Катушечная группа асинхронный двигатель

Содержание
  1. Соединение катушечных групп и схемы обмоток
  2. Обмотки многоскоростных асинхронных двигателей
  3. Трехфазный асинхронный двигатель
  4. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  5. Конструкция асинхронного электродвигателя
  6. Принцип работы. Вращающееся магнитное поле
  7. Концепция вращающегося магнитного поля
  8. Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток
  9. Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя
  10. Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора
  11. Звезда и треугольник
  12. Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя
  13. Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента
  14. Управление асинхронным двигателем
  15. Прямое подключение к сети питания
  16. Нереверсивная схема
  17. Реверсивная схема
  18. Плавный пуск асинхронного электродвигателя
  19. Частотное управление асинхронным электродвигателем
  20. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором
  21. Конструкция АДФР
  22. Фазный ротор
  23. Статор АДФР
  24. Обозначение выводов вторичных обмоток трехфазного АДФР
  25. Пуск АДФР

Соединение катушечных групп и схемы обмоток

После того как катушки соединены в катушечные группы, необходимо определить порядок включения групп в каждой фазе.

легко выделить катушечные группы, которые принадлежат к той или иной фазе.

Число катушечных групп

Число катушек в катушечных группах: в малых b = 1, в больших (b + 1) = 1 + 1-2.

Число катушечных групп в одном чередовании: d = 8; больших с= 1; малых д. — с = 8—1=7.

Расположение катушечных групп в одном чередовании: 1,1, 1, 1, 1, 1, 1, 2.

В табл. 2-1 приводится распределение катушечных групп по фазам.

По этой таблице составляем упрощенную схему обмотки (рис. 2-90).

Так как число катушечных групп в фазе 2р = 8, число больших катушечных групп в чередовании с — 1, число чередований групп

больших катушечных групп по одной группе на фазу. Выше мы нашли, что 2р/аd должно равняться целому числу. В нашем случае2р=8 и d=8, поэтому а = 1. В рассматриваемой обмотке мы можем получить только одну параллельную ветвь.

На рис. 2-90 большие катушечные группы заштрихованы. Таким образом, в отличие от упрощенных схем обмоток с целым q в схемах обмоток с дробным ^ необходимо предварительно сделать распределение больших и малых катушечных групп и уже после этого приступать к их соединению. Полная схема обмотки приведена на рис. 2-91.

Выполнив вышеуказанные правила, мы получили в каждой фазе по одинаковому числу больших и малых катушечных групп, что указывает на симметричность обмотки. Совсем другое мы получим, если знаменатель дробный равен или кратен трем. Действительно, при й = 3 число катушечных групп в одном чередовании будет равно 3.

чередование будет иметь следующий вид: /1, 1, 2/,/1, 1, 2/,/1, 1, 2/,/1, 1, 2/ и т. д., т. е. большая катушечная группа располагается через две малые группы.

получаем распределение катушечных групп, указанное в табл. 2-2.

Здесь все большие катушечные группы попали в одну фазу. Нетрудно убедиться, что при любом другом распределении

катушечных групп мы всегда будем получать в одной фазе большие, а в двух других малые группы, т. е. неодинаковое число катушек в фазах, что недопустимо.

Все катушечные группы соединены последовательно (а = 1)

а а = 1 изображена на рис. 2-91.

Все катушечные группы соединены параллельно (а = 2р)

Так как в обмотках с дробным q катушечные группы неодинаковы, то соединять 2р групп в 2р параллельных ветвей нельзя.

Число параллельных ветвей а = 2

Это число параллельных ветвей можно осуществить только в таких обмотках, у которых число больших, а также и малых катушечных групп делятся на а = 2.

Но число больших катушечных групп в фазе равно:,

Так как с и (1, а также (d — с) и d не имеют общих делителей, то оба предыдущих правила сведутся к одному,

В этой обмотке число больших катушечных групп

На рис. 2-92, а дана упрощенная схема обмотки, 2р = 4, (1 = 2; чередование больших и малых катушечных групп (1, 2), (1, 2) и т. д.; число малых катушечных групп

На рис. 2-92, б дана упрощенная торцовая схема этой же обмотки.

В шестиполюсной машине нельзя получить а = 2 вследствие того, что d не должен быть равным 3 p/d не будет целым числом.

Выше было указано, что в асинхронных двигателях следует избегать обмоток с дробным q, так как они имеют плохую кривую м. д. с.

Но в некоторых случаях, например с целью использования имеющегося штампа или наштампованного сердечника статора для

другого числа полюсов, применяют обмотку с дробным д, чаще всего с знаменателем d = 2.

На рис. 2-93, б приведена кривая м. д. с двухслойной обмотки, построенная путем сложения м. д. с. отдельных катушек, для одного момента времени, когда ток в фазе А в два раза больше тока в фазах В и С и имеет противоположное направление.

На рис. 2-94, а дана схема однослойной обмотки

На рис. 2-94, б приведена кривая м. д. с., построенная также путем сложения кривых м. д. с. отдельных катушек. Кривая

м. д. с. построена для момента времени, когда ток фазы В в два раза больше тока в фазах А и С и имеет противоположное направление.

Сравнивая кривые рис. 2-93, б и 2-94, б, видим, что обмотки с дробным q создают несимметричную м. д. с, в результате чего вращающееся магнитное поле статора становится несинусоидальным с сильно выраженными магнитными полями, имеющими другое число полюсов, чем основная гармоника поля. Эти магнитные поля ухудшают работу асинхронного двигателя.

Пользуясь тем, что 2р/ad должно равняться целому числу, легко определить возможное число параллельных ветвей при различных значениях 2р и д.

Задаемся несколькими положениями полюсов ротора относительно пазов и зубцов статора (рис. 2-95). На рисунке кружками показаны проводники одной фазы.

меньше скорости перемещения ротора. Рассматривая другие положения видим, что поток двух каких-либо полюсов перемещается быстрее, а двух других медленнее, чем перемещается ротор. Поэтому под первыми полюсами в проводниках будет индуктироваться э. д. с. большая, а под вторыми — меньшая, чем э. д. с. при синхронной скорости вращения ротора. В случае обмотки с целым q (рис. 2-96) при переходе ротора из положения 1 в положение 2 скорость перемещения потока всех полюсов оказывается больше скорости вращения ротора, а при переходе из положения 2 в положение 3 — меньше.

Таким образом, э. д. с, вызванная зубчатостью статора, в случае обмоток с дробным q становится меньше, чем у обмоток с целым д.

Источник

Обмотки многоскоростных асинхронных двигателей

Обмотки для механизированной укладки

Современные обмоточные станки позволяют укладывать только обмотки статоров, не требующие поднятия шага на заключительной стадии укладки. Такими обмотками являются однослойные концентрические (см. п. 4.5.1), одно-двухслойные (рис. 4.15) и двухслойные концентрические (рис. 4.16).

Читайте также:  Двигатель стиральной машины haier

в группе. В двухфазных машинах используются одно-двухслойные обмотки с большим числом q (см. § 4.6).

Двухслойная концентрическая обмотка (рис. 4.16) строится на базе обычной двухслойной путем изменения последовательности соединений в лобовых частях. Она может быть выполнена вразвалку по типу однослойных концентрических обмоток.

Наиболее экономичным ступенчатым способом изменения частоты вращения асинхронных двигателей является переключение двигателя на работу с другим числом полюсов. Возможность изменения числа полюсов двигателя может быть достигнута установкой в пазы статора двух независимых обмоток с разным числом полюсов (двухоб-моточные многоскоростные двигатели), например 4А132М6/4УЗ, 4АМ6/4УЗ, либо переключением схемы соединения катушечных групп одной обмотки (однообмоточные

Рис. 4.16. Схема двухслойной концентрической обмотки, z = 24, 2р — 4, q = 2

Рис. 4 17. Схема двухслойной двухскоростной обмотки статора, z = 36, 2р = 4/2, соединение

двухскоростные двигатели, рис. 4.17). Последний метод широко применяется, в частности, для изменения числа полюсов двигателей в отношении 1:2 (двигатели 4A100S8/4Y3, 4А180М12/6УЗ, 4А200Ь4/2УЗ и др.).

В последние годы разработаны схемы обмоток, дающие возможность путем переключения катушечных групп изменять числа полюсов и в отношении, отличном от 1:2, с сохранением достаточно высокого обмоточного коэффициента для обеих частот вра-

Рис. 4.18. Принципиальная схема соединений

двухскоростного асинхронного двигателя по

щения и числа выводных концов обмотки (не более шести). Особенность этих схем заключается в специфической компоновке катушечных групп из разновитковых катушек, при которой изменение точек подсоединения обмотки к питающей сети приводит не только к изменению полярности отдельных катушечных групп, но и к переключению групп между фазами или даже к отключению отдельных катушек. При переключениях изменяется и амплитуда МДС обмотки при разных числах полюсов, поэтому такой метод построения схем называют полюсно-ам-плитудной модуляцией (ПАМ). Принцип переключений, характерный для этого метода, иллюстрируется принципиальной схемой (рис. 4.18). Такие полюснопереключаемые обмотки находят применение, например, в двухскоростных асинхронных двигателях серии 4А h = 180 4-250 мм при соотношении чисел полюсов 8 :6.

вями и последовательно с ней включается дополнительная обмотка (рис. 4.19, в).

Для трехскоростных и четырехскорост-ных асинхронных двигателей используют оба принципа изменения числа полюсов: устанавливают две независимые обмотки, каждая из которых (в четырехскоростных) или одна из них (в трехскоростных двигателях) выполняется полюснопереключаемой. В обмотках в большинстве случаев используют более простые схемы переключения числа полюсов в отношении 1:2. Так, двигатели 4А112М6/4/2УЗ имеют две независимые обмотки статора, одна из которых рассчитана на шесть полюсов, а вторая полюсно-переключаемая — на два и четыре полюса. В двигателях 4А180М12/8/6/4УЗ обе обмотки выполнены полюснопереключаемыми, одна—на 12 и 6 полюсов, а вторая — на 8 и 4 полюса.

В четырехскоростных двигателях серии 4А с высотами оси вращения 100 мм при соотношении чисел полюсов 8:6:4:2 обмотка на соотношение числа полюсов 8:6 построена по методу ПАМ. Схемы каждой из обмоток таких машин не имеют принципиальных отличий от рассмотренных выше.

двухфазных и однофазных

Двухфазные и однофазные двигатели имеют на статоре две обмотки (две фазы обмотки), расположенные с пространственным сдвигом их осей на электрический угол 90°. Двухфазные двигатели применяются для управляемых приводов и в схемах автоматического управления. Они питаются от двухфазной сети, сдвиг фаз в которой создается схемой управления. Обмотки в статоре двигателя — обмотка возбуждения и обмотка управления — располагаются так, что их оси сдвинуты в пространстве на электрический угол 90°. Они могут быть и неодинаковыми. Если МДС, создаваемые токами каждой из обмоток, равны, а их> фазы сдвинуты по времени на 90°, в двигателе создается вращающееся круговое электромагнитное поле. При изменении МДС одной из обмоток или угла сдвига фаз токов поле становится эллиптическим и электромагнитный момент двигателя уменьшается.

Обмотка возбуждения двухфазных двигателей питается неизменным по амплитуде напряжением. Регулирование осуществляется изменением амплитуды тока обмотки управления (амплитудное управление) или его

Рис. 4.19. Полюснопереключаемая обмотка по схеме Харитонова, z = 54, 2р = 6/4: а — основная обмотка; б — дополнительная обмотка; в — соединение основной и дополнительной обмоток на = 4 и 6

фазы (фазовое управление). Часто применяется регулирование и фазы, и амплитуды тока обмотки управления (амплитудно-фазовое управление).

Однофазные двигатели питаются от однофазной сети. В однофазных конденсаторных двигателях обмотки статора выполняются различными. Во время работы двигателя они постоянно соединены с сетью. Вращающееся поле образуется за счет сдвига по фазе токов одной из обмоток путем последовательного с ней включения конденсатора. Емкость постоянно включенного (рабочего) конденсатора рассчитывается исходя из условия получения кругового поля при номинальной нагрузке двигателя. Для получения большого момента при пуске двигателя емкости рабочего конденсатора оказывается недостаточно, поэтому на время пуска двигателя параллельно с рабочим включают пусковой конденсатор, который отключается после разгона двигателя. Суммарная емкость рабочего и пускового конденсаторов обеспечивает возрастание магнитного потока и тока двигателя, что увеличивает пусковой момент двигателя.

В однофазных двигателях с коротко-замкнутым витком на полюсе (двигателях с экранированными полюсами) одна из обмоток статора состоит из многовитковых катушек, насаженных на сердечники явно выраженных полюсов. Вторая обмотка представляет собой короткозамкнутый виток, охватывающий часть площади полюсного наконечника. Ток в витке, возникающий под действием наводимой в нем ЭДС, изменяет фазу потока через эту часть полюса. Поток раздваивается, и возникает эллиптическое поле. Двигатели имеют небольшой пусковой момент и применяются в приводах с малым моментом сопротивления на валу во время пуска, например в бытовых вентиляторах. Из-за низких энергетических показателей двигателей с экранированными полюсами их выпускают лишь на небольшие мощности — до нескольких десятков ватт.

Большинство однофазных асинхронных двигателей рассчитано на работу при пульсирующем электромагнитном поле, созданном МДС одной из обмоток — главной (рабочей) фазы обмотки. Вторая обмотка двигателя — вспомогательная. Ее называют также пусковой, так как она включается лишь на время пуска для создания вращающегося поля, необходимого для образования пускового момента. После пуска обмотка отключается и не принимает участия в работе двигателя.

Рабочая обмотка занимает 2/3 пазов

статора, пусковая — 1/3. Она, как правило, отличается от рабочей по числу витков, катушек и по площади поперечного сечения проводников. Сдвиг фаз токов рабочей и пусковой обмоток достигается изменением активного или реактивного сопротивления пусковой обмотки по сравнению с рабочей. С этой целью последовательно с пусковой обмоткой включается пусковой элемент — резистор или конденсатор (соответственно однофазные двигатели с пусковым сопротивлением или пусковым конденсатором). Чтобы избежать установки пусковых элементов, которые должны быть рассчитаны на пусковой ток обмотки, во многих двигателях пусковую обмотку выполняют с повышенным сопротивлением. Для этого ее наматывают проводом меньшего сечения, чем рабочую, или укладывают дополнительные бифилярные витки. С установкой бифи-лярных витков длина провода обмотки возрастает, ее активное сопротивление увеличивается, а индуктивное сопротивление и МДС остаются такими же, как и без бифилярных витков.

Читайте также:  Двигатель на культиватор texas

В статорах большинства одно- и двухфазных машин применяют всыпные распределенные обмотки. Сосредоточенные катушечные обмотки используются только в некоторых конденсаторных двигателях малой мощности и асинхронных двигателях с экранированными полюсами.

Среди распределенных обмоток наибольшее распространение получили однослойные обмотки с концентрическими катушками и одно-двухслойные. Реже применяют двухслойные обмотки с укорочением шага.

Однослойные концентрические обмотки для уменьшения вылета лобовых частей катушек в большинстве машин выполняют вразвалку, так же как в трехфазных машинах (рис. 4.20, а), причем при нечетном q большая катушка каждой группы выполняется «расчесанной», т. е. подразделяется по числу витков пополам и лобовые части каждой половины отгибаются в противоположные стороны (рис. 4.20,6).

Одно-двухслойные обмотки, структура которых рассмотрена в п. 4.5.5, выполняются с одной или большим числом больших катушек в каждой катушечной группе (рис. 4.21).

Схемы двухслойных одно- и двухфазных обмоток по существу не отличаются от аналогичных схем трехфазных обмоток, рассмотренных в п. 4.5.2.

В однофазных двигателях обмотки главной и пусковой фаз в большинстве случаев выполняются однослойными из концентрических катушек (рис. 4.22). В машинах с ча-

Рис. 4.24. Распределение проводников синусной обмотки по пазам статора и кривая МДС обмотки асинхронного однофазного двигателя с пусковой фазой:

1 — проводники рабочей обмотки; 2 —проводники пусковой обмотки; 3 — кривая МДС

В ряде специальных машин малой мощности применяют более сложные обмотки с неравновитковыми катушками, например синусную обмотку. В синусной обмотке проводники фазы распределены в пазах неравномерно. Их число меняется от паза к пазу, что позволяет приблизить кривую МДС фазы к синусоидальной кривой (рис. 4.24). Обмоточный коэффициент таких

обмоток рассчитывается с помощью векторных диаграмм — звезд пазовых ЭДС.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Конструкция асинхронного электродвигателя

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

,

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2 Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же Uл=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз Uф=Uл=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Читайте также:  Книга ремонт двигателя 1nz

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза U1 U2
вторая фаза V1 V2
третья фаза W1 W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза U
вторая фаза V
третья фаза W
точка звезды (нулевая точка) N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод U
второй вывод V
третий вывод W
Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза C1 C4
вторая фаза C2 C5
третья фаза C3 C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза C1
вторая фаза C2
третья фаза C3
нулевая точка
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод C1
второй вывод C2
третий вывод C3

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Реверсивная схема

Недостатком прямой коммутации обмоток асинхронного электродвигателя с сетью является наличие больших пусковых токов, во время запуска электродвигателя.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

В задачах, где не требуется регулировка скорости электродвигателя во время работы для уменьшения пусковых токов используется устройство плавного пуска.

Устройство плавного пуска защищает асинхронный электродвигатель от повреждений вызванных резким увеличением потребляемой энергии во время пуска путем ограничения пусковых токов. Устройство плавного пуска позволяет обеспечить плавный разгон и торможение асинхронного электродвигателя.

Устройство плавного пуска дешевле и компактнее частотного преобразователе. Применяется там, где регулировка скорости вращения и момента требуется только при запуске.

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

До широкого распространения частотных преобразователей асинхронные двигатели средней и большой мощности делали с фазным ротором. Трехфазные асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР) обычно применяли в устройствах с тяжелыми условиями пуска, например в качестве крановых двигателей переменного тока, или же для привода устройств, требующих плавного регулирования частоты вращения.

Конструкция АДФР

Фазный ротор

Конструктивно фазный ротор представляет из себя трехфазную обмотку (аналогичную обмотки статора) уложенную в пазы сердечника фазного ротора. Концы фаз такой обмотки ротора обычно соединяются в «звезду», а начала подключают к контактным кольцам, изолированным друг от друга и от вала. Через щетки к контактным кольцам обычно присоединяется трехфазный пусковой или регулировочный реостат. Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструкцию, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором, однако обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами.

Фазный ротор

Статор АДФР

Статор асинхронного двигателя с фазным ротором по конструкции не отличается от статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Обозначение выводов вторичных обмоток трехфазного АДФР

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза K1 K2
вторая фаза L1 L2
третья фаза M1 M2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза K
вторая фаза L
третья фаза M
точка звезды (нулевая точка) Q
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод K
второй вывод L
третий вывод M
Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза Р1
вторая фаза Р2
третья фаза Р3
нулевая точка
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод Р1
второй вывод Р2
третий вывод Р3

Пуск АДФР

Пуск двигателей с фазным ротором производится с помощью пускового реостата в цепи ротора.

Применяются проволочные и жидкостные реостаты.

Металлические реостаты являются ступенчатыми, и переключение с одной ступени на другую осуществляется либо вручную с помощью рукоятки контроллера, существенным элементом которого является вал с укрепленными на нем контактами, либо же автоматически с помощью контакторов или контроллера с электрическим приводом.

Жидкостный реостат представляет собой сосуд с электролитом, в котором опущены электроды. Сопротивление реостата регулируется путем изменения глубины погружения электродов [3].

Для повышения КПД и снижения износа щеток некоторые АДФР содержат специальное устройство (короткозамкнутый механизм), которое после запуска поднимает щетки и замыкает кольца.

При реостатном пуске достигаются благоприятные пусковые характеристики, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов. В настоящее время АДФР заменяются комбинацией асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и частотным преобразователем.

Источник

Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector