;
;
.
Рис. 12.1 |
Цим рівнянням відповідає Т-подібна схема заміщення (рис. 12.1). У цій схемі заміщення активний опір роторного контуру розділений на два опори r¢2 і . Втрати енергії на опорі r¢2 від струму|току| відповідають втратам в міді ротора (втратам ковзання), а втрати на опорі – механічній потужності на валу АД. Опір контуру намагнічування дорівнює Z0 = r0 + jx0. Якщо знехтувати втратами в сталі статора АД, то Z0 = jx0.
Для спрощення розрахунку режимів роботи АД використовують Г-подібну схему заміщення з|із| винесеним на затискачі мережі|сіті| контуром намагнічування (рис. 12.2). В цьому випадку І1=І¢2 і , а момент АД визначається співвідношенням або .
Рис. 12.2 |
Залежність моменту АД від ковзання називається моментною| характеристикою.
Ковзання, при якому момент досягає максимального значення, називається критичним sкр. Значення коефіцієнта с близько|поблизу| до одиниці, тому sкр можна визначити за формулою
.
Величину максимального моменту АД визначають за формулою .
При збільшенні величини додаткового активного опору в колі фазного ротора величина критичного ковзання асинхронної машини буде збільшуватись (рис. 12.3), а величина максимального (критичного) моменту залишається незмінною [4–6].
Рис. 12.3 |
Величина пускового моменту машини також збільшується до тих пір, поки при деякій величині опору не досягне величини максимального моменту. Подальше збільшення величини опору в колі ротора буде призводити до зменшення величини пускового моменту.
Коефіцієнт корисної дії АМ| при роботи в режимах двигуна і генератора розраховують за співвідношеннями
.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ... Національний авіаційний університет... ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Теоретичні положення
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов