Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем создается вращающееся магнитное поле в асинхронном двигателе

Учебные материалы

Принцип действия синхронного двигателя основан на явлении притяжения разноименных полюсов двух магнитных полей — вращающегося поля статора и постоянного поля ротора. Вращающееся магнитное поле статора создается при питании обмоток статора от трехфазной сети.

Постоянное поле ротора создается постоянным током возбуждения, протекающим по обмотке возбуждения ротора. На рис.24,а полюсы N и S вращающегося магнитного поля статора показаны штриховкой. Они вращаются против часовой стрелки с частотой n.

При вращении поля статора с частотой n, полюсы ротора N и S будут вращаться также с частотой n (произойдет «сцепление» этих полюсов с разноименными полюсами статора N и S).

В режиме идеального холостого хода (момент сопротивления отсутствует Мс=0) оси магнитных полей статора и ротора совпадают. При этом на полюсы ротора действуют радиальные силы F1 и F2, которые не создают вращающего момента.
Рис. 24. Идеальный холостой ход и режим нагрузки
Если к валу машины приложить механическую нагрузку, которая создает момент сопротивления Мс, ось ротора и его полюсов S, N сместится в сторону отставания на угол q, который называется углом нагрузки (см.рис.24 ,б).

В данном случае вращающееся поле статора «ведет» за собой поле ротора и сам ротор. Тангенциальные составляющие Ft сил F создают вращающий момент М двигателя, который преодолевает момент сопротивления (М = Мс).

Полезно знать, что момент двигателя пропорционален напряжению сети (М º Uc); то есть синхронный двигатель, в отличие от синхронного двигателя, в меньшей степени зависит от колебаний питающего напряжения.

При неизменной величине напряжения сети максимальный момент двигателя зависит от тока возбуждения.

При увеличении момента сопротивления Мс угол нагрузки q увеличивается до некоторого предела, когда Мс>Mmax, то угол нагрузки q станет больше 90°, режим двигателя будет неустойчивым. Вращающий момент двигателя начнет уменьшаться, ротор будет тормозиться, двигатель выйдет из синхронизма и может остановиться.

Выпадение машины из синхронизма недопустимое явление. Синхронные машины проектируют так, чтобы при номинальном режиме угол нагрузки не превышал 30°, а запас по моменту и активной мощности был не менее 1,65.
Механическая характеристика синхронного двигателя n=f(M) представлена на рис. 25
Рис. 25 Механическая характеристика синхронного двигателя
Синхронный двигатель позволяет регулировать реактивную мощность Q, потребляемую из сети, и улучшать коэффициент мощности cos j сети. При этом двигатель должен работать в режиме перевозбуждения (Iв>Iвном).

Существуют специальные машины (синхронные компенсаторы), предназначенные для выработки реактивной мощности, которая отдается в сеть и потребляется другими потребителями, например, асинхронными двигателями. Тем самым исключается необходимость передачи реактивной мощности по сети на большие расстояния от электрической станции и сокращаются потери мощности в сети, что повышает эффективность системы электроснабжения.

Синхронные компенсаторы имеют облегченную конструкцию, меньшие размеры и массу, так как работают вхолостую и загружены только реактивным током.

Уважаемые студенты!
Специалисты нашего сайта готовы оказать помощь в учёбе по разным предметам:
✔ Решение задач
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах

Чем создается вращающееся магнитное поле в асинхронном двигателе

Средняя общеобразовательная школа № 78 г. Нижний Новгород. Научное общество учащихся. Секция физика 5 (Электричество и магнетизм).

Выполнил: ученик 9 «б» класса Сорокин Александр
Научный руководитель: Антонова О.Г.

Введение

Тема вращающихся магнитных полей является очень актуальной в области реальной техники. На принципе вращающихся магнитных полей построены многие электрические машины.

В своей работе я изучал вращающиеся магнитные поля и их практическое применение. Я взял эту тему, так как меня интересует техника.

Рассмотрим алюминиевый диск, подвешенный к опоре за центр тяжести. Поднесем к нему магнит и мы можем наблюдать, что диск не магнитится. Если под этот диск поставить обычный магнит и начать его вращать, то вращение магнита вызовет вращение и алюминиевого диска. Сразу возникает вопрос, почему диск вращается?

И так же быстро напрашивается ответ, что, может быть, вращающийся магнит вызывает вращение прилежащих слоев воздуха и они увлекают за собой наш диск?!

Но это не так. И для того, чтобы исключить такую вероятность, мы поставили между вращающимся магнитом и диском оргстекло. И убедились, что вращение магнита все равно заставляет диск вращаться.

1.Теоретическая часть.

1.1.Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Определение явления электромагнитной индукции: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1831 году. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (э.д.с.). не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой э.д.с. , называется индукционным током.

Открытие электромагнитной индукции принадлежит к числу самых замечательных научных достижений первой половины XIX века. Оно вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники.

На основании явления магнитной индукции были созданы мощные генераторы электрической энергии, в разработке которых принимали участие ученые и техники разных стран. Среди них были и наши отечественные ученые: Эмилий Христианович Ленц, Борис Семенович Якоби, Михаил Иосифович Доливо-Добровольский и другие, внесшие большой вклад в развитие электротехники.

1.2. Вихревые токи Фуко.

Вихревые токи, токи Фуко (в честь Фуко, Жан Бернар Леон) — вихревые индукционные токи, возникающие в массивных проводниках при изменении пронизывающего их магнитного потока.

Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Д.Ф. Араго (1786—1853) в 1824 г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение. Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске вихревые токи, наличие которых можно определить поднося к диску магнитную стрелку и которые взаимодействуют своим магнитным полем с внешним магнитным полем, противодействуя его изменению. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем. Он открыл явление нагревания металлических тел, вращаемых в магнитном поле, вихревыми токами.

Читать еще:  В чем отличие двигателя 21126 от двигателя 21127

Токи Фуко возникают под воздействием переменного электромагнитного поля и по физической природе ничем не отличаются от индукционных токов, возникающих в линейных проводах. Они вихревые, то есть замкнуты в кольца. Электрическое сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко достигают очень большой силы. В соответствии с правилом Ленца они выбирают внутри проводника такое направление и путь, чтобы противиться причине, вызывающей их. Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем. Это свойство используется для демпфирования подвижных частей гальванометров, сейсмографов и др., т.е. чтобы стрелки быстрее успокаивались.

Вихревые токи (токи Фуко)

Тепловое действие токов Фуко используется в индукционных печах — в катушку, питаемую высокочастотным генератором большой мощности, помещают проводящее тело, в нем возникают вихревые токи, разогревающие его до температуры плавления.

С помощью токов Фуко осуществляется прогрев металлических частей вакуумных установок для их дегазации.

Во многих случаях токи Фуко могут быть нежелательными. Для борьбы с ними принимаются специальные меры: с целью предотвращения потерь энергии на нагревание сердечников трансформаторов, эти сердечники набирают из тонких пластин, разделённых изолирующими прослойками. Появление ферритов сделало возможным изготовление этих проводников сплошными. (ферриты это специальный материал, который обладает большой магнитной проницаемостью)

1.3. Трехфазная система электрических цепей.

Трехфазной системой электрических цепей называется система, состоящая из трех электрических цепей переменного тока одной частоты, (э.д.с.) которых имеют разные начальные фазы.

Трехфазная система электрического тока получила широкое распространение, как система, обеспечивающая более экономичную передачу энергии по сравнению с однофазной системой. Кроме того она позволяет создать простые по устройству и надежные в эксплуатации двигатели и генераторы.

Изобретение трехфазной системы и создание трехфазного генератора и электродвигателя принадлежит выдающемуся русскому инженеру М.О. Доливо-Добровольскому.

Простейший трехфазный генератор имеет на якоре одинаковые обмотки (фазы). Оси обмоток сдвинуты в пространстве одна относительно другой на равные углы 2π/3=120º. Поэтому индуктированные в обмотках э.д.с. с одинаковыми амплитудами сдвинуты по фазе на 1/3 периода. Электродвижущая сила второй фазы отстает от э.д.с. первой фазы на 1/3 периода. А э.д.с. третьей фазы опережает э.д.с. первой фазы на 1/3 периода.

При соединении обмоток звездой концы обмоток соединяют в одну точку, называемую нейтралью генератора. В четырехпроводной системе к нейтрали присоединяют нулевой провод. К началам обмоток генератора присоединяются три линейных провода.

Для трехфазных цепей стандартными являются напряжения 120в и380в.

1.4.Трехфазный двигатель

Электрическая энергия получается, передается и используется, как правило, при помощи трехфазной системы токов.

Для преобразования электрической энергии в механическую в различных силовых установках применяют главным образом асинхронные двигатели.

Трёхфазный двигатель —это электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.

В 1889 году М.О.Доливо-Добровольским был изобретен трехфазный асинхронный двигатель, в котором используется вращающееся магнитное поле.

Будучи прост, дешев и надежен в эксплуатации, этот двигатель имеет хорошие механические характеристики. Он применяется для привода машин и механизмов, не требующих строго постоянной частоты вращения и регулирования ее.
Трехфазный двигатель представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и при подаче трехфазного напряжения образуют вращающееся магнитное поле, и из ротора — различной конструкции — вращающегося со скоростью несколько медленнее поля статора (Асинхронный двигатель).

1.5.Принцип действия асинхронного двигателя.

Наибольшее распространение в технике и промышленности получил асинхронный трёхфазный электродвигатель с короткозамкнутой обмоткой ротора, также называемой «беличье колесо». Под выражением “трехфазный двигатель” обычно подразумевается именно этот тип двигателя.

Наведенные вращающимся магнитным полем э.д.с. ротора создают в замкнутых его проводниках токи индукции (вторичные токи), которые взаимодействуют с вращающимся магнитным полем статора. На проводники ротора действуют электромагнитные силы, направленные касательно к поверхности ротора (правило левой руки). В результате сложения электромагнитных сил и их моментов на валу ротора возникает суммарный момент сил, приводящий ротор в движение в направлении вращения магнитного поля статора.

Частота вращения ротора должна быть меньше частоты вращения поля статора, так как только при этом условии магнитное поле статора будет наводить в роторе необходимые для работы токи.

По этой причине двигатель называется асинхронным.

Трехфазный двигатель: вид сверху (1,2,3 – катушки; 4 — стержень)

2. Практическая часть.

2.1.Постановка эксперимента.

Давайте посмотрим, что же теперь произойдет.

Поставим на наш прибор компас или небольшой магнит и убедимся, что там находится вращающийся магнит. Наш прибор состоит из двухфазного двигателя, взятого от радиолы «Ригонда». И оттуда же взяли конденсатор. Магнит прикреплен на этот двигатель.

Проведем эксперимент и убедимся, что диск вслед за вращающимся магнитом тоже начал вращаться.

2.2 Объяснение эксперимента.

Известно, что при вращении магнитного поля возникает э.д.с. индукции, которая вызывает в алюминиевом диске электрические токи. Это токи Фуко. А электрический ток в свою очередь создает свое магнитное поле. Эти магнитные поля взаимодействуют между собой, так как появившийся электрический ток своим магнитным действием противодействует изменению внешнего магнитного поля.

Кстати, на принципе вращения магнитных полей основана большая отрасль техники – электродвигатели.

А как можно, не вращая магнита, т.е. не вращая твердого тела, с помощью особенностей переменного электрического тока создать вращающееся электрическое поле?

Давайте используем двухфазный ток. Возьмем две пары обмоток и расположим их попарно перпендикулярно друг другу. Сетевой ток подадим на одну пару обмоток, а затем этот же сетевой ток, но через конденсатор подадим на вторую пару обмоток. Тогда на второй паре обмоток напряжение будет сдвинуто относительно тока на π/2, т.е. напряжение на второй паре обмоток опережает напряжение на первой паре на 90º. Если на первой паре обмоток сила тока равна нулю и магнитного поля нет, то на второй в этот момент будет создан максимальный ток , и магнитное поле максимально. В результате суммарный вектор магнитного поля будет вращаться, изменяя только направление , но не изменяя своей величины.

Читать еще:  Mitsubishi lancer 9 обороты двигателя на холостом ходу

Итак мы получили вращающееся магнитное поле. Мы подвели ток от сети к одной паре обмоток, а сдвиг фаз обеспечили с помощью конденсатора. Такие двигатели получили название конденсаторные.

Заключение

В своей работе я узнал, что такое трехфазный ток, разобрался в принципах действия трехфазных асинхронных двигателей.
Познакомился с явлением возникновения вихревых токов в проводниках и их практическим применением.

На этих принципах собрана установка, демонстрирующая возникновение токов и их практическое применение.

Переменные низкочастотные магнитные поля (частотой около 50Гц) используются в медицине. Глубина проникновения 3-5 см. Есть отечественные аппараты. Их воздействие до сих пор изучается. Полагают, что основной точкой приложения переменных магнитных полей являются биологические мембраны.

В настоящее время установленным фактом является влияние магнитных полей на биологические объекты.

Существуют разные гипотезы, но единого окончательного мнения об их использовании у ученых пока нет.

Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Он всегда состоит из статора и ротора.
Взаимодействие магнитных полей статора и ротора создает вращающий момент, который приводит в движение ротор двигателя. Полученную таким образом энергию можно использовать, приводя в движение различные механизмы.
Огромным преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является очень высокий КПД=98%.

Важно отметить, что роторная часть асинхронного двигателя – это немагнитный кусок металла. Причем лучше всего электрические токи возбуждаются в алюминии.

Недостатком является постоянное число оборотов, поэтому на транспорте используют двигатели постоянного ток.

Список литературы:

1) Попов В.С., Николаев С.А. «Общая электротехника с основами электроники»;
2) Г.С. Ландсберг «Элементарный учебник физики»;

Содержание:

Введение
1.Теоретическая часть
1.1.Электромагнитная индукция
1.2.Вихревые токи Фуко
1.3.Трехфазная система электрических цепей
1.4.Трехфазный двигатель
1.5. Принцип действия асинхронного двигателя
2.Практическая часть
2.1.Постановка эксперимента
2.2.Объяснение эксперимента
Заключение
Список литературы

Вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле. Обычно под вращающимся магнитным полем понимается магнитное поле, вектор магнитной индукции которого, не изменяясь по модулю, вращается с постоянной угловой скоростью. Впрочем, вращающимися называют и магнитные поля магнитов, вращающихся относительно оси, не совпадающей с их осью симметрии (например, магнитные поля звезд или планет).

Вращающееся магнитное поле создают, накладывая два или более разнонаправленных переменных, зависящих от времени по синусоидальному закону, магнитных поля одинаковой частоты, но сдвинутых друг относительно друга по фазе.

Это было на практике осуществлено независимо в 1882 году сербским инженером Н. Тесла и, немного позже, итальянским физиком Г. Феррарисом. Применяется в синхронных и асинхронных машинах.

Разность фаз для двухфазных систем (два перпендикулярных электромагнита) должна составлять 90°, а для 3-фазных (три электромагнита, направленных в одной плоскости под углом 120° друг к другу) 120°.

Патенты

  • U.S. Patent 0 381 968 , Tesla, «Electromagnetic motor».
  • U.S. Patent 3 935 503 , Ress, «Particle accelerator».

  • Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение).
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Эскин, Авигдор
  • Уланский Его Величества лейб-гвардии полк

Полезное

Смотреть что такое «Вращающееся магнитное поле» в других словарях:

ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — магнитное поле, вектор магнитной индукции которого вращается в пространстве с постоянной частотой. Получают сложением 2 и более переменных магнитных полей, сдвинутых во времени и пространстве. Используется во многих машинах переменного тока,… … Большой Энциклопедический словарь

ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — поле, магнитный поток которого (вектор магнитной индукции) вращается в пространстве с постоянной частотой вокруг некоторой оси. Возникает при сложении двух и более переменных магнитных полей, сдвинутых во времени и пространстве. Наибольшее… … Большая политехническая энциклопедия

вращающееся магнитное поле — магнитное поле, вектор магнитной индукции которого вращается в пространстве с постоянной частотой. Получают сложением двух и более переменных магнитных полей, сдвинутых во времени и пространстве. Используется во многих машинах переменного тока,… … Энциклопедический словарь

Вращающееся магнитное поле — возникает как результирующее поле при наложении двух или более переменных магнитных полей, имеющих одинаковую частоту, но сдвинутых одно относительно другого по фазе в пространстве. Явление В. м. п., которое впервые в строгой научной… … Большая советская энциклопедия

ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — магн. поле, вектор магн. индукции к рого вращается в пространстве с пост. частотой. Получают сложением 2 и более переменных магн. полей, сдвинутых во времени и пространстве. Используется во мн. машинах перем. тока, измерит. приборах и др … Естествознание. Энциклопедический словарь

Вращающееся магнитное поле микросборки ЦМД — 72. Вращающееся магнитное поле микросборки ЦМД Вращающееся магнитное поле Rotating magnetic field Магнитное поле, вектор напряженности которого вращается в плоскости ЦМД кристалла, служащее для продвижения цилиндрических магнитных доменов… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Магнитное поле — Классическая электродинамика … Википедия

ПОЛЕ — (1) (см. (13)), существующее в виде (см.) и описываемое совокупностью пространственно временных распределений физ. величин, характеризующих рассматриваемые волны; (2) П. вращающееся магнитное ] (3) П. голографическое волновое поле (см. (1)),… … Большая политехническая энциклопедия

поле — 3.12 поле: Установленное пространство для размещения конкретного элемента данных в составе зоны. Источник: ГОСТ Р 52535.1 2006: Карты идентификационные. Машиносчитываемые дорожные документы. Часть 1. Машиносчитываемые паспорта … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Вращающееся поле — Circular field Вращающееся поле. Магнитное поле, которое (а) окружает немагнитный проводник электричества, (в) полностью содержится в пределах магнитного проводника электричества или (с) существует внутри и окружает магнитный проводник. Обычно… … Словарь металлургических терминов

Образование вращающегося магнитного поля

Максимальное значение магнитного потока будет создаваться то в первой, то во второй, то в третьей обмотке, соответственно максимальным значениям тока в фазах, подключенных к этим обмоткам. Магнитное поле, перемещающееся таким образом по замкнутому кругу, называется вращающимся магнитным полем.

Описанное создание вращающегося магнитного поля поясняется рис 11. Если подключить фазу к первой катушке обмотки двигателя, фазу 2 ко второй катушке, а фазу 3 к третьей катушке обмотки, то в момент времени t1 максимальный поток будет в первой катушке, так как в это время сила тока в фазе 1, подключенной к первой катушке, будет иметь максимальное значение. Затем сила тока в фазе 1 постепенно ослабевает и, переходя через нуль, меняет направление, в это время увеличивается значение силы тока в фазе 2 и к моменту времени t2 сила тока в фазе 2 достигает максимального значения, поэтому максимальный поток уже создастся не первой катушкой, а второй. Это в свою очередь означает, что магнитное поле повернулось на 120° (Рис.11). К моменту времени t3 максимум тока будет в фазе 3, а максимум потока будет создаваться третьей катушкой — магнитное поле повернулось еще на 120º.

Читать еще:  Что цокотит в двигателе когда заливаешь плохой бензин

К моменту времени t4 создается такая же картина поля, как и в момент времени t1,т. е. снова максимума ток достигает в фазе 1, а максимальный магнитный поток создается первой катушкой. Это значит, что за время t1 t2магнитное поле повернулось на 360° (совершило полный оборот).

Обмотка ротора асинхронного двигателя замкнута на себя, или на сопротивление. При неподвижном роторе и наличии тока в обмотке статора силовые линии вращающегося магнитного ноля пересекают неподвижные витки обмотки ротора, в результате чего в обмотке ротора появляется ЭДС и ток. Этот ток, взаимодействуя с полем статора, создает вращающий момент, стремящийся повернуть ротор в сторону вращения поля. Ротор двигателя начнет вращаться. По мере увеличения скорости ротора уменьшаются число пересекаемых силовых линий и ЭДС и, следовательно, ток ротора асинхронного двигателя. Однако ротор никогда не достигает скорости поля, а всегда вращается. Это отставание ротора от поля статора называют скольжением. Чем больше нагрузка на валу двигателя, тем больше скольжение. Выражается скольжение в процентах или в относительных единицах.

Обычно асинхронные двигатели имеют при полной нагрузке скольжение 2—4%.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя определяется по формуле:

где n—скорость вращения ротора, об/мин;

f — частота питающей сети;

p— число пар полюсов;

s — скольжение.

Пример. Определить скорость вращения ротора двигателя, если f=50, p=2, s=3%

Принцип действия асинхронного двигателя

Работа двигателя основана на принципе воздействия вращающегося магнитного поля на приспособленную для вращения короткозамкнутую обмотку.

Вращающееся магнитное поле, создаваемое обмотками статора, пересекая проводники обмотки ротора, индуктирует в них ЭДС. Под действием индуктированных ЭДС по проводникам ротора будет проходить электрический ток. В результате взаимодействия тока ротора с вращающимся магнитным полем возникает электромагнитные силы, действующие на обмотку ротора. Суммарные действия этих сил создает вращающий момент, который приводит ротор во вращение в направление магнитного поля.

Величина ЭДС индуктированной в проводниках обмотки ротора, зависит от частот их пересечения вращающимся магнитным полем, т.е от разности частот вращения магнитного поля n1 и ротора n2. Чем больше разность (n1-n2), тем больше величина ЭДС.

Частота вращения ротора n2 будет всегда меньше синхронной частоты n1, т.е ротор всегда отстает от поля статора. Разность между частотами поля статора n1 и поля ротора n2 называется частотой скольжения ∆n.

Следовательно, необходимым условием для возникновения в асинхронной машине электромагнитного вращающегося момента является неравенство частот вращения n1 и n2. Только при этом условии в обмотке ротора индуктируется ЭДС и возникает ток ротора. По этой причине машина называется асинхронной (Ротор ее вращается несинхронно с полем).

Скольжение

Чтобы охарактеризовать отставание частоты вращения ротора двигателя от частоты вращения магнитного поля, введено понятие скольжение. Отношение частоты скольжения к частоте поля называется скольжением. Скольжение S выражают в процентах от частоты вращения магнитного поля.

Частота вращения ротора, выраженная через скольжение, определяется формулой;

Направление вращения ротора асинхронного двигателя определяется направлением вращения его магнитного поля, а направление вращения магнитного поля обуславливается последовательностью фаз (А, В, С) трехфазной сети. Для изменения направления вращения двигателя (рис.12) достаточно изменить направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора. Это достигается изменением порядка поступления импульсов тока в отдельные обмотки. Например: если импульсы тока будут поступать в обмотки статора в следующем порядке: фаза А, фаза В, фаза С, то ротор двигателя будет вращаться по часовой стрелки. Если изменить порядок поступления импульсов тока и подавать их в последовательности: фаза В, фаза А. фаза С, то ротор двигателя начнет вращаться против часовой стрелки.

Рис. 12 Изменение направления вращения

При пуске двигателя вращающееся магнитное поле пересекает обмотку ротора с большой скоростью и индуктирует в ней значительную ЭДС (Е2), которая создает в коротко замкнутом роторе большой пусковой ток. Соответственно и в обмотке статора также возникает значительный пусковой ток.

По мере того, как скорость ротора возрастает, уменьшается Е2, индуктируемая в нем ЭДС, а вместе с ней уменьшаются токи ротора и статора. В конце пуска ненагруженного двигателя сила тока ротора должна быть такой, чтобы вращающий момент, развиваемый двигателем покрывал все его механические потери от трения в подшипниках.

Если нагрузить уже вращающийся асинхронный двигатель, то механический тормозящий момент на валу двигателя сначала окажется больше вращающего момента и ротор уменьшит скорость вращения n2. Соответственно возрастает разность скоростей (n1-n2), т.е увеличится скольжение.

Вращающиеся поле будет пересекать ротор с относительно большой скоростью и индуктировать в роторе большую ЭДС (Е2). Возрастание ЭДС (Е2) вызовет увеличение тока в роторе. Пропорционально силе тока в роторе возрастет вращающий момент и уравновесит тормозящий момент нагрузки на валу двигателя. Одновременно увеличение силы тока ротора вызовет соответствующее повышение силы тока статора, в результате возрастет и потребление мощности двигателя из сети. Таким образом с увеличением нагрузки на валу двигателя возрастает скольжение, сила тока статора и потребление мощности двигателя из сети.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя определяется:

, об/мин.

При пуске асинхронной тяговой машины необходимо регулировать уровень и частоту трехфазного напряжения, питающего его обмотки, которое осуществляется трехфазным автономным инвертором напряжения.Асинхронные двигатели бывают короткозамкнутые и с фазовым ротором. У короткозамкнутых двигателей обмотка ротора замкнута накоротко так называемая «беличья клетка». Короткозамкнутые двигатели имеют сравнительно небольшой пусковой момент при значительном пусковом токе в статоре и роторе. Пусковой ток статора короткозамкнутого двигателя в 6-7 раз превышает ток статора при нормальной работе его с полной нагрузкой.

Большим достоинством асинхронных короткозамкнутых двигателей является простота их устройства. В асинхронном двигателе электрическая энергия, потребляемая из сети, за вычетом потерь в двигателе, преобразуется в механическую энергию, используемую для приведения во вращение машины, станка или механизма, соединенного с валом двигателя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector