Принцип работы асинхронных двигателей
Лекция 7 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Общие сведения
Электрогенератор – электрическая машина, которая служит для преобразования механической энергии в электрическую. Электрические генераторы приводятся во вращение паровыми и водяными турбинами, двигателями внутреннего сгорания и др.
Электродвигатель - это электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую. Электродвигатели служат для приведения в действие станков, различных машин, транспортного оборудования и др.
Электрические машины подразделяются на машины переменного тока и машины постоянного тока.
Электрические машины переменного тока разделяют на синхронные и асинхронные (наибольшее применение имеют синхронные генераторы и асинхронные электродвигатели).
Электрические машины постоянного тока имеют ограниченную область применения вследствие более высокой стоимости и сложности их эксплуатации, по сравнению с машинами переменного тока.
Асинхронные и синхронные электродвигатели имеют неподвижную часть, называемую статором, и вращающуюся часть, называемую ротором. Ротор располагается внутри статора.
Асинхронные и синхронные машины различаются по принципу действия, по устройству их роторов, но статоры этих машин имеют одинаковую конструкцию (рис. 7.1, а).
Сердечник статора машин переменного тока представляет собой полый цилиндр, который для снижения потерь на вихревые токи собирают из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для изоляции листов друг от друга их покрывают или лаком, или оксидной пленкой. На внутренней цилиндрической поверхности статора имеются пазы, в которых размещают обмотку.
|
|
|
|
статора или ротора. Обмотка каждой фазы трехфазного двигателя размещается в нескольких рядом лежащих пазах.
Асинхронные двигатели
Асинхронный двигатель - это электрический двигатель переменного тока, частота вращения ротора которого меньше частоты вращения магнитного поля статора.
Ротор асинхронного двигателяможет быть короткозамкнутым и фазным.
Короткозамкнутый ротор – ротор, обмотка которого выполнена в виде «беличьей клетки» - медных или литых алюминиевых стержней, замкнутых по торцам между собой, (рис. 7.2, б, в).
Фазный ротор - имеет фазные обмотки по типу обмоток статора и имеют такое же число фаз (рис. 7.3, а, б). Обмотки соединяются в «звезду», т. е. концы их соединены в одну точку, а начала подсоединяются к медным кольцам, закрепленным на валу.
|
|
|
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором наиболее простые, надежные в работе, легкие и дешевые, применяются во всех отраслях промышленности, в тех случаях, когда не требуется плавного регулирования скорости.
Асинхронные двигатели с фазным ротором несколько сложнее двигателей с короткозамкнутым ротором, тяжелее и дороже их. Но двигатели этого типа позволяют регулировать скорость, а также вращающий момент при пуске и торможении, что дает возможность получать необходимую плавность хода. Обмотки размещаются под углом 120 °.
|
|
Принцип работы асинхронных двигателей
На обмотку статора подается напряжение, под действием которого по этим обмоткам протекает ток и создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле статора наводит ЭДС в обмотке ротора. И под действием этой ЭДС в обмотке ротора возникает ток. Ток в обмотке ротора создаёт собственное магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора. Это взаимодействие создает вращающий электромагнитный момент, заставляющий ротор вращаться.
|
|
|
| n, об/мин | 
|
| 3000 | 1 |
| 1500 | 2 |
| 1000 | 3 |
| 300 | 10 |
Частота вращения магнитного поля статора (n) определяется по формуле:
где n - частота вращения, мин-1
f - частота переменного тока, Гц;
р - число пар магнитных полюсов обмотки статора.
Большинство двигателей имеют 1-3 пары полюсов, реже 4. Большее число полюсов используется очень редко, такие машины имеют низкий КПД, но позволяют плавно и медленно вращать ротор.
Частота вращения ротора двигателей с короткозамкнутым ротором, регулируется либо переключением числа пар полюсов, либо изменением величины подводимого напряжения.
Частота вращения ротора двигателя с фазным ротором регулируется реостатом, включенным в обмотки ротора.
|
|
|
Для изменения направления вращения асинхронных двигателей (реверсирования) необходимо изменить чередование фаз питающего напряжения (поменять местами любые две фазы).
Во время пуска двигателя пусковой ток превышает номинальный в 4 -7 раз.
Скольжение
Скольжение (s) - это разница между частотой вращения поля статора n и частотой вращения ротора n1:
Если предположить, что ротор вращается с той же скоростью, что и поле статора, то токи в обмотках ротора исчезнут и ротор начнет вращаться медленнее. При этом поле статора начнет пересекать обмотки ротора и на него вновь будет воздействовать вращающий момент. Следовательно, ротор всегда должен иметь частоту вращения меньшую, чем частота вращения поля статора. Отсюда двигатель получил название асинхронного.
Синхронные машины
Синхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля статора.
Синхронные электрические машины чаще всего применяют в качестве генераторов.
Статор синхронной машины называют якорем. Он ничем не отличается от статора трехфазного асинхронного электродвигателя.
Ротор синхронных машин называют индуктором. Он представляет собой электромагнит (в мощных двигателях) или постоянные магниты.
Вращающий момент создается при взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора.
В условиях строительства синхронные генераторы с приводом от двигателей внутреннего сгорания применяются для передвижных электрических станций. Синхронные двигатели применяются для привода компрессорных и насосных установок, камнедробилок и экскаваторов.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!