Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕринцип получени€ разного числа пар полюсов




 

‘азные обмотки статора, уложенные в пазы сердечника статора, представл€ют собой мощные электромагниты. ”меньша€ число пар полюсов обмотки статора, можно увеличивать скорость двигател€, и наоборот уменьшить, в соответствии с выражением

 

n = 60f (1 Ц s) / р.

 

ƒл€ получени€ несколько скоростей электродвигател€ примен€ют два способа:

1. –азмещают на статоре отдельные обмотки в количестве, равном числу скоростей. Ёти обмотки имеют разное число пар полюсов и при работе двигател€ включаютс€ поочередно. Ќапример, на судах примен€ютс€ двигатели серии ћјѕ на две или три скорости (ћ Ц морской, ј Ц асинхронный, ѕ Ц полюсо-переключаемый);

2. Ќа статоре размещают обмотку, схему которой можно измен€ть по одному из двух вариантов:

а) переключение обмотки со Ђзвездыї на Ђдвойную звездуї;

б) переключение обмотки с Ђтреугольникаї на Ђдвойную звездуї.

Ётот второй способ получени€ нескольких скоростей широко примен€етс€ на судах иностранной постройки.

” таких двигателей, допускающих изменение схемы обмотки, кажда€ фазна€ обмотка состоит из двух одинаковых частей (секционных групп) с выводами Ќ1- 1, Ќ2- 2 (Ќ Ц начало,   Ц конец).

ќбъ€сним принцип изменени€ числа пар полюсов на примере только одной фазной обмотки (рис. 9.18).

 

 

–ис. 9.18. —хема переключени€ секционных групп обмотки статора с последовательного (а) на параллельное (б) соединение; Ќ и   Ц начала и концы секционных групп

 

ѕусть секционные группы соединены последовательно при помощи перемычки  1 Ц Ќ2, а на выводы Ќ1 и  2 подаетс€ питание (рис. 9.18, а). «адавшись произвольно выбранным направлением тока в сторонах секций (обозначено стрелками), перенесем эти направлени€ в поперечные сечени€ проводников секций в верхней части в виде крестиков и точек.

ѕо правилу буравчика найдем направление магнитных силовых линий вокруг каждого проводника с током. –€дом расположенные силовые линии позвол€т определить положение электромагнитных полюсов обмотки статора. Ќа рис. 9.18,ФаФ таких полюсов Ц четыре (2р = 4), поэтому синхронна€ частота вращени€ ротора составит

 

n = 60f / р = 60*50 / 2 = 1500 об / мин.

ѕри переходе от последовательного соединени€ к параллельному соединению надо соединить перемычками выводы Ќ1 и  2 (а не Ќ1 и Ќ2) и  1 и Ќ2 (а не  1 и  2) (рис. 9.18, б).

ѕовтор€€ сделанные выше рассуждени€, можно найти, что при переходе от последовательного к параллельному соединению секционных групп число полюсов уменьшилосьв 2 раза (2р = 2), поэтому синхронна€ частота вращени€ ротора составит

n = 60f / р = 60*50 / 1 = 3000 об / мин.

.

–егулирование скорости асинхронного двигател€ изменением числа пар полюсов путем переключени€ обмотки статора со Ђзвездыї на Ђдвойную звездуї

 

ѕри переключении обмотки статора первым способом, путем переключени€ обмотки статора со Ђзвездыї на Ђдвойную звездуї,двигатель при пуске включают в сеть по схеме Ђзвездаї (рис.9.19, а), при этом питание сети подаетс€ на выводы —1, —2 и —3. —екционные группы Ќ1- 1 и Ќ2- 2 в каждой из трех фазных обмоток соединены последовательно.

–ис. 9.19. —хемы включени€ и механические характеристики асинхронного двигател€ при переключении обмотки статора со Ђзвездыї на Ђдвойную звездуї (а) и с Ђтреугольникаї на Ђдвойную звездуї (б)

 

ƒл€ перехода на Ђдвойную звездуї поступают таким образом:

а) снимают питание с выводов —1, —2 и —3;

б) при помощи контактов первого трехполюсного контактора соедин€ют вместе выводы Ќ1 и  2;

в) при помощи контактов второго трехполюсного контактора подают питание на средние выводы —4, —5 и —6 фазных обмоток.

¬ результате этих переключений секционные группы в каждой фазной обмотке соедин€ютс€ параллельно, в целом образу€ две Ђзвездыї, включЄнные параллельно.

ѕереходный процесс протекает по траектории Ђ0ј¬—Dї. ѕри пуске двигатель включают Ђзвездойї, при этом он переходи из точки Ђ0ї в точку Ђјї, развива€ пусковой момент, выражаемый отрезком Ђ0јї.

ѕоскольку в точке Ђјї пусковой момент больше номинального ћ , двигатель разгон€етс€ по участку Ђј¬ї. ¬ точке Ђ¬ї наступает установившийс€ режим на Ђзвездеї.

ѕри переключении обмотки на Ђдвойную звездуї двигатель при посто€нстве скорости переходит из точки Ђ¬ї в точку Ђ—ї, после чего разгон€етс€ до точки ЂDї, в которой наступает установившийс€ режим на Ђдвойной звездеї —корость дл€ соединени€ двойной звездой увеличиваетс€ в два раз а.

ѕри всех переключени€х двигатель необходимо использовать полностью, т.е. завис€щий от нагрузки ток статора должен быть равен номинальному току, на который рассчитана обмотка статора.

–асчЄт момента и мощности при регулирование скорости переключением обмоток статора со звезды(Y) на двойную звезду(YY)

 

≈сли при переключении обмоток статора со звезды(Y) на двойную звезду(YY) прин€ть и η- к.п.д. двигател€ одинаковыми на всех ступен€х переключени€, то получим мощность:

1) ѕри соединении фаз обмотки статора звездой

 

PY = 3UIн = UЋ Iн (1-1)

 

”читываем, что при соединении звездой Iн = Iл = Iф, =

—корость и момент дл€ соединени€ одинарной звездой:

ωY = (1-s); MY = PYY.

- две пары полюсов

2) ѕри соединении фаз обмотки статора дойной звездой секции обмоток статора включаютс€ по две параллельно, и ток каждой фазы увеличиваетс€ в два раза

PYY = 3U2Iн = UЋ Iн = 2PY. (1-2)

ќкончательно получаем, что мощность дл€ двойной звезды увеличилась в два раза

PYY = 2PY.

—корость дл€ соединени€ двойной звездой увеличиваетс€ в два раз а:

ωYY = (1-s) = (1-s) =2ωY (1-3)

”равнение (1-3) умножили и разделили на 2 и получили(1-4)

 

ωYY = Y (1-4)

 

ћомент двигател€ после соединени€ двойной звездой не измен€етс€:

MYY = PYYYY =2PY/2ωY =PYY

MYY = MY

“аким образом, получили, что переключение обмоток статора асинхронного двигател€ со звезды(Y) на двойную звезду(YY) позвол€ет вдвое увеличить скорость и мощность двигател€ при неизменном (посто€нном) моменте на валу.

 

ѕри переходе со Ђзвездыї на Ђдвойную звезду мощность и скорость увеличиваютс€ в 2 раза, но момент двигател€ не измен€етс€ (отсюда название способа - Ђрегулирование скорости при посто€нном моментеї).

–егулирование скорости асинхронного двигател€ изменением числа пар полюсов путем переключени€ обмотки статора с Ђтреугольникаї на Ђдвойную звездуї

 

ѕри переключении обмотки статора вторым способом двигатель при пуске включают в сеть по схеме Ђтреугольникї (рис.9.19, б), этом питание сети подаетс€ на выводы —1, —2 и —3. —екционные группы Ќ1- 1 и Ќ2- 2 в каждой из трех фазных обмоток соединены последовательно.

ƒл€ перехода на Ђдвойную звездуї точно так же, как в предыдущем случае, а именно:

а) снимают питание с выводов —1, —2 и —3;

б) при помощи контактов первого трехполюсного контактора соедин€ют вместе выводы Ќ1 и  2;

в) при помощи контактов второго трехполюсного контактора подают питание на средние выводы —4, —5 и —6 фазных обмоток

¬ результате этих переключений секционные группы в каждой фазной обмотке соедин€ютс€ параллельно, в целом образу€ две Ђзвездыї, включены параллельно.

–асчЄт момента и мощности при регулирование скорости переключением обмоток статора с треугольника на двойную звезду(YY)

 

1) ѕри соединении фаз обмотки статора треугольником мощность равна

 

Pтр. = 3UIн = UЋ Iн (2-1)

”читываем, что фазное напр€жение равно линейному напр€жению

U = UЋ

—корость и момент дл€ соединени€ треугольником:

ωтр. = (1-s) Mтр. = Pтр.тр. (2-2)

2) ѕри соединении фаз обмотки статора двойной звездой секции обмоток статора, соединЄнные ранее треугольником, включаютс€ по две параллельно, и ток каждой фазы увеличиваетс€ в два раза. ”равнение (2-1) умножаем на 2 и получим (2-3)

 

PYY = UЋ Iн (2- 3)

”множим и разделим (2- 3) на 3 и получим

PYY = UЋ Iн = UЋ Iн = Pтр. = 1,15 Pтр.

PYY = Pтр. = 1,15 Pтр. (2-4)

»з (2-4) видно, что мощность при переключении обмоток статора с треугольника на двойную звезду(YY) практически почти не изменилась. —корость дл€ соединени€ фаз обмоток статора двойной звездой увеличиваетс€ в два раза:

ωYY = (1-s) = (1-s) = 2ωтр., (2-5)

ωYY = 2ωтр..

ќпределим, как измен€етс€ момент двигател€ при переключении обмоток статора с треугольника на двойную звезду(YY):

 

MYY = PYYYY =1.15Pтр./2ωтр. = 0,58 Mтр.

 

MYY =0,58 Mтр. (2-6)

“аким образом, получили, что переключение обмоток статора асинхронного двигател€ с треугольника на двойную звезду позвол€ет вдвое увеличить скорость, при этом мощность двигател€ почти не измен€етс€ но момент на валу уменьшаетс€ в 0,58 раз (почти в два раза).

 

–егулирование скорости асинхронного двигател€ изменением числа пар полюсов экономичное, но при этом способе ограничена плавность регулировани€ (регулирование ступенчатое).

ѕри переходе с Ђтреугольникаї на Ђдвойную звезду:

a) мощность увеличиваетс€ на 16%, т.е. почти не измен€етс€ (отсюда название способа - Ђрегулирование скорости при посто€нной мощностиї);

b) скорость увеличиваетс€ в 2 раза;

c) момент двигател€ уменьшаетс€ почти в 2 раза

(ћ = 0,58 ћ ).

Ќа судах регулирование скорости переключением обмотки статора со Ђзвездыї на Ђдвойную звездуї примен€ют в грузоподъемных механизмах, т.к. при этом способе критический момент двигател€ не измен€етс€ и потому отсутствует опасность опрокидывани€ двигател€. ¬ то же врем€ така€ опасность существует при переключением обмотки статора с Ђтреугольникаї на Ђдвойную звездуї, потому что момент двигател€ уменьшаетс€ почти в 2 раза (ћ = 0,58 ћ ).

Ќа судах переключение обмотки статора с Ђтреугольникаї на Ђдвойную звездуї примен€ют ограниченно, в электроприводах €корно-швартовных устройств дл€ получени€ самой высокой скорости, котора€ используетс€ дл€ перемещени€ свободного (ненагруженного) швартовного каната.

 

–егулирование скорости асинхронного двигател€ изменением частоты тока статора

 

»змен€ющийс€ по частоте ток приводит к изменению угловой скорости пол€ статора

» пропорционально измен€етс€ скорость ротора. »з выражени€ (1-1) следует, что регулирование скорости двигател€ изменением происходит без значительного изменени€ скольжени€ и позвол€ет получать различные скорости на жестких механических характеристиках.

— помощью электромашинных и полупроводниковых устройств можно плавно измен€ть частоту тока статора , а следовательно и скорость двигател€. —корость двигател€ можно увеличить вверх до от номинальной и уменьшать в раз от номинальной.

¬ерхний предел скорости ограничиваетс€ механической прочностью ротора, нижний Ц особенност€ми роботы преобразователей частоты. Ќаиболее целесообразно применение тиристоры преобразователей частоты, в которых происходит сначала выпр€мление переменного тока частоты сети, а затем инвертирование в переменный ток нужной частоты.

ƒл€ сохранени€ посто€нной (неизменной) перегрузочной способности двигател€ на всех скорост€х и поддержани€ посто€нных значений  ѕƒ и , одновременно с изменением частоты тока, необходимо измен€ть напр€жение, подводимое к двигателю.

ѕерегрузочна€ способность не будет измен€тьс€ при изменении частоты тока статора, если отношение критических моментов двигател€ при всех частотах тока и соответствующих напр€жени€х будет равно отношению соответствующих статических моментов нагрузки .

 

(1-2)

 

ѕодставим в уравнение (1-2) значени€ критических моментов из известного ранее соотношени€:

» получим:

ѕосле преобразовани€ получим (1-3):

 

√де: Ц статические моменты при скорост€х, соответствующих частотам и ;

и напр€жени€ при тех же частотах тока статора.

 

»з уравнени€ (1-3) следует, что с изменением частоты нужно так же изменить и величину подводимого к двигателю напр€жени€ . “.е. дл€ каждой частоты необходимо соответствующее этой частоте напр€жение .

«акон изменени€ напр€жени€ определ€етс€ характером зависимости статического момента от скорости.

≈сли пренебречь моментом холостого хода рабочего механизма, то уравнение статического момента можно записать в виде

ѕодставив значени€ статических моментов (1-4) в уравнение (1-3) получим

 

откуда

 

√де: Ц относительна€ частота напр€жени€, подавшего на статор двигател€;

Ц показатель степени, определ€ющий закон изменени€ напр€жени€ с изменением частоты тока статора.

 

— изменением частоты тока будут измен€тьс€ синхронна€ скорость пол€ статора и индуктивные сопротивлени€ обмоток двигател€.

ƒвигатель будет развивать критический момент при критическом скольжении дл€ данной частоты тока

 

 

–ассмотрим регулирование напр€жени€ дл€ наиболее распространенных законов изменени€ нагрузки.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2335 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќачинайте делать все, что вы можете сделать Ц и даже то, о чем можете хот€ бы мечтать. ¬ смелости гений, сила и маги€. © »оганн ¬ольфганг √ете
==> читать все изречени€...

514 - | 498 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.046 с.