Теоретический материал к заданию
В настоящее время во всех областях экономики широко используются электрические машины. Их мощность может составлять от нескольких Вт до миллионов Вт. Физическую основу работы электрических машин всех типов составляют электромагнитные явления: силовое действие магнитного поля и электромагнитная индукция. Электрические машины, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую, называются электрическими генераторами. Электрические машины, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую, называются электродвигателями. Все электрические машины обладают свойством обратимости, которое заключается в том, что одна и та же машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Устройство асинхронных двигателей Асинхронным двигатель называется потому, что скорость вращения ротора меньше скорости вращения магнитного поля. Рисунок 4.1 Внешний вид асинхронного двигателя Асинхронный двигатель состоит из двух частей: статора и ротора. Статор – неподвижная часть. Он представляет собой корпус, сердечник и обмотку. Рисунок 4.2 Внешний вид статора асинхронного двигателя Корпус служит для соединения всех частей двигателя в единую конструкцию и крепления его к основанию. У двигателей малой и средней мощности корпус литой из алюминия или чугуна, для двигателей большой мощности корпус изготавливают сварным из стали. В корпус запрессован сердечник, который собирают из изолированных листов электротехнической стали. Такая конструкция позволяет снизить нагрев сердечника вихревыми токами. Рисунок 4.3 Сердечник статора асинхронного двигателя В пазы сердечника укладывается обмотка. Основным элементом обмотки является секция, которая может иметь один или несколько витков. Секции соединяются в катушки, а из катушек состоит обмотка фазы. У трехфазных асинхронных двигателей обмотка выполняется трехфазной и соединяется звездой или треугольником. Ротор– подвижная часть. Он состоит из сердечника цилиндрической формы, набранного из тонких изолированных листов электротехнической стали, и обмотки, уложенной в пазы сердечника. В зависимости от конструкции обмотки роторы делятся на 2 вида: короткозамкнутый и фазный. Короткозамкнутый ротор имеет короткозамкнутую обмотку (типа «беличья клетка»). Такая обмотка представляет собой медные или алюминиевые стрежни, замкнутые по бокам медными или алюминиевыми кольцами. Обычно такая конструкция ротора используется в двигателях малой и средней мощности (до 100 кВт). Рисунок 4.4 Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя Фазный ротор имеет трехфазную обмотку, которая соединяется по схеме «звезда». Начала фазных обмоток соединяются с контактными кольцами. Контактные кольца представляют собой три кольца, изолированные друг от друга и от вала. На кольца накладываются щетки, через которые к обмотке ротора можно присоединить реостат с целью улучшения пусковых и регулировочных характеристик.
Рисунок 4.5 Фазный ротор асинхронного двигателя Принцип действия асинхронного двигателя Трехфазная обмотка статора асинхронного двигателя создает вращающееся магнитное поле. Скорость вращения магнитного поля зависит от конструкции обмотки статора и частоты тока статора. (4.1) Принцип получения вращающегося магнитного поля показан на рисунках 4.6 и 4.7 Рисунок 4.6 Кривые фазных токов обмотки статора
Рисунок 4.7 Процесс получения вращающегося магнитного поля
Рисунок а: ток в обмотке фазы А равен нулю. Магнитный поток создается токами фаз В и С. Расположение северного и южного магнитных полюсов указано на рисунке. Рисунок б: ток в обмотке фазы С равен нулю, и магнитный поток создается токами фаз А и С. Расположение северного и южного магнитных полюсов указано на рисунке. Рисунок в: ток в обмотке фазы А максимальный, а токи фаз В и С равны и направлены в одну сторону. Магнитный поток создается токами фаз А, В и С. Расположение северного и южного магнитных полюсов указано на рисунке. Рисунок г: ток в обмотке фазы А равен нулю, и магнитный поток создается токами фаз В и С, но эти токи имеют направление противоположное направлению, указанному на рисунке а. Расположение северного и южного магнитных полюсов указано на рисунке. Рисунок д: ток в обмотке фазы А максимальный, но направлен противоположно направлению, указанному на рисунке в, токи фаз В и С равны и направлены в одну сторону. Магнитный поток создается токами фаз А, В и С. Расположение северного и южного магнитных полюсов указано на рисунке. Затем процесс повторяется. Таким образом, трехфазный ток создает вращающееся магнитное поле. В рассмотренном примере магнитное поле вращается по часовой стрелке. Если поменять чередование фаз, то магнитное поле будет вращаться в другую сторону. Принцип действия состоит в следующем: вращающееся магнитное поле обмотки статора, пересекая проводники обмотки ротора, индуцирует в них ЭДС. В замкнутой обмотке ротора возникает ток такого же направления, что и ЭДС. Магнитное поле действует на проводник с током электромагнитной силой Fм, направление которой определяется по правилу левой руки. Эти силы создают вращающий момент, под действием которого ротор вращается в ту же сторону, что и магнитное поле. Частота вращения ротора n2 всегда меньше частоты вращения поля n1 (n2 < n1, ротор «скользит» относительно поля). При n2 = n1 (скольжения нет) и двигатель работать не может. Отставание скорости характеризуется скольжением. или (4.2) В номинальном режиме скольжение (у разных двигателей) равно 1-6%, при этом двигатель развивает на своем валу электромагнитный вращающий момент Мд. При изменении нагрузки двигателя скольжение изменяется. При холостом ходе скольжение составляет малые доли %, а при неподвижном роторе (n2=0) равно 100 Алгоритм решения Таблица 4.1
Значение синхронных скоростей при частоте тока статора 50Гц Таблица 4.2
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (506)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |