imageschto-oznachaet-zadannaja-sinhronnaja-chastota-vraschenija-dvigatelja-thumb.jpg

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Разность между частотой вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора характеризуется скольжением. На рис. 2.5 приведено условное обозначение асинхронного двигателя с короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором. Асинхронная машина может работать в режимах двигателя, генератора и электромагнитного тормоза. В режиме холостого хода ток статора минимальный. Электромагнитный момент возникает при наличии магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, и тока в обмотке ротора.

По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отсюда, следуя закону Ампера (на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует ЭДС), ротор приходит во вращение. Для запуска используют вспомогательные асинхронные электродвигатели, либо ротор с короткозамкнутой обмоткой. Асинхронные двигатели нашли широкое применение во всех отраслях техники.

Три фазы обмотки статора асинхронного трехфазного двигателя, пространственно смещенные на 120°, соединяются друг с другом звездой или треугольником. Рис. 1 Трёхфазный двухполюсный асинхронный двигатель. После успешного разбега контактные кольца замыкаются накоротко, так что обмотка ротора двигателя выполняет те же самые функции, что и в случае короткозамкнутого ротора.

Асинхронные машины

У двигателей первой группы вращающий момент создается вследствие гистерезиса при перемагничивании ротора. Данные двигатели не являются традиционными и не широко распространены в промышленности. Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели.

2.11. Пуск в ход асинхронного двигателя

Существуют синхронные двигатели с дискретным угловым перемещением ротора — шаговые двигатели. Двигатели переменного тока с питанием от промышленной сети 50 Гц не позволяют получить частоту вращения выше 3000 об/мин. Ресурс асинхронных двигателей переменного тока гораздо выше, чем у коллекторных, и определяется состоянием подшипников и изоляции обмоток.

Этот двигатель часто демонстрируется в школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Б. С. Якоби писал, что его двигатель несложен и «дает непосредственно круговое движение, которое гораздо легче преобразовать в другие виды движения, чем возвратно-поступательное». Вращательное движение якоря в двигателе Якоби происходило вследствие попеременного притяжения и отталкивания электромагнитов.

В 1839 г. Якоби построил лодку с электромагнитным двигателем, который от 69 элементов Грове развивал 1 лошадиную силу и двигал лодку с 14 пассажирами по Неве против течения. За прошедшие годы асинхронные двигатели нашли очень широкое применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Маломощные двигатели используются в устройствах автоматики.

Например, 660/380, Y/∆. Данный двигатель можно включать в сеть с $U_л = 660В$ по схеме звезда или в сеть с $U_л =380В$ – по схеме треугольник. Двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет подвижных контактов.

Доливо-Добровольский первым создал двигатель с короткозамкнутым ротором и исследовал его свойства. Доливо-Добровольский назвал причину этого недостатка – сильно закороченный ротор. Им же была предложена конструкция двигателя с фазным ротором. У фазного ротора обмотка выполняется трёхфазной, аналогично обмотке статора, с тем же числом пар полюсов. Витки обмотки закладываются в пазы сердечника ротора и соединяются по схеме звезда.

3.ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ И РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Это асинхронный двигатель (А) четвёртой серии защищённого исполнения. Обратите внимание, что частота вращения магнитного поля не зависит от режима работы асинхронной машины и её нагрузки.

Пусть под действием электромагнитного момента ротор начал вращаться с частотой вращения магнитного поля ($n=n_0$). При увеличении нагрузки на валу двигатель должен развивать больший вращающий момент, а это происходит при снижении частоты вращения ротора. Асинхронная машина переходит в режим генератора, если ротор начинает вращаться быстрее магнитного поля ($n \gt n_0$). Этот режим может наступить, например, при регулировании частоты вращения ротора.

Этот режим работы наступает, если ротор и магнитное поле вращаются в разные стороны. Частота ЭДС и тока ротора. Таким образом, магнитные поля ротора и статора относительно друг друга неподвижны. Чем больше ток ротора, тем больше ток статора. Ток реального холостого хода асинхронной машины $I_0=(20÷60)%I_{1н}$ и значительно больше по сравнению с номинальным током, чем у трансформатора.

Этот режим служит для преобразования механической энергии в электрическую, т.е. асинхронная машина должна развивать на валу тормозной момент и отдавать в сеть электрическую энергию. В паспорте трёхфазного двигателя задаются линейные напряжения сети и схема соединения обмотки статора. Синхронный двигатель имеет отличие в конструкции ротора. Короткозамкнутая обмотка (рис. 2.3) ротора состоит из стержней 3, которые закладываются в пазы сердечника ротора.

Читайте также: