Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Асинхронный двигатель с фазным ротором искусственные и естественные характеристики

ИСКУССТВЕННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Получение искусственных характеристик в асинхронном дви­гателе возможно за счет введения добавочного сопротивления в цепь ротора (у двигателей с контактными кольцами), изменения

Рис 27 Искусственные механические характеристики асинхронного дви­гателя, полученные

а — введением дополнительного сопротивления в цепь ротора, б — измене­нием напряжения, питающего статор

величины и частоты напряжения, питающего статор. Включение добавочного сопротивления Ял в каждую фазу ротора в соответст­вии с уравнениями (11.83), (11.84) и (II.65) приводит к увеличению

критического скольжения sKl,= > а величину максималь-

ного момента Мк и синхронную скорость не изменяет (рис. 27, а). 60

Изменение величины напряжения f/ф, как видно из тех же фор­мул, приводит к изменению максимального момента Мк1 — з и2

‘ + Х’У а величинУ критического скольжения и синхронную

скорость не изменяет (рис 27, б) При этом, как следует из уравне­ния механической характеристики (II 82), при изменении напря­жения сети для двух значений напряжений знаменатель уравнения не изменяется и новая характеристика может быть получена из естественной, если абсциссы последней пересчитать в отношении квадратов напряжений.

Такой расчет справедлив только для небольших изменений на­пряжения, так как при выводе уравнения не учитывалось измене­ние силы тока холостого хода При напряжениях, больших номи­нального, резко возрастает сила тока холостого хода, увеличи­вается насыщение и растет нагрев стали, почему практически повы­шение напряжения не применяют

Большое снижение напряжения приводит к резкому уменьше­нию максимального момента, так как последний пропорционален квадрату напряжения. Изменение частоты питающего напряжения, как видно из тех же формул, приводит к изменению синхронной скорости вращения, максимального момента и критического сколь­жения. Механические характеристики для этого случая рассмот­рены в гл III.

  • МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ТОРМОЗНЫХ РЕЖИМАХ
  • ЕСТЕСТВЕННАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
  • Рекомендации по выбору бизнеса
  • Строительное оборудование МСД
  • Тепловые насосы

Устройство асинхронной машины

Схематичное устройство асинхронной машины

Классическая асинхронная машина состоит из 2 основных частей: ротора (подвижной) и статора (неподвижной). Три отдельные фазы составляют обмотку статора. С1, С2 и С3 — обозначения начала фаз. С3, С4 и С5 — соответственно концы фаз. Все они подсоединены к клеммному разъему по схеме звезда или треугольник, что показано на рисунках а, б, в. Схему выбирают учитывая паспортные данные двигателя и сетевое напряжение.

Статор создает внутри электродвигателя магнитное поле, которое постоянно вращается.

Ротор различают короткозамкнутый и фазный.

В короткозамкнутом скорость вращения не регулируется. Конструкция с ним проще и дешевле. Однако пусковой момент у него слишком мал по сравнению с машинами, у которых фазный ротор. Здесь скорость вращения регулируется за счет возможности ввода дополнительного сопротивления.

Задача №1

Построить естественную и искусственную
механические характеристики ω = f(M) для асинхронного двигателя, имеющего
данные: Рн = 11 кВт, Iн = 41 А, Е = 179 В, ωн
= 95,3 рад/с, Мкрн = 2,5. Добавочное сопротивление в
цепи ротора для получения искусственной характеристики Rд = 0,1 Ом.

Определяем номинальный момент:

Определяем критический момент:

Определяем скорость холостого хода:

где f — частота питающей сети, Гц;

р — число пар полюсов;

Определяем номинальное
скольжение:

Определяем
критическое скольжение:

0,43

где λ
перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Изменяя значение скольжений s от
1 до 0, по формуле рассчитывают
значения момента, а по формуле w = wо(1 — s)
рассчитывают значения угловой скорости w и заполняем таблицу:

Асинхронный двигатель с фазным ротором искусственные и естественные характеристики

Электрический привод (сокращённо — электропривод) — это электромеханическая система для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Читать еще:  Через какое время нужно менять масло в двигателе автомобиля

Современный электропривод — это совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60 %) и главным источником механической энергии в промышленности.

Определение по ГОСТу Р 50369-92 [1] Электропривод — электромеханическая система, состоящая из преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Как видно из определения, исполнительный орган в состав привода не входит. Однако, авторы авторитетных учебников [2] [3] включают исполнительный орган в состав электропривода. Это противоречие объясняется тем, что при проектировании электропривода необходимо учитывать величину и характер изменения механической нагрузки на валу электродвигателя, которые определяются параметрами исполнительного органа. При невозможности реализации прямого привода электродвигатель приводит исполнительный органа в движение через кинематическую передачу. КПД, передаточное число и пульсации, вносимые кинематической передачей также учитываются при проектировании электропривода.

Функциональная схема

  • Регуляторы (Р) предназначен для управления процессами, протекающими в электроприводе.
  • Электрический преобразователь (ЭП) предназначен для преобразования электрической энергии сети в регулируемое напряжение постоянного или переменного тока.
  • Электромеханический преобразователь (ЭМП) — двигатель, предназначен для преобразования электрической энергии в механическую.
  • Механический преобразователь (МП) может изменять скорость вращения двигателя, а ткаже характер движения (с вращательного на вращательное или с вращательного на поступательное).
  • Упр — управляющие воздействие.
  • ИО — исполнительный орган.

Функциональные части:

  • Силовая часть или электропривод с разомкнутой системой регулирования;
  • Механическая часть;
  • Система управления электропривода.

Характеристики привода

Статические характеристики

Под статическими характеристиками чаще всего подразумеваются электромеханическая и механическая характеристика.

Механическая характеристика

Механическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала к от электромагнитного момента M (или от момента сопротивления Mc). Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.[4]

Электромеханическая характеристика двигателя

Электромеханическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала W от тока I.

Виды электроприводов

  • Нерегулируемые, простейшие, предназначенные для пуска и остановки двигателя, работающие в односкоростном режиме.
  • Регулируемые, допускающие изменение частоты вращения и управление пуском и торможением электродвигателя для заданного технологического процесса. Способ регулирования зависит от типа двигателя. Так, для машин переменного тока применимо управление частотой, током в роторе, переключением пар полюсов статора. Для коллекторных машин применимо регулирование напряжением.
  • Неавтоматизированные
  • Автоматизированные
  • Линейные — для частных случаев.
  • Вращательные — наиболее распространённый тип. Чаще всего линейное перемещение получают механическими преобразователями вращательного движения двигателя.

Подбор электродвигателя

Качество работы современного электропривода во многом определяется правильным выбором используемого электрического двигателя, что в свою очередь обеспечивает продолжительную надёжную работу электропривода и высокую эффективность технологических и производственных процессов в промышленности, на транспорте, в строительстве и других областях.

При выборе электрического двигателя для привода производственного механизма руководствуются следующими рекомендациями:

  • Исходя из технологических требований, производят выбор электрического двигателя по его техническим характеристикам (по роду тока, номинальным напряжению и мощности, частоте вращения, виду ме ханической характеристики, продолжительности включения, перегрузочной способности, пусковым, регулировочным и тормозным свойствами др.), а также конструктивное исполнение двигателя по способу монтажа и крепления.
  • Исходя из экономических соображений, выбирают наиболее простой, экономичный и надёжный в эксплуатации двигатель, не требующий высоких эксплуатационных расходов и имею щий наименьшие габариты, массу и стоимость.
  • Исходя из условий окружающей среды, в которых будет работать двигатель, а также из требований безопасности работы во взрывоопасной среде, выбирают конструктивное исполнение двигателя по способу защиты.
Читать еще:  Что входит в топливную систему дизельного двигателя

Правильный выбор типа, исполнения и мощности электрического двигателя определяет не только безопасность, надёжность и экономичность работы и длительность срока службы двигателя, но и технико-экономические показатели всего электропривода в целом.

Алгоритм выбора электропривода

Принцип действия исполнительных механизмов не является ключевым фактором выбора электропривода, ключевыми в данном случае являются характеристики технологического процесса, которые должен обеспечить механизм. Этому же условию должен соответствовать и электропривод.

Например алгоритм выбора технических специалистов, обслуживающих технологические процессы, в которых исполнительным механизмом является трубопроводная арматура, будет следующим:

  • Выполняемая функция: запорная, дросселирующее регулирование, запорно-регулирующий режим, отсечка и т. д.
  • Пропускная способность.
  • Транспортируемая среда: абразивная, агрессивная химически, вязкая пульпа, огнеопасный газ, пар и т. д.
  • Время срабатывания арматуры (в зависимости от типа).
  • Высокая ремонтопригодность и длительный срок службы.

Следует иметь в виду, что не может быть универсального электропривода. В качестве примера, приведём средний медеплавильный цех: цех имеет несколько анодных печей, печи работают в разных режимах: загрузка, плавление, восстановление, окисление и это неполный перечень. Требуемые характеристики механизмов для этих режимов различны, на каждом процессе бывает задействована различная группа приводной арматуры. Диаметры разнятся от 200 до 900 мм, различны и подающиеся среды — мазут, газ, воздух и проч., температурные режимы так же изменяются.

С другой стороны, конструкция электропривода может быть модульной, части привода могут свободно меняться, причём блоки разных исполнений должны быть по возможности унифицированы и легко заменяться.

Для некоторых механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме (краны, лифты), большую часть рабочего цикла двигатель работает на естественной характеристике и только относительно небольшое время работает на регулировочной характеристике, обычно на пониженной частоте вращения. В этом случае потери электроэнергии на регулировочной характеристике сравнительно невелики, так как мало время работы на ней. Поэтому здесь можно применять простые и дешёвые способы регулирования, даже если они вызывают повышенные потери мощности в обмотках.

Основными типами электродвигателей, которые используются для привода производственных механизмов с регулируемой скоростью движения рабочего органа, являются двигатели постоянного тока и асинхронные с короткозамкнутым или фазным ротором. Наиболее просто требуемые искусственные характеристики получаются у двигателей постоянного тока, поэтому до недавнего времени они преимущественно и находили применение для регулируемых электроприводов. С другой стороны, асинхронные двигатели, уступая двигателям постоянного тока по возможностям регулирования частоты вращения, по сравнению с последними проще в изготовлении и эксплуатации и имеют относительно меньшие массу, размеры и стоимость. Именно эти отличительные свойства асинхронных двигателей определили их главенствующее использование в промышленном нерегулируемом электроприводе. [5] В настоящее время двигатели постоянного тока вытесняются асинхронными двигателями с преобразователями частоты, основными производителями которых являются ABB, Schneider, Siemens, Lenze. Число выпускаемых двигателей постоянного тока составляет лишь 4-5 % числа двигателей переменного тока.

Современные российские производители и поставщики электроприводов

Проблема регулирования скорости движения машин и механизмов с целью экономии электроэнергии решалась в последние десятилетия в основном с помощью регулируемых электроприводов. Причём, если ещё в 70-80-х годах преобладающими были регулируемые электроприводы постоянного тока, то в настоящее время они повсеместно вытесняются регулируемыми электроприводами переменного тока, как правило, с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Объясняется это достижениями микроэлектроники, позволяющими реализовать небольшими аппаратными затратами довольно сложные алгоритмы управления электродвигателем переменного тока, который в общем случае предпочтительнее двигателя постоянного тока по надёжности, массе, габаритам и стоимости.

Читать еще:  Что будет когда провернет вкладыши на двигателе

Некоторые из производителей в России и СНГ:

  • ОАО «Электропривод» (г.Киров)
  • ООО «Электропривод» (Украина, Запорожье),
  • ОАО Завод «Преобразователь» (Украина, Запорожье),
  • ОАО «Запорожский электроаппаратный завод»,
  • НИПТИЭМ,
  • ОАО «Владимир»,
  • ООО «АВВИ»,
  • ООО «Двигатель»,
  • ЗАО Томск,
  • ООО «Кранприборсервис» на базе СКТБ Башенного Краностроения (СКТББК г. Москва),
  • ООО НПФ «Ирбис» (г. Новосибирск),
  • ООО «ЧЭАЗ — ЭЛПРИ» (дочернее предприятие ОАО «Чебоксарский электроаппаратный завод»),
  • НТЦ «Приводная техника» (г. Челябинск),
  • ЗАО «ЭРАСИБ» (г. Новосибирск)
  • НПП «Уралэлектра» (г. Екатеринбург).

низкий уровень шума

высокий класс нагревостойкости изоляции

высокая степень защиты электродвигателя от влаги

отсутствие подвижных контактов

Двигатели АИР обладают привлекательными свойствами и с точки зрения изготовителя, и с позиции потребителя.

Благодаря простой конструкции эти двигатели легко производить, обслуживать и ремонтировать.

Устройство работает непосредственно от сети с переменным током, а множество вариантов исполнения (по монтажу, защите, климатическим условиям и пр.) позволяет эксплуатировать асинхронный двигатель практически в любых условиях, в том числе в помещениях с присутствием агрессивных сред.

Мотор обладает высоким коэффициентом полезного действия. В зависимости от конкретного типа этот показатель достигает 85%. Он пригоден для использования в оборудовании непрерывного цикла, например, в приводных узлах конвейеров, транспортеров и т. п.

Асинхронный двигатель высоко надежен и редко выходит из строя. Он успешно претерпевает кратковременные механические перегрузки.

Мотор как нельзя лучше подходит для целей автоматизации производственных процессов. Совокупность таких качеств, как надежность, легкость монтажа, простота обслуживания, неприхотливость к условиям эксплуатации делают его незаменимым в деле поддержания автоматической работы устройств.

Практически каждый асинхронный двигатель в соотношении цены и качества оказывается исключительно выгодным приобретением.

Наша группа «ВКонтакте»

В многодвигательных приводах или приводах механизмов, связанных общей технологической зависимостью, должна быть обеспечена определенная очередность включения и отключения электродвигателей.

Для включения электродвигателя М должен быть включен выключатель Q.

Происходит разбег двигателя по его естественной характеристике.

Схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при торможении противовключением. Этот контактор шунтирует вторую ступень пускового резистора и своим вспомогательным контактом с выдержкой времени включает обмотку третьего контактора, который шунтирует последнюю ступень пускового резистора. Для отключения электродвигателя от сети при его вращении в любом направлении необходимо нажать на кнопочный выключатель SBТ.

В цепи магнитного пускателя включен контакт, принадлежащий контактору, управляющему двигателем. Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку SВ1, при этом отключаются пускатель КМ и двигатель М.

Реостатный пуск асинхронного двигателя с кз ротором. Также возможно питание катушки электромагнитного пускателя напряжение В. Современные высокие требования к качеству технологического процесса и производительности различных механизмов могут быть обеспечены только на основании применения автоматизированных электроприводов.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ

Управление электродвигателями с фазным ротором. Катушка электромагнит включения магнитного пускателя КМ получает питание от сети и замыкает контакты КМ в главной цепи и в цепи управления. Пуск начинается после перемещения контактной щетки на вывод 1. При вращении двигателя, например вправо, горит лампа HL1, включаемая контактом KM1.

Во многих случаях при управлении электроприводом необходимо изменять направление вращения электродвигателя. После замыкания выключателя управления В получает питание катушка реле Р1.
Реверсивная схема подключения магнитного пускателя

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector