Двигатели переменного тока Асинхронные двигатели Асинхронные двигатели

Скачать презентацию Двигатели переменного тока Асинхронные двигатели Асинхронные двигатели

АД (конструкция) 1.ppt

Количество слайдов: 37

Двигатели переменного тока Асинхронные двигатели

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Статор • Корпус (чугун или алюминиевые сплавы) • Сердечник (электротехническая сталь 0, 35 или 0, 5 мм) • Обмотка (изолированый медный провод круглого или плоского сечения) Ротор • Вал • Сердечник • Обмотка (алюминиевая клетка или изолированный медный провод) • Контактные кольца (АД с фазным ротором) Клемный щиток

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Устройство статора двигателя переменного тока: 1 -корпус; 2 -сердечник; 3 -паз сердечника статора

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Трехфазная статорная обмотка может быть: • петлевой или волновой (рис. 2. 3), • с полным или укороченным шагом (у), • сосредоточенная (фаза обмотки размещается в одном пазу на полюсном делении магнитопровода) или рассредоточенная (фаза обмотки размещается в двух, трех и большем количестве пазов на полюсном делении магнитопровода).

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Коэффициент рассредоточения обмотки в пазах статора Коэффициент укорочения шага обмотки Обмотка статора: а - петлевая; б - волновая Конструируют и размещают обмотки в пазах статора таким образом, чтобы при подключении их к сети трехфазного симметричного синусоидального напряжения в статоре создавались магнитодвижущие силы синусоидальной формы. Эффективность конструктивных решений при изготовлении статорных обмоток оценивают по так называемому обмоточному коэффициенту, характеризующему качество синусоиды магнитодвижущей силы n-й гармоники. Основной (рабочей) является только первая гармоника, которая для большинства обмоток современных машин составляет 85 -90% от суммарного значения всех гармоник магнитодвижущей силы фазной обмотки.

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Ротор асинхронного двигателя состоит: • Вал • Сердечник с пазами для обмоток Конструкция ротора асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Ротор с короткозамкнутой обмоткой. В пазы сердечника запрессованы алюминиевые стержни, концы которых соединены с обоих торцов ротора медными или алюминиевыми кольцами, замыкающими стержни накоротко. Короткозамкнутая обмотка ротора асинхронного двигателя (беличья клетка)

Асинхронные двигатели Конструкция асинхронных двигателей Ротор с фазной обмоткой. Аналогично статорной обмотке в пазы сердечника запрессован медный изолированный провод, концы которого соединены звездой. Начала фаз соединяют с контактными кольцами, расположенными на одном валу с сердечником и изолированными между собой и валом. К контактным кольцам прилегают щетки, расположенные в щеткодержателях, и соединенные проводами с зажимами P 1 , P 2 , Р 3 в клеммной коробке двигателя. К указанным зажимам присоединяют пусковые или регулировочные реостаты. Конструкция фазного ротора асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели Вращающееся магнитное поле статора Если статорная трехфазная обмотка симметричная, и к ней подведено трехфазное симметричное синусоидальное напряжение с частотой , то вращающееся магнитное поле, создаваемое этой обмоткой, будет круговым. Ток, входящий в фазную обмотку, обозначается на рисунке знаком «+» , а выходящий, знаком «-» при положительном направлении ток входит в начало и выходит из конца фазной обмотки, а при отрицательном направлении, - наоборот, входит в конец и выходит из начала обмотки.

Асинхронные двигатели Вращающееся магнитное поле статора Формирование вращающегося магнитного поля. К симметричной трехфазной обмотке статора (фазы обмотки расположены в пазах сердечника статора друг относительно друга под углом 120°) приложим трехфазное симметричное синусоидальное напряжение сети с прямым порядком чередования фаз:

Асинхронные двигатели Вращающееся магнитное поле статора Тогда в фазных обмотках возникнут симметричные токи, мгновенные значения которых изменяются во времени по синусоиде. Эти токи, протекая по виткам обмотки, создают магнитодвижущие силы, формирующие, в свою очередь, магнитные потоки, направление силовых линий которых определяют по правилу правоходового буравчика.

Асинхронные двигатели Вращающееся магнитное поле статора Для каждого момента времени t формируется вектор результирующего магнитного потока Фрез , направление которого обусловлено знаками мгновенных значений фазных токов в этот момент времени и указывает расположение полюсов магнитного поля статора. На рисунке показано формирование магнитного поля статора с двумя полюсами (Р=1)

Асинхронные двигатели Вращающееся магнитное поле статора Поскольку фазные обмотки статора и токи, протекающие по ним, симметричные, то модуль вектора Фрез имеет одно и то же значение в любой момент времени (Фрез=const), а следовательно, конец этого вектора за интервал времени Т описывает окружность, и магнитное поле статора получается круговым. Частота вращения магнитного поля статора, измеряемая в оборотах в минуту, вычисляется по формуле: Эту частоту называют синхронной скоростью двигателя. Примечание. Если поменять местами любые две фазы сети на зажимах статорной обмотки, то есть сформировать для двигателя обратный порядок чередования фаз источника питания, не изменив маркировки статорной обмотки, то порядок чередования фазных токов в питающей сети не изменится, а результирующий вектор Фрез магнитного поля статора станет вращаться с той же синхронной скоростью n 1, но в обратном направлении.

Асинхронные двигатели Паспортные данные Тип: АК-52/6; схема соединения обмоток статора: Uн = 380/220 В; Рн = 2, 8 к. Вт; I 1 H = 7, 7/13, 2 А; n 2 Н = 920 об/мин; E 2 Н = 90 В; Cos φ= 0, 74 ; = 50 Гц; η 2 н= 75, 5 %. ;

Асинхронные двигатели Принцип действия асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели Принцип действия асинхронного двигателя Выводы 1. Направление вращающего момента ротора совпадает с направлением вращения магнитного поля статора. 2. В создании вращающего момента участвует только активная составляющая тока ротора ( ). Следовательно, при прочих равных условиях вращающий момент имеет тем большее значение, чем больше активное сопротивление обмотки ротора. 3. Частота вращения ротора двигателя меньше частоты вращения магнитного поля статора из-за затрат электрической энергии на создание вращающего момента ротора. 4. Реверсировать двигатель с короткозамкнутым или фазным ротором можно только изменением направления вращения магнитного поля статора двигателя.

Асинхронные двигатели Скольжение ротора двигателя Предельные режимы работы двигателя: ротор неподвижный (n 2 =0): S = ротор вращается с синхронной частотой (n 2=n 1): S =0. Частота перемагничивания ротора магнитным полем статора

Асинхронные двигатели ЭДС и токи асинхронного двигателя Обмотки статора

Асинхронные двигатели ЭДС и токи асинхронного двигателя Обмотки ротора Ротор неподвижный (S =1)

Асинхронные двигатели ЭДС и токи асинхронного двигателя Обмотки ротора Ротор вращающийся (S <1)

Асинхронные двигатели ЭДС и токи асинхронного двигателя Выводы: 1. ЭДС фазной обмотки ротора изменяется в пределах то есть имеет максимальное значение при неподвижном роторе и минимальное значение при наименьшем скольжении ротора, когда двигатель работает вхолостую. 2. Ток, протекающий по обмотке ротора, имеет наибольшее значение при неподвижном роторе (Е 2 S=max) и наименьшее – при работе двигателя вхолостую (Е 2 S=min).

Асинхронные двигатели Уравнения магнитодвижущих сил и токов двигателя

Асинхронные двигатели Уравнения магнитодвижущих сил и токов двигателя U 1 = const ; f 1 = const

Асинхронные двигатели Асинхронный двигатель с приведенным ротором действующее значение ЭДС: полное сопротивление: активное сопротивление: для неподвижного ротора: для вращающегося ротора: индуктивное сопротивление:

Асинхронные двигатели Уравнения электрического состояния и схемы замещения двигателя с приведенным ротором

Асинхронные двигатели Режим работы двигателя Холостой ход:

Асинхронные двигатели Режим работы двигателя Под нагрузкой:

Асинхронные двигатели Режим работы двигателя 1. Намагничивающий ток, а следовательно, и реактивная мощность составляют 20 -30% от соответствующих номинальных значений тока и полной мощности двигателя и меняются незначительно при варьировании нагрузки на валу в широких пределах 2. При увеличении (уменьшении) механической нагрузки на валу увеличивается (уменьшается) скольжение ротора и соответственно увеличиваются (уменьшаются) ЭДС и ток ротора, и ток статора. При этом реактивная составляющая тока статора полностью компенсирует размагничивающее действие реактивной составляющей тока ротора. 3. Коэффициент мощности двигателя существенно зависит от его нагрузки на валу: наименьшее значение при работе двигателя вхолостую, а наибольшее, - при номинальной его нагрузке.

Асинхронные двигатели Энергетическая диаграмма и коэффициент полезного действия двигателя

Асинхронные двигатели Электромагнитный и вращающий моменты двигателя

Асинхронные двигатели Электромагнитный и вращающий моменты двигателя Формула Клосса:

Асинхронные двигатели Механические характеристики двигателя точка «А» – момент вращения равен пусковому моменту Мп двигателя; точка «В» – критический (максимальный) вращающий момент двигателя точка «С» – номинальный момент вращения двигателя, соответствующий номинальной мощности Рн на его валу и номинальному скольжению Sн точка «а» – установившийся режим работы двигателя точка «Д» – идеальный режим работы двигателя (n 2=n 1 , то есть S =0)

Асинхронные двигатели Механические характеристики двигателя Область «В-Д» : Если при работе в т. «а» уменьшается момент сопротивления на валу двигателя до значения, то возникает положительный избыточный вращающий момент и ротор двигателя станет разгоняться (уменьшается вращающий момент и скольжение ротора) до наступления установившегося режима