Асинхронные машины

Асинхронные
машины
Цикл лекций в курсе «Электрические машины»
Доцент
О.Л.Рапопорт
2009
Содержание
1. Устройство и принцип действия асинхронной машины
2. Режимы работы и области применения асинхронных машин
3. Схема замещения асинхронной машины и основные уравнения
4. Обмотка статора, распределение , укорочение
5. Вращающий электромагнитный момент
7. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
8. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
9. Пуск асинхронного двигателя
10.Регулирование частоты вращения
11.Однофазные двигатели
12.Асинхронные двигатели автоматических устройств
13.Специальные асинхронные двигатели
Устройство и принцип действия асинхронной
машины
Асинхронной машиной называется двухобмоточная
электрическая машина переменного тока, у которой
только одна (первичная) получает питание от сети с
частотой f1, а вторая обмотка (вторичная) замыкается
накоротко или на сопротивления. Токи во вторичной
обмотке появляются в результате индукции. Их
частота f2 является функцией частоты вращения
ротора.
Первая обмотка располагается в пазах статора –
неподвижной части, вторая – в пазах ротора –
подвижной части.
В зависимости от вида обмотки ротора различают
машину с короткозамкнутым ротором и машину с
фазным ротором
Конструкция
Конструкция
Конструкция
Конструкция
Конструкция
Статорная обмотка подключается к сети переменного тока. По ней под
действием напряжения протекает переменный ток, создается МДС и
вращающееся магнитное поле.
При вращении магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора, цепь
которой всегда замкнута. В проводниках наводится ЭДС
eпр=Blvотн
Принцип действия
Под действием ЭДС по проводнику течет ток iпр, который
взаимодействуя с вращающимся полем статора вызовет
появление электромагнитной силы, действующей на проводник,
и электромагнитного момента как произведения этой силы на
плечо (радиус ротора) и на количество проводников.
Поле вращается всегда со скоростью n1=60f/p независимо от
нагрузки. Ротор под действием электромагнитного момента
вращается со скоростью n<n1, отставая, «скользя»
относительно него. Это отставание называется скольжением
s=(n1-n)/n1 измеряется в % или в о.е. Отсюда
n=n1(1-s),
а
f2=sf
n=0, s=1;
n=n1, s=0;
sном=0,02.
Режимы работы и области применения асинхронных
машин
0 ≤ s ≤ 1 – двигательный режим,
s≤0
- генераторный режим,
S≥1
- режим электромагнитного тормоза.
Схема замещения асинхронной машины и основные
уравнения
Обмотка статора, распределение , укорочение
Обмотка статора, распределение , укорочение
Начала и концы фаз должны иметь стандартное обозначение
По ГОСТ 183-74 (до 1987г.)
Обмотка статора
С1 С4
C2 C5
С3 С6
Обмотка ротора
Р1 Р2 Р3
По ГОСТ 26772-85 (с 1987г.)
U1 U2
V1 V2
W1 W2
K1 K2
L1
L2
M1 M2
K L M
Q звезда
Обмотка статора, распределение , укорочение
Обмотка статора, распределение , укорочение
Обмотка статора, распределение , укорочение
Энергетическая диаграмма
Вращающий электромагнитный момент
Вращающий электромагнитный момент
M = f(s) – механическая характеристика
Вращающий электромагнитный момент
Вращающий электромагнитный момент
1. Момент пропорционален напряжению в квадрате
2. Момент уменьшается с увеличением частоты
3. Момент зависит от параметров, что позволяет его изменять
Максимальный (критический) момент
Вращающий электромагнитный момент
Пусковой момент
Кп = Мп/Мном≥1
Кмах=Ммах/Мном≥1,8
Формула Клосса
Зависимость момента М от r2
Зависимость момента М от напряжения
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Устойчивость асинхронных двигателей
Пуск асинхронного двигателя
Прямой пуск
Пуск асинхронного двигателя
Пуск на пониженном напряжении
Пуск асинхронного двигателя
Реостатный пуск
Пуск асинхронного двигателя
Двухклеточный ротор
Пуск асинхронного двигателя
Глубокопазный ротор
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения
Однофазные двигатели
Они применяются в бытовых сетях и на транспорте.
Ток статора создает пульсирующее поле, которое
можно представить двумя вращающимися в
противоположные стороны с одинаковой частотой
полями. Они создают моменты прямой и обратной
последовательности. Результирующий момент равен
Мэм=М11-М22 .
При пуске, когда скольжение s=1, пусковой момент
равен 0. Это недостаток однофазных двигателей.
Принцип действия однофазных двигателей
В качестве фазосмещающих применяются активные, индуктивные
и емкостные элементы.
Конденсаторные двигатели
Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
Включение трехфазных двигателей в однофазную сеть
Асинхронный тахогенератор
Двигатель с полым немагнитным ротором
Специальные асинхронные двигатели
1.Асинхронный преобразователь частоты
2.Фазорегулятор и индукционный регуляторы
напряжения
3.Вращающиеся трансформаторы
4.Сельсины
5.Линейный и дуговой асинхронные двигатели
Асинхронный преобразователь частоты
Фазорегулятор и индукционный регуляторы
напряжения
Линейный и дуговой асинхронные
двигатели
Линейный и дуговой асинхронные
двигатели