Электроника и электротехника. Шпаргалка

На рисунке 51б изображены механические характеристики двигателя при r д = 0 (кривая 1) и r д ≠ 0 (кривая 2).Пуск двигателя с переключением со звезды на треугольник возможен, когда обмотка статора может быть соединена звездой и треугольником и напряжение сети соответствует соединению обмотки статора треугольником. Установив предварительно выключатель В 2 в положение а , что соответствует соединению обмотки статора звездой, выключателем В включают двигатель в сеть. После окончания пуска выключатель В2 перекидывают в положение б, благодаря чему обмотка статора оказывается соединенной треугольником. Вследствие этого ток фазы уменьшится в той же степени, а поскольку линейный ток больше фазного в раз, пусковой линейный ток при таком способе пуска будет меньше по сравнению с прямым пуском в 3 раза. Одновременно в 3 раза уменьшатся пусковой и максимальный моменты, так как они пропорциональны квадрату фазного напряжения.

Значение критического скольжения не изменится, так как оно не зависит от напряжения.

Из-за значительного снижения пускового момента указанный способ пуска возможен только при малых моментах сил сопротивления на валу двигателя.

54. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Важными в энергетическом отношении характеристиками двигателя являются зависимость КПД h и коэффициента мощности cos φ от нагрузки его на валу. КПД двигателя равен отношению мощности P в, отдаваемой двигателем с вала, к мощности Р 1, потребляемой двигателем из сети:

где Δ P – потери мощности в двигателе.

Δ P = Δ P обм1 + Δ P обм2 + Δ P ст1 + Δ P ст2 + Δ P мех.

Потери мощности в двигателе можно разделить на две части: часть Δ P = Δ P ст1 + Δ P ст2 + Δ P мех почти не зависит от нагрузки и называется постоянными потерями, другая часть Δ Pv = Δ P обм1 + Δ P обм2 зависит от нагрузки и называется переменными потерями.

Зависимость КПД от нагрузки изображена на рисунке 52, где нагрузка дана в относительных единицах.

Как видно из графика, КПД в зоне нагрузок от 0,4 до 1,2 изменяется относительно мало, что является благоприятным в энергетическом отношении.

Коэффициент мощности двигателя равен отношению активной мощности, потребляемой двигателем из сети, к полной мощности:

Реактивная мощность Q складывается из мощности Qr , обусловленной главным магнитным потоком, и мощности Qr , обусловленной потоками рассеяния:

Qr = I 20 x 0, Qp = I 21 x 1 + I 22 x 2,

где x 0 – индуктивное сопротивление, обусловленное главным магнитным потоком;

x 1, x 2 – индуктивные сопротивления, обусловленные потоками рассеяния обмоток статора и ротора.

Поскольку главный магнитный поток намного больше потоков рассеяния и почти не зависит от нагрузки, реактивная мощность, потребляемая двигателем из сети, мало зависит от нагрузки, cos φ существенно изменяется при изменении нагрузки. На рисунке 52 изображен график зависимости cos φ от нагрузки на валу двигателя. Из графика видно, что при малых нагрузках cos φ довольно низкий, что является в энергетическом отношении весьма невыгодным.

У двигателей средней мощности (1—100 кВт) при номинальной нагрузке КПД составляет:

ηном = 0,7 – 0,9, cos φном = 0,7 – 0,9;

у двигателей большой мощности (больше 100 кВт) КПД равен:

ηном = 0,9 0,94, cos φном = 0,8 0,92.

Рис. 52. Зависимость η, cosφ от нагрузки асинхронного двигателя

55. АСИНХРОННЫЙ ТАХОГЕНЕРАТОР

Тахогенератор – электрическая машина, преобразующая частоту вращения в электрический сигнал. Зависимость напряжения на выходе тахогенератора от частоты вращения называется выходной характеристикой . В идеальном случае эта зависимость прямая. Тахогенераторы используются для измерения частоты вращения, выработки ускоряющих и замедляющих сигналов, для операции дифференцирования.

Тахогенератор устроен так же, как однофазный асинхронный двигатель с полым немагнитным ротором. В пазах статора уложены две сдвинутые в пространстве на 90° обмотки: возбуждения ОВ (1) и выходная генераторная ОГ (2). Схема включения тахогенератора изображена на рисунке 53.

Рис. 53. Асинхронный тахогенератор:

1 – обмотка возбуждения;

2 – генераторная обмотка;

3 – сердечник статора;

4 – полый немагнитный ротор;

5 – внутренний сердечник статора

Ток обмотки возбуждения, включенной в сеть переменного тока с напряжением U в, создает неподвижный в пространстве пульсирующий с частотой сети магнитный поток Ф в. Этот поток пронизывает тело полого немагнитного ротора и генераторную обмотку. При неподвижном полом роторе ЭДС в генераторной обмотке не возникает в силу того, что магнитный поток расположен перпендикулярно этой обмотке. Ток, возникающий в полом роторе, создает магнитный поток, направленный против потока возбуждения, уменьшает его значение, но не изменяет его положения. Это происходит потому, что из(за большого немагнитного зазора (двух воздушных промежутков и стенки немагнитного ротора) индуктивное сопротивление полого ротора невелико, поэтому ток в полом роторе совпадает по фазе с ЭДС.