Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подключение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к сети

Подключение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к сети.

Обычно выводы всех фаз обмотки статора двигателя расположены в коробке зажимов. Схема присоединения обмоток к зажимам колодки показана на рис. 2а., включение обмоток по схеме «звезда» и соединение выводов зажимов — рис. 2б., включение обмоток по схеме «треугольник» и соединение выводов зажимов рис. 2в.

Пуск двигателя в ход. При прямом включении обмоток статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в сеть наблюдается большой скачок тока, в 6-8 раз превышающий его номинальный ток. Это вызывает заметную перегрузку в электрической сети, от которой осуществляется питание двигателя и других близлежащих потребителей.

Для ограничения пускового тока при пуске двигателя с короткозамкнутым ротором применяют 3 способа:

1 способ — переключение обмотки статора со схемы звезда на схему треугольник. Этот способ применим для двигателей, у которых обмотка статора при нормальной работе соединена треугольником. В момент пуска обмотка статора посредством переключающего устройства соединяется по схеме звезда, а после запуска — по схеме треугольник. При этом линейный пусковой ток двигателя уменьшается в √3 раза.

2 способ — пуск посредством автотрансформатора, позволяющий понижать подводимое к двигателю напряжение во время пуска, вследствие чего уменьшается пусковой ток.

3 способ – применение специальных электронных устройств – устройств плавного пуска и частотных преобразователей.

Недостаток первых двух методов — уменьшение пускового напряжения и, как следствие, пускового момента.

Реверсирование двигателя.

Для изменения направления вращения двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. Это достигается переключением двух фаз (двух любых подводящих электрическую энергию проводов на зажимах двигателя).

Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимость скорости вращения n2, коэффициента полезного действия η, коэффициента мощности cosφ, скольжения s, вращающего момента M и тока в цепи статора I1 от нагрузки (полезной мощности) на валу двигателя P2 при постоянном номинальном напряжении и неизменной частоте сети (рис. 3.).

Основной характеристикой двигателя является зависимость частоты вращения ротора от момента сопротивления на валу (от нагрузки), т.е. механическая характеристика. Рабочими характеристиками двигателя являются зависимости:

М = f1(Р2); I1 = f2(Р2); Соs1 = f3(Р2);

= f42); n2=f52); (4)

При построении рабочих характеристик используются соотношения:

Р2 = 0,104 * М * n2; = Р2/Р1 * 100 % ; cos 1 = P1/( 3 * U1 * I1); (5)

где: Р2 — полезная механическая мощность на валу;

Р1 — мощность, потребляемая из сети;

I1 — линейный ток, потребляемый двигателем из сети;

М — момент на валу;

Сos1 — коэффициент мощности двигателя;

— КПД двигателя;

U1 — линейное напряжение сети.

У асинхронного двигателя, как и у большинства машин, коэффициент полезного действия (КПД) с ростом нагрузки возрастает η=ƒ(Р2), ввиду уменьшения доли электрических и магнитных потерь по отношению к развиваемой мощности двигателя. Однако, при достижении нагрузки 75% от номинальной, заметно возрастают и электрические потери (в обмотках статора и ротора), пропорциональные квадрату тока потребляемого двигателем, что ведет в дальнейшем с увеличением нагрузки к некоторому уменьшению КПД.

Коэффициент мощности cosφ зависит от соотношения между активной мощностью Р1, потребляемой двигателем, и полной мощностью S, складывающейся из активной Р1 и реактивной Q составляющих:

cosφ = (6)

При увеличении нагрузки растет величина активной мощности Р1, что приводит к росту cosφ, достигающего максимального значения (0,7-0,9) при номинальной нагрузке на двигатель. В дальнейшем возможно уменьшение cosφ, в связи с увеличением реактивной мощности, связанной с усилением потоков рассеяния.

Механическая характеристика и саморегулирование двигателя.

График, связывающий между собой механические величины — скорость и вращающий момент, называется механической характеристикой асинхронного двигателя (рис. 4.) n=ƒ(M). Саморегулирование асинхронного двигателя заключается в следующем. Пусть двигатель работает устойчиво в каком-то режиме, развивая скорость n1 и вращающий момент М1. При равномерном вращении этот момент равен тормозному моменту Мт1, т.е.

М1т1, n1= const.

Увеличение тормозного момента до Мт2, вызовет уменьшение оборотов машины, так как тормозной момент станет больше вращающего момента.

С уменьшением оборотов увеличивается скольжение, что в свою очередь вызывает возрастание ЭДС и тока в роторе. Благодаря этому увеличивается вращающий момент двигателя.

Этот процесс заканчивается тогда, когда вращающий момент М2, развиваемый двигателем, станет равным Мт2. При этом, устанавливается скорость вращения меньшая, чем n1. Свойство автоматического установления равновесия между тормозным и вращающим моментами называется саморегулированием.

Момент сопротивления (тормозящий момент) на валу двигателя создается генератором постоянного тока (ГПТ).

При питании ОВ генератора от постоянного источника возникает ток возбуждения IВ, создающий основное магнитное поле машины Ф.

Чаще всего используют два способа включения ОВ — к независимому источнику питания (независимое возбуждение) и параллельно цепи якоря генератора (параллельное возбуждение).

Вал якоря ГПТ, будучи соединенным с валом асинхронного двигателя, приводится им во вращение, в результате чего индуцируется в обмотках якоря ЭДС Е, а на выходе генератора появляется напряжение U, питающее нагрузку генератора, ток цепи якоря Iя взаимодействует с магнитным полем возбуждения Ф и создает тормозящий момент М:

М = СМ * Ф * IЯ (7)

где: СМ — конструктивный коэффициент машины.

Величина тормозящего момента зависит от величины нагрузки генератора и, следовательно, от IЯ и от тока возбуждения IВ, создающего магнитный поток Ф.

Основные характеристики генератора:

а) характеристика холостого хода: Е = f6(IВ);

б) внешняя характеристика: U = f7(I);

где: I — ток в нагрузке генератора.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Вы будете перенаправлены на Автор24

Конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — это асинхронный электрический двигатель, ротор которого выполнен с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки.

В каждом электрическом двигателе есть два основных элемента:

  • Ротор
  • Статор

Статор и рот заключены в защитный кожух. Чтобы охлаждать проводники обмотки на валу устанавливается вентилятор. Данный принцип положен в основу строения всех типов двигателей. Конструкция статора асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором ничем не отличается от строения статора других видов двигателей. Пример схемы конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором представлен на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схема конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

1 — подшипник; 2 — вал; 3 — подшипниковый щит; 4 — коробка выводов; 5 — сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; 6 — сердечник статора с обмоткой; 7 — корпус; 8 — кожух вентилятора; 9 — подшипниковый щит; 10 — вентилятор; 11 — подшипник; 12 — обмотка статора; 13 — паспортная табличка; 14 — лапы; 15 — болт заземления; А — литая обмотка; Б — сварная обмотка; В — короткозамкнутая обмотка ротора без сердечника.

Конструкция обмотки ротора похожа на беличью клетку. Данная клетка состоит из алюминиевых стержней, концы которых замыкают короткозамыкающие кольца. В двигателях большой мощности могут быть использованы в качестве обмотки медные стержни. Стержни располагаются поверх сердечников ротора, которые изготавливаются из трансформаторной стали. При производстве роторов сердечники монтируют на валу, а проводники заливают в пазы магнитопровода. При такой конструкции необходимость в изоляции пазов сердечника отпадает. На рисунке ниже представлен пример схемы ротора с короткозамкнутой обмоткой.

Готовые работы на аналогичную тему

Рисунок 2. Схема ротора с короткозамкнутой обмоткой. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Магнитопроводы таких роторов не нуждаются в лаковой изоляции поверхностей, они относительно просты в изготовлении, что способствует снижению себестоимости всего двигателя. Ротор асинхронно вращается внутри статора. Между ними устанавливается расстояние — воздушные зазоры, размер которых может составлять от 0,2 до 0,5 миллиметров. Для того, чтобы улучшить пусковые характеристики электродвигателя с короткозамкнутым контуром используются роторы со специальной формой пазов — глубокопазные роторы. Данное решение позволяет использовать эффект вытеснения тока, способствующий увеличению активного сопротивления обмотки ротора при больших скольжениях.

В зависимости от числа используемых фаз асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором делятся на однофазные, двухфазные и трехфазные. Двигатели с трехфазными обмотками отличаются высокой стабильностью при функционировании при нормальной нагрузке. У двухфазных двигателей имеются две перпендикулярно расположенные обмотки статора и на каждую из них поступает переменный ток. В однофазных двигателях используется только одна рабочая обмотка.

Функционирование асинхронного двигателя происходит на основе свойств трехфазного тока, который способен создавать вращающееся магнитное поле в обмотках статора. В асинхронных двигателях короткозамкнутого ротора синхронная частота вращения электромагнитного поля связана пропорциональной зависимостью с собственной частотой переменного тока.

Основные характеристики, недостатки и преимущества асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Подключение двигателя

К основным характеристикам асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором относятся: мощность, величина тока при максимальном напряжении, коэффициент полезного действия, частота вращения вала.

К преимуществам асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором относятся:

  1. Относительно низкая стоимость, по сравнению с моделями на основе фазных роторов.
  2. Стабильность при функционировании в условиях нормальной нагрузки.
  3. Высокий коэффициент полезного действия.
  4. Высокая степень надежности.
  5. Низкие эксплуатационные затраты.
  6. Долговечность.

Недостатками асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются низкий коэффициент скольжения, высокие пусковые токи, чувствительность к перепадам напряжения, необходимость в коммутационных устройствах управления и т.п.

Статорные обмотки трехфазных асинхронных двигателей могут быть подключены по схеме либо треугольника, либо звезды. Электрический двигатель, который подключается к одной и той же сети разными способами, потребляет разную мощность. Именно поэтому нельзя подключить двигатель, рассчитанный на схему звезда, треугольником, так как в этом случае значительно снизится пусковой момент.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя на двигателе калины

Пусковой момент – это механический вращающий момент, который развивает электрический двигатель на валу во время пуска.

Для того, чтобы уменьшить пусковые токи можно коммутировать контакты звезды в треугольник, однако, это также поспособствует снижению пускового момента. Для того, чтобы подключить трехфазный электрический двигатель с короткозамкнутым ротором к однофазному току используются такие фазосдвигающие элементы, как резисторы и конденсаторы. При этом можно использовать как схему подключения звездой, так и треугольником. Для того, чтобы управлять работой двигателя, в электрическую сеть статора подключаются дополнительные устройства.

НАУКА И МЫ

Медицинские, исторические, технические, социальные и другие научно-исследовательские работы

Схемы асинхронных двигателей

Схемы асинхронных двигателей

В практической части рассмотрены многие схемы асинхронных электродвигателей для того, чтобы охарактеризовать их возможности, показать основные этапы работы двигателей. Схема асинхронного электродвигателя показана на рис. 2. 15. В его схеме и принципе действия есть сходство с трансформатором. Отличие заключается в том, что вторичная обмотка размещается на вращающемся роторе и не связана с внешней сетью. На схеме рис. 2. 15, а эта обмотка состоит из стержней, замкнутых накоротко, что соответствует двигателю с короткозамкнутым ротором, а в двигателях с фазовым ротором она соединяется с внешними сопротивлениями — рис. 2. 15, б.

Рис. 2. 15. Схемы асинхронных двигателей:
а) асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; 6) асинхронный двигатель с фазным ротором; 1 — обмотки статора, 2 — ротор с короткозамкнутыми стержнями, 2 — обмотки фазного ротора, 3 — контактные кольца, 4— сопротивления в цепи фазного ротора.
Обмотка статора равномерно распределена по его окружности. Обмотки фаз статора соединяются в звезду или в треугольник.

Проверка схемы соединения обмоток

Большинство двигателей в коробках зажимов имеют шесть выводов, соответствующих началам и концам их фазных обмоток. Обычно выводы всех фаз обмотки статора двигателя расположены в коробке зажимов согласно рис. 2.17, а. Такое расположение дает возможность получить соединение фазных обмоток статора в звезду при соединении горизонтально перемычками нижних зажимов и в треугольник при соединении вертикальных пар зажимов (рис. 2.17, б, в). В некоторых двигателях обмотки фаз статора соединены в звезду и в коробке зажимов находятся только выводы С1, С2 и С3. Следует учесть, что выводные концы обмоток фаз двигателя одеваются на шпильки и прижимаются гайками, которые могут быть слабо затянуты, поэтому нужно проверять крепление выводных концов их пошатыванием. При слабом креплении этих концов нужно отсоединять подводящие провода и перемычки и затягивать гайки крепления выводных концов обмотки двигателя.

Выводы обмоток статора трехфазного асинхронного электродвигателя:
а) схема присоединения начал и концов обмоток к зажимам колодки в выводной коробке; б) схема включения обмоток статора в звезду и соединение выводных зажимов; в) схема включения обмоток статора в треугольник и соединение выводных зажимов.

Измерение сопротивления изоляции. Об измерении сопротивления изоляции рассказано в гл. 5. Величина сопротивления изоляции электродвигателя согласно ПУЭ не нормируется, но в стандарте указано, что величина сопротивления изоляции электрических машин должна быть не менее 1 кОм на 1 В номинального напряжения машины. Пробный пуск двигателя. Электродвигатель включают на 2. 3 с и проверяют: направление вращения, работу вращающихся частей двигателя и вращающихся и движущихся частей механизма; действие пусковой аппаратуры.

При любых признаках неисправности электрической или механической части двигатель останавливается и неисправности устраняются. Нужное направление вращения механизма бывает на нем обозначено стрелкой. Нужно также помнить, что при правильном направлении вращения рабочих колес турбомашин (насосов, вентиляторов и т. д.) их лопатки загнуты назад относительно направления вращения. Правильное направление вращения двигателей транспортирующих машин (транспортеров, шнековых и ковшовых подъемников и др.) определяется по движению их рабочих органов. Для изменения вращения двигателя достаточно отсоединить от зажимов два провода, подводящих напряжение к двигателю, поменять их местами и снова присоединить. Обычно это делается на выходе пускового аппарата. Кратковременное включение повторяют 2—3 раза, увеличивая продолжительность включения.

Проверка электродвигателя на холостом ходу и под нагрузкой

Проверку электродвигателя на холостом ходу производят при отсоединенном механизме. Если отсоединить механизм нельзя, то проводится проверка при ненагруженном механизме. Продолжительность проверки — 1ч. При этом проверяют нагрев подшипников, корпуса двигателя, наличие вибрации, характер шума подшипников. При ненормальном шуме подшипников и их перегреве двигатель приходится разбирать и устранять причину. При невозможности устранить причину ненормальной работы подшипника он заменяется.

При повышенном нагреве корпуса двигателя (большем, чем у других нормально работающих двигателей) он останавливается и производится проверка прилегания контактов в аппаратах, через которые подводится напряжение к двигателю, проверка плотности затягивания зажимов проводов, начиная от выводных концов в коробке двигателя.

При исправности цепи, подводящей напряжение к двигателю, и его повышенном нагреве он должен отправляться в капитальный ремонт. Перед этим у него должно быть проверено соответствие обозначений выводных концов фазных обмоток, измерено сопротивление обмоток постоянному току, что делается при наладке опытными специалистами. После проверки двигателя на холостом ходу начинается его проверка под нагрузкой. При нормальной работе двигателя в течение 20. 30 мин с механизмом далее продолжается его обкатка вместе с механизмом не менее 8 ч. При этом прирабатываются подвижные детали механизмов, проверяется на нагрев электрооборудование, выявляются его слабые места. Режим обкатки определяется механиками, производившими монтаж технологического оборудования.

Работа трехфазного двигателя в однофазной сети

На практике может потребоваться применение трехфазного двигателя в однофазной сети, например, при выходе из строя двигателя стиральной машины или другой бытовой машины, когда замены нет, а есть трехфазный двигатель. Одна из схем такого применения показана на рис. 2.21, где к двум вершинам треугольника подводится напряжение сети, равное 220 В, а к третьей — пусковая емкость Сп через контакт выключателя, замыкающийся на время пуска двигателя для создания пускового момента, и рабочая емкость Ср, включаемая на все время работы двигателя. Соединение обмоток двигателя треугольником предпочтительнее, так как при этом к фазной обмотке двигателя подводится напряжение, равное напряжению сети, большее, чем при соединении звездой, и получается большой крутящий момент.

Рис. 2.21. Применение трехфазного двигателя в однофазной сети: Q — выключатель неавтоматический, имеющий средний контакт с самовозвратом, Сп, Ср — емкости пусковая и рабочая.

При напряжении сети 220 В и частоте сети 50 Гц рабочая емкость, мкф,
Ср = 66Рн, где Pн. — номинальная мощность двигателя, кВт.
Пусковая емкость, мкф
Сп = 2Ср = 132Рн. Если двигатель запускается без пусковой емкости, то ее можно не применять.

Презентация урока по теме «Электрические схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Реверсивная схема пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Урок 1.9 – 1.10 Преподаватель – Ермолин А.П.

Реверсивная схема пуска асинхронного двигателя

Двигатель серии 4А Подключение питающей сети

Пуск асинхронного двигателя Прежде чем включить асинхронный двигатель в сеть нужно соединить обмотки или «Звездой» или «Треугольником», соответствующую номинальному режиму работы.

Пуск асинхронного двигателя Пусковой момент асинхронного двигателя невелик, по этому пуск обычно производят при отключенной нагрузке. При включении ротору дают раскрутится до скорости, несколько меньшей скорости поля. Теперь с помощью фрикционной муфты можно включить нагрузку. Если по условиям эксплуатации двигатель должен запускаться при включенной нагрузке, то его следует рассчитать так, чтобы пусковой момент превышал момент нагрузки при номинальном режиме.

Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя Величину скольжения, а следовательно и скорость вращения двигателя в небольших пределах можно регулировать изменением напряжения, подводимого к двигателю. Ступенчатое регулирование скорости вращения можно осуществлять изменением числа пар полюсов статора двигателя за счет переключения секций его обмотки. Скорость вращения двигателя можно регулировать так же изменением частоты питающего тока, но этот способ практически не применяется ввиду отсутствия простых и экономичных устройств для регулирования частоты тока в мощных электрических сетях. Потому что этот способ требует отдельного генератора для каждого двигателя, что нецелесообразно.

Реверсирование АД В некоторых случаях возникает необходимость регулирование не только величину скорости, но и направление вращения ротора двигателя. Изменение направления вращения ротора двигателя называют реверсированием. Для реверсирования двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. Для реверсирования двигателя достаточно поменять две любые фазы на клемовой колодке двигателя. Если реверсирование происходит часто, то собирают схему с двумя пускателями.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Включили автоматический выключатель (ВА)

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Нажали на кнопку «Пуск»

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Отпустили кнопку «Пуск»

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Прервали цепь катушки КЛ. кнопкой «Стоп» ( Кн.С)

Читать еще:  Двигатель будет работать с загнутыми клапанами

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Сработала тепловая защита

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Сработала токовая защита

Аппараты тепловой защиты Тепловое реле Реле максимального тока

Аппараты токовой защиты Автоматы

Аппараты токовой защиты Предохранители

Нулевая защита Нулевая защита – это защита обслуживающего персонала от поражения токов в случаях кратковременного его исчезновения в цепи. Электромагнитный пускатель Силовой (линейный) контактор

Закрепление пройденного материала 1.Из каких цепей состоит пусковая схема АД с КЗ-ротором? — силовой цепи; -цепи управления. 2.Назначение силовой цепи. -для соединения питающей цепи со статорными обмотками двигателя. 3.Назначение цепи управления. -для управления силовой цепью схемы пуска.

Закрепление пройденного материала 4.Каким аппаратом запускается двигатель? -кнопкой «Пуск» командоаппарата. 5.Что происходит в цепях пусковой схемы при нажатии на эту кнопку? -замыкается цепь катушки пускателя или контактора, что вызовет замыкание всех контактов пускателя или контактора (замкнутся силовые контакты – двигатель запустится, замкнутся все блок-контакты – кнопку «Пуск» можно отпустить, загорится контрольная лампочка

Закрепление пройденного материала 6.Как выключить электродвигатель? -нажатием на кнопку «Стоп», что вызовет размыкание цепи катушки пускового Аппарата. 7.Какими аппаратами произойдет выключение электродвигателя при аварийных режимах его работы. -при больших токах – автоматом или предохранителем, при чрезмерном нагреве статорных обмоток – тепловым реле или реле максимального тока.

Закрепление пройденного материала 8.Что такое «токовая защита»? -защита цепей, аппаратов и двигателя от больших токов (токов КЗ и токов перегрузки). 9.Что такое «тепловая защита»? -защита обмоток двигателя от перегрева. 10.Пояснить работу пусковой схемы АД с КЗ-ротором.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.2 Кн.1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Нажали на Кн.П1, по катушке КВ прошёл ток

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Все контакты КВ замкнулись ( замкнулись КВ в силовой цепи –двигатель запустился, замкнулся блок-контакт КВ – кнопку «Пуск» можно отпустить).

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Нажали на Кн.П2, по катушке КН прошёл ток

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Все контакты КН замкнулись.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.2 Кн.1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Нажали на КН.С – цепи выключились, произошёл останов двигателя

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

  • Ермолин Алексей ПетровичНаписать 3925 04.11.2016

Номер материала: ДБ-319841

  • Другое
  • Презентации
    04.11.2016 556
    04.11.2016 823
    04.11.2016 371
    04.11.2016 334
    04.11.2016 260
    04.11.2016 855
    04.11.2016 325

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Модели ЕГЭ по всем учебным предметам будут меняться с 2022 по 2024 годы

Время чтения: 1 минута

В Москве снизился возраст приема в детсады

Время чтения: 1 минута

Родители смогут принять участие в подготовке проектных решений по капремонту школ в России

Время чтения: 1 минута

В школах 1 сентября усилят противоэпидемиологические меры

Время чтения: 1 минута

Для российских школ разработают «гибкое» расписание

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения поддержало отказ от формулировки «оказание услуг» в образовании

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Практическая работа №13 Управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
учебно-методический материал

Практическая работа №13 Управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Скачать:

ВложениеРазмер
Практическая работа №13 Управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором275.04 КБ

Предварительный просмотр:

Практическая работа №13

Управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Цель работы: ознакомиться с устройством асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором; изучить методику испытания электродвигателя;

Оборудование: лабораторный стенд, электроизмерительные приборы, материалы

Приборы и инструмент: отвертка, кусачики, тестер.

Основные понятия и определения

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (рис. 10.1. и 10.2) состоит из следующих основных частей: статор с трехфазной обмоткой, ротор с короткозамкнутой обмоткой и остов. Обмотка ротора выполнена бесконтактной (она не соединена ни с какой внешней цепью), что определяет высокую надежность такого двигателя.

Магнитная система.Асинхронная машина в отличие от машины постоянного тока не имеет явно выраженных полюсов. Такую магнитную систему называютнеявнополюсной. Число полюсов в машине определяется числом катушек в обмотке статора и схемой их соединения. Вчетырехполюсной машине (рис. 10.3) магнитная система состоит из четырех одинаковых ветвей, по каждой из которых проходит половина магнитного потока Ф п одного полюса, в двухполюсной машине таких ветвей две, вшестиполюсной — шесть и т. д. Так как через все элементы магнитной системы проходит переменный магнитный поток, то не только ротор 1, нои статор 2 выполняют из листов электротехнической стали (рис. 10.4), изолированных один от другого изоляционной лаковой пленкой, окалиной и пр. В результате этого уменьшается вредное действие вихревых токов, возникающих в стали статора и ротора при вращении магнитного поля. Листы статора и ротора имеют пазы открытой, полузакрытой или закрытой формы, в которых располагаются проводники соответствующих обмоток. В статоре чаще всего применяют полузакрытые пазы прямоугольной или овальной формы, в машинах большой мощности — открытые пазы прямоугольной формы.

Рис. 10.1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: 1 — остов; 2 — статор; 3 — ротор; 4 — стержни обмотки ротора; 5 — подшипниковый щит; 6 — вентиляционные лопатки ротора; 7 — вентилятор; 8 — коробка выводов

Рис. 10.2. Электрическая схема асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (а) и его условное графическое изображение (б): 1 — статор; 2 — ротор

Рис. 10.3. Магнитное поле четырехполюсной асинхронной машины

Рис. 10.4. Листы ротора (а) и статора (б)

Рис. 10.5. Пакет собранного статора (а) и статор с обмоткой (б)

Сердечник статора 1 (рис. 10.5, а) запрессовывают в литой остов 3 и укрепляют стопорными винтами. Сердечник ротора напрессовывают на вал ротора, который вращается в шариковых подшипниках, установленных в двух подшипниковых щитах. Воздушный зазор между статором и ротором имеет минимальный размер, допускаемый с точки зрения точности сборки и механической жесткости конструкции. В двигателях малой и средней мощности воздушный зазор обычно составляет несколько десятых миллиметра. Такой зазор обеспечивает уменьшение магнитного сопротивления магнитной цепи машины, а следовательно, и уменьшение намагничивающего тока, требуемого для создания в двигателе магнитного потока. Снижение намагничивающего тока позволяет повысить коэффициент мощности двигателя.

Обмотка статора. Она выполнена в виде ряда катушек из проволоки круглого или прямоугольного сечения. Проводники, находящиеся в пазах, соединяются, образуя ряд катушек 2 (рис. 10.5,б). Катушки разбивают на одинаковые группы по числу фаз, которые располагают симметрично вдоль окружности статора (рис. 10.6, а) или ротора. В каждой такой группе все катушки электрически соединяются, образуя одну фазу обмотки, т. е. отдельную электрическую цепь. При больших значениях фазного тока или при необходимости переключения отдельных катушек фазы могут иметь несколько параллельных ветвей. Простейшим элементом обмотки является виток (рис. 10.6,б), состоящий из двух проводников 1 и 2, размещенных в пазах, находящихся друг от друга на некотором расстоянии -у. Это расстояние приблизительно равно одному полюсному делению т, под которым понимают длину дуги, соответствующую одному полюсу.

Рис. 10.6. Расположение катушек трехфазной обмотки на статоре асинхронного двигателя (а) и виток из двух проводников (б)

Обычно витки, образованные проводниками, лежащими в одних и тех же пазах, объединяют в одну или две катушки. Иногда их называют секциями. Их укладывают таким образом, что в каждом пазу размещается одна сторона катушки или две стороны — одна над другой. В соответствии с этим различают одно- и двухслойные обмотки. Основным параметром, определяющим распределение обмотки по пазам, является число пазов q на полюс и фазу.

В обмотке статора двухполюсного двигателя (см. рис. 10.6, а) каждая фаза (А-Х; B-Y; C-Z) состоит из трех катушек, стороны которых расположены в трех смежных пазах, т. е. q = 3. Обычно q > 1, такая обмотка называется распределенной.

Наибольшее распространение получили двухслойные распределенные обмотки. Их секции 1 (рис. 10.7, а) укладывают в пазы 2 статора в два слоя. Проводники обмотки статора укрепляют в пазах текстолитовыми клиньями 5 (рис. 10.7,б), которые закладывают у головок зубцов.

Стенки паза покрывают листовым изоляционным материалом 4 (электрокартоном, лакотканью и пр.). Проводники, лежащие в пазах, соединяют друг с другом соответствующим образом с торцовых сторон машины. Соединяющие их провода называют лобовыми частями. Так как лобовые части не принимают участия в индуцировании э. д. с, их выполняют как можно короче.

Отдельные катушки обмотки статора могут соединяться «звездой» или «треугольником». Начала и концы обмоток каждой фазы выводят к шести зажимам двигателя.

Обмотка ротора. Обмотка ротора выполнена в виде беличьей клетки (рис. 10.8,а). Она сделана из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами (рис. 10.8,б). Стержни этой обмотки вставляют в пазы ротора без какой-либо изоляции, так как напряжение в короткозамкнутой обмотке ротора равно нулю.

Рис. 10.7. Двухслойная обмотка статора асинхронного двигателя: 1 — секция; 2 — паз; 3 — проводник; 4 — изоляционный материал; 5 — клин; 6 — зубец

Рис. 10.8. Короткозамкнутый ротор: а — беличья клетка; б — ротор с беличьей клеткой из стержней; в — ротор с литой беличьей клеткой; 1 — короткозамыкающие кольца; 2— стержни; 3— вал; 4 — сердечник ротора; 5 — вентиляционные лопасти; 6 — стержни литой клетки

Пазы короткозамкнутого ротора обычно выполняют полузакрытыми, а в машинах малой мощности — закрытыми (паз имеет стальной ободок, отделяющий его от воздушного зазора). Такая форма паза позволяет хорошо укрепить проводники обмотки ротора, хотя и несколько увеличивает ее индуктивное сопротивление.

В двигателях мощностью до 100 кВт стержни беличьей клетки обычно получают путем заливки расплавленного алюминия в пазы сердечника ротора (рис. 10.8, в). Вместе со стержнями беличьей клетки отливают и соединяющие их торцовые короткозамыкающие кольца.

Для этой цели пригоден алюминий, так как он обладает малой плотностью, достаточно высокой электропроводностью и легко плавится.

Обычно двигатели имеют вентиляторы, насаженные на вал ротора. Они осуществляют принудительную вентиляцию нагретых частей машины (обмоток и стали статора и ротора), позволяя получить от двигателя большую мощность. В двигателях с короткозамкнутым ротором лопасти вентилятора часто отливают совместно с боковыми кольцами беличьей клетки (см. рис. 256, в).

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором просты по конструкции, надежны в эксплуатации. Их широко применяют для привода металлообрабатывающих станков и других устройств, которые начинают работать без нагрузки. Однако сравнительно малый пусковой момент у этих двигателей и большой пусковой ток не позволяют использовать их для привода таких машин и механизмов, которые должны пускаться в ход сразу под большой нагрузкой (с большим пусковым моментом). К таким машинам относятся грузоподъемные устройства, компрессоры и др.

Двигатели с повышенным пусковым моментом.Короткозамкнутые асинхронные двигатели с повышенным пусковым моментом имеют специальную конструкцию ротора (обозначаются АП). К ним относятся двигатели с двойной беличьей клеткой и двигатели с глубокими пазами.

Ротор 3 (рис. 10.9,а) двигателя с двойной беличьей клеткой имеет две короткозамкнутые обмотки. Наружная клетка 1 является пусковой. Она обладает большим активным и малым реактивным сопротивлениями. Внутренняя клетка 2 является основной обмоткой ротора; она, наоборот, обладает незначительным активным и большим реактивным сопротивлениями. В начальный момент пуска ток проходит, главным образом, по наружной клетке, которая создает значительный вращающий момент. По мере увеличения частоты вращения ток переходит во внутреннюю клетку, и по окончании процесса пуска машина работает как обычный короткозамкнутый двигатель с одной (внутренней) клеткой. Вытеснение тока в наружную клетку в начальный момент пуска объясняется действием, э. д. с. самоиндукции, индуцируемой в проводниках ротора. Чем ниже расположен в пазу проводник, тем большим магнитным потоком рассеяния 6 он охватывается и тем большая э. д. с. самоиндукции в нем индуцируется (рис. 10.9, в), следовательно, тем большее он будет иметь индуктивное сопротивление.

Вытеснение тока в верхние проводники ротора сильно сказывается при неподвижном роторе, когда частота тока, индуцируемого в обеих клетках ротора, велика. При этом индуктивные сопротивления обеих клеток значительно больше активных и ток распределяется между ними обратно пропорционально их индуктивным сопротивлениям, т. е. проходит в основном по наружной клетке с большим активным сопротивлением.

По мере возрастания частоты вращения ротора частота тока в нем будет уменьшаться (вращающееся магнитное поле будут пересекать проводники ротора с меньшей частотой), и ток начнет проходить по обеим клеткам в соответствии с их активными сопротивлениями, т. е., главным образом, через внутреннюю клетку.

Таким образом, процесс пуска двигателя с двойной беличьей клеткой имеет сходство с процессом пуска асинхронного двигателя с фазным ротором, когда в начале пуска в цепь обмотки ротора вводится добавочное активное сопротивление (пусковой реостат), а по мере разгона это сопротивление выводится. Точно так же и в рассматриваемом двигателе ток в начале пуска проходит по наружной клетке с большим активным сопротивлением, а затем по мере разгона постепенно переходит во внутреннюю клетку с малым активным сопротивлением.

Рис. 10.9. Конструкция роторов асинхронных двигателей с повышенным пусковым моментом: с двойной беличьей клеткой (а), с глубокими пазами (б) и разрезы их пазов (в и г)

Для повышения активного сопротивления пусковой клетки стержни ее изготовляют из маргацовистой латуни или бронзы. Стержни рабочей клетки выполняют из меди, обладающей малым удельным сопротивлением, причем площадь поперечного сечения их больше, чем у пусковой клетки. В результате этого активное сопротивление пусковой клетки увеличивается в 4—5 раз по сравнению с рабочей. Между стержнями обеих клеток имеется узкая щель 5, размеры которой определяют индуктивность рабочей клетки. Двухклеточный двигатель на 20—30% дороже короткозамкнутого двигателя обычной конструкции. Для упрощения технологии изготовления ротора двухклеточные двигатели небольшой и средней мощности выполняют с литой алюминиевой клеткой.

Действие двигателей с глубокими пазами (рис. 10.9, б) также основано на использовании явления вытеснения тока. В этих двигателях стержни 4 беличьей клетки выполнены в виде узких медных шин, заложенных в глубокие пазы ротора 3 (высота паза в 10— 12 раз больше его ширины). Нижние слои стержней, расположенные дальше от поверхности ротора, охватываются значительно большим числом магнитных линий потока рассеяния 6, чем верхние (рис. 10.9,г), поэтому они имеют во много раз большую индуктивность. В начале пуска в результате увеличенного индуктивного сопротивления нижних частей стержней ток проходит, главным образом, по их верхним частям. При этом используется только небольшая часть поперечного сечения каждого стержня, что приводит к увеличению его активного сопротивления, а следовательно, и к возрастанию активного сопротивления всей обмотки ротора.

При увеличении частоты вращения ротора вытеснение тока в верхние части стержней уменьшается (по той же причине, что и в двигателе с двойной беличьей клеткой), и после окончания пуска ток равномерно распределяется по площади их поперечного сечения.

Порядок проведения работы

1. В данной работе исследуется асинхронный электродвигатель переменного тока М1 (см. рис. 10.10). При выключенном стенде с помощью измерительных приборов производится замер сопротивлений обмоток статора электродвигателя (тестером) и сопротивлений изоляции измеряется мегометром или при его отсутствии с помощью тестера и сравнивается с требуемыми.

2. Для проверки параметров работы на холостом ходу смонтировать схему управления двигателем по рис. 10.11.

3. Проверить правильность монтажа при помощи тестера. После проверки схемы преподавателем запитать стенд от сети и подать в схему напряжение (поочередно включить сетевой выключатель стенда, затем автомат QF1). Проверить работу схемы. Нажатием черной кнопки кнопочного поста SB1 запустить двигатель. Замерить ток двигателя и его скорость. Остановка двигателя производится нажатием красной кнопки поста SB1. Записать показания приборов.

Эти значения должны соответствовать паспортным значениям.

4. Сделать вывод о проделанной работе. Ответить на контрольные вопросы.

  1. Каков принцип работы двигателя переменного тока.
  2. В чем преимущества двигателей переменного тока по сравнению с двигателями постоянного тока.
  3. Каково основное отличие характеристик двигателей переменного тока от двигателей постоянного тока.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

В методической разработке приведены технологическая карта и конспект урока.

Важнейшая проблема, волнующая всех преподавателей, – повышение эффективности урока.Снижение уровня знаний студентов в значительной степени объясняется качеством урока: однообразием, шаблоном, формализ.

Лабораторная работа предназначена для студентов колледжей электротехнических специальностей. Лабораторная работа предусматривает подключение двигателей в трёхфазную сеть по схемам «звезда» и «треуголь.

Практическая работа№8 «Расчет основных характеристик асинхронных двигателей» С-21,С-22.

принципы работы и методы проверки элементов системы электронного управления впрыском топлива бензинового двигателя.

Практическая работа № 3По дисциплине ОП 03 «Организация и технология розничной торговли»Профессия: «Продавец, контролер-кассир»Тема: Сущность торгового менеджмента. Организацио.

Презентация содержит краткое описание конструкции АД с фазным ротором, его принцип действия и техническое обслуживание.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector