Асинхронный короткозамкнутый двигатель

Конденсаторное торможение не является самовозбуждением асинхронной машины. После отключения асинхронной машины в обмотках остаются остаточное магнитное поле то есть магнитное энергия это энергия в конденсаторах преобразуется в электрическую энергию. Такие преобразования   создают электрические токи это поле, и ток взаимодействуют, и сила взаимодействия направлено против вращение ротора.

Регулирования частоты вращения

Частота вращения асинхронного двигателя

n = n1 (1 – s) = (60f1/p) (1-s) (85)

Из этого выражения видно, что ее можно регулировать, изменяя частотуf1 питающего напряжения, число пар полюсов р и

Рис. 266. Схема переключения катушек обмотки статора (одной фазы) для изменения числа полюсов: а — при четырех полюсах; б — при двух полюсах

скольжение s. Последнее при заданных значениях момента на валу Мвн и частоты f1 можно изменять путем включения в цепь обмотки ротора реостата.

Регулирование путем изменения частоты питающего напряжения.

Этот способ требует наличия преобразователя частоты, к которому должен быть подключен асинхронный двигатель. На основе управляемых полупроводниковых вентилей (тиристоров) созданы статические преобразователи частоты и построен ряд опытных электровозов и тепловозов с асинхронными двигателями, частота вращения которых регулируется путем изменения частоты питающего напряжения. Такой способ регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя является весьма перспективным. Тиристорный регулятор напряжения  ТРН его напряжение мы регулируем в рабочих обмотках. Регулирование частоты вращение нарушением симметрии приводного напряжения для изменение симметрии пользуются автотрансформаторами. Изменением частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора. Повышая понижая дополнительное сопротивление в обмотках ротора мы получаем разные скорости вращение.

1)Асинхронный однофазный двигатель на статоре две обмотки главная рабочая подключенная на однофазную сеть, а вспомогательную подключаем в ту же сеть ну через рабочий конденсатор две обмотки по которым течет два тока создают разность фаз 90◦ то есть эти токи в обмотках статора создают вращающие магнитное поле зачет этого момента ротор вращается без конденсатора однофазный двигатель работает зачет пульсирующего тока , а рабочий конденсатор пульсирующую магнитодвижущую силу НДС выпрямляет.

2)дополнительный конденсатор увеличивает  пусковой момент двигателя Сn    для более мощных двигателей.

Регулирование путем изменения числа пар полюсов. Этот способ позволяет получить ступенчатое изменение частоты вращения. Для этой цели отдельные катушки 1, 2 и 3, 4, составляющие одну фазу (рис. 266), переключаются так, чтобы изменялось соответствующим образом направление тока в них (например, с последовательного согласного соединения на встречное). При согласном включении катушек (рис. 266, а) число полюсов равно четырем, при встречном включении (рис. 266, б) — двум. Катушки двух других фаз, сдвинутые в пространстве на 120°, соединяются таким же образом. Такое же уменьшение числа полюсов можно осуществить при переключении катушек с последовательного на параллельное соединение. При изменении числа полюсов изменяется частота вращения n1 магнитного поля двигателя, а следовательно, и частота вращения n его ротора. Если нужно иметь три или четыре частоты вращения n1, то на статоре располагают еще одну обмотку, при переключении которой можно получить еще две частоты. Существуют двигатели, которые обеспечивают изменение частоты вращения n1 при постоянном наибольшем моменте или при приблизительно постоянной мощности (рис. 267).

В асинхронном двигателе число полюсов ротора должно быть равно числу полюсов статора. В короткозамкнутом роторе это условие выполняется автоматически и при переключении обмотки статора никаких изменений в обмотке ротора выполнять не требуется.

Рис. 267. Механические характеристики двухскоростных асинхронных двигателей с постоянным наибольшим моментом (а) и постоянной мощностью (б)

Рис. 268. Механические характеристики асинхронного двигателя при регулировании частоты вращения путем включения реостата в цепь обмотки ротора

Рис. 269. Схемы подключения асинхронного двигателя к сети при изменении направления его вращения

В двигателе же с фазным ротором в этом случае надо было бы изменять число полюсов обмотки ротора, что сильно усложнило бы его конструкцию, поэтому такой способ регулирования частоты вращения используется только в двигателях с короткозамкнутым ротором. Такие двигатели имеют большие габаритные размеры и массу по сравнению с двигателями общего применения, а следовательно, и большую стоимость. Кроме того, регулирование осуществляется большими ступенями; при частоте f1 = 50 Гц частота вращения поля n1 при переключениях изменяется в отношении 3000:1500:1000:750.

Регулирование путем включения в цепь ротора реостата. При включении в цепь обмотки ротора реостата с различным сопротивлением (Rп4, RпЗ, Rп2 и т. д.) получаем ряд реостатных механических характеристик 4, 3 и 2 двигателя. При этом некоторому нагрузочному моменту Мном (рис. 268) будут соответствовать меньшие частоты вращения n4, n3, n2 и т. д., чем частота nе при работе двигателя на естественной характеристике 1 (при Rп = 0). Это способ регулирования может быть использован только для двигателей с фазным ротором. Он позволяет плавно изменять частоту вращения в широких пределах. Недостатками его являются большие потери энергии в регулировочном реостате, поэтому его используют только при кратковременных режимах работы двигателя (при пуске и пр.).

Напряжение питания можно регулировать 3 фазным насыщением ДН, РО- рабочий обмоткой. ОУ – обмоткой  управления. На обмотку управления даем постоянный ток реактивное сопротивление в обмотках уменьшается а напряжение  в рабочих обмотках увеличивается. Обмоткой мы увеличиваем уменьшаем напряжения в рабочих обмотках, и за этого мы можем увеличивать уменьшать скорость вращение двигателя, то есть частоту.

Изменение направления вращения. Для изменения направления вращения двигателя нужно изменить направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора. Это достигается изменением порядка чередования тока в фазах обмотки статора. Например, если максимумы токов поступают в фазы обмотки статора 1 (рис. 269, а) в следующем порядке: фаза А — фаза В — фаза С, то ротор 2 двигателя будет вращаться по часовой стрелке. Если же подавать их в такой последовательности: фаза В — фаза А — фаза С, то ротор начнет вращаться против часовой стрелки. Для этой цели необходимо изменить схему соединения обмоток статора с сетью, переключив две любые фазы (провода). Например, зажим А обмотки статора, который ранее был соединен с линейным проводом Л1, нужно переключить на провод Л2, а зажим В этой обмотки, соединенный ранее с Л2, переключить на провод Л1 (рис. 269,б). Такое переключение можно осуществить обычным переключателем.

Преимущества и недостатки  

подразделяются на два вида, одни имеют короткозамкнутый ротор, вторые – фазный. Большинство используемых электрических двигателей являются асинхронными, имеющими короткозамкнутый ротор. Их широкое применение в первую очередь обуславливается простотой в обслуживании, эксплуатации, простотой конструкции, низкой стоимостью и высокой надежностью. Что касается недостатков, то такие модели имеют малый пусковой и большой спусковой ток, чувствительны к изменениям параметров в сети, для плавного регулирования скорости понадобиться преобразователь частоты. 

Помимо этого асинхронные двигатели из сети потребляют реактивную мощность. Предел их применения определяется мощностью системы электроснабжения определенного предприятия. Большинство пусковых токов при малой мощности системы могут создавать значительные понижения напряжения. 

При использовании двигателей с фазным ротором можно снизить пусковой ток, тем самым увеличить пусковой момент, благодаря введению пусковых реостатов в цепь ротора.  Правда, из-за усложненной конструкции и увеличения стоимости применение данных электродвигателей ограничено. В основном их применяют как приводы механизмов с тяжелыми пусковыми условиями. Чтобы уменьшить пусковые токи асинхронного двигателя, который имеет короткозамкнутый ротор, необходимо использовать преобразователь частоты или устройство с плавным пуском. 

Системы, которые имеют ступенчатое изменение скорости, такие как лифты, лучше всего работают на многоскоростных асинхронных двигателях. Механизмы, которые требуют остановку на некоторое время и фиксацию вала при исчезновении напряжения питания, работают на асинхронных двигателях с электромагнитным тормозом, такие как лебедки или металлообрабатывающие станки.

 

 

Заключения

Асинхронные электрические двигатели трехфазного типа с короткозамкнутым ротором широко используют в народном хозяйстве, однако такие двигатели обладают рядом недостатков: отсутствует плавное регулирование частоты вращения, большой пусковой ток и др. Но все это можно обойти, если же вместо ротора воспользоваться фазным ротором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Списки  литературы

1.   Копылов И.П. Проектирование электрических машин: том 1./Под ред. И.П. Копылова. – М.: Энергоатомиздат, 1993.

2.   Копылов И.П. Проектирование электрических машин: том 2./Под ред. И.П. Копылова. – М.: Энергоатомиздат, 1993.

3.   Асинхронные двигатели серии 4А: Справ./ А.Э. Кравчик и др.- М.: Энергоиздат, 1982. – 504 с.

4.   Радин В.И., Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Электрические машины: асинхронные машины. Под ред. И.П. Копылова. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

5.   Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. - М. Транспорт, 1999.- 464 с.

6.   Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. Matlab 6.0.- Санкт-Петербург: Корона принт, 2001.-320 с.

7.   Ключев В.И. Теория электропривода. – М: Энергоатомиздат, 2001. –704 с.

8. Ю.Д. Сибикин, "Эксплуатация и ремонт электрооборудования и сетей машиностроительных предприятий". Москва. "Машиностроение" - 1981г.

8. В.В. Вернер, Г.Л. Вартанов "Электромонтер-ремонтник". Москва. Высшая школа - 1982г.

10. Ю.Д. Сибикин "Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий" Москва. "Академия" - 2009г.

11. М.К. Бечева, И.Д. Златенов, П.Н. Новиков, Е.В. Шапкин "Электротехника и электроника". Москва. "Высшая школа" - 1991 г.

12. А.С. Кокорев "Контроллер сборки электрических машин, аппаратов и приборов". Москва. "Высшая школа" - 1986 г.