 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| По окончании выполнения лабораторной работы студент должен
Тема: «Опытное изучение способов пуска трехфазного асинхронного двигателя». Цель: Научиться пускать в ход асинхронные двигатели под нагрузкой или без нее.
По окончании выполнения лабораторной работы студент должен знать: - пусковые свойства трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором; - способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором; - способы регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя уметь: - собирать электрические схемы для управления пуском и реверсом асинхронного двигателя. Ход работы: - Убедиться в том, что стенд отключен от сети питания и заземлен, все соединения на нём выполнены согласно схеме (рисунок 32). - Рукоятку переключателя выставить в положение «звезда», при котором обмотка статора оказывается соединенной в звезду. - Включить питание стенда, замкнув контакты автомата питания. - Нажать на кнопку «Пуск» кнопочного поста стенда. - Измерить напряжение на электродвигателе вольтметром стенда. - После разгона ротора электродвигателя до частоты вращения, близкой к номинальной, рукоятку переключателя выставить в положение «треугольник». - Измерить напряжение на двигателе вольтметром стенда. - Убедиться в разнице измеренных напряжений в - Отключить питание электродвигателя кнопкой «Стоп» кнопочного поста. Отключить автомат питания стенда. Основные теоретические положения: Вопросы, связанные с пуском в ход электрических двигателей, имеют большое практическое значение. При их разрешении приходится считаться с условиями работы сети, к которой приключается двигатель, и с требованиями, которые предъявляются к электроприводу. Под электроприводом понимается устройство, состоящее из электродвигателя вместе с относящейся к нему аппаратурой и предназначенное для приведения во вращение рабочей машины (какого-либо станка, насоса, вентилятора, экскаватора, прокатного стана, конвейера и др.). Для оценки пусковых свойств электродвигателя установлены следующие основные показатели: 1) начальный пусковой ток Iнач или его кратность Iнач/Iн; 2) начальный пусковой момент Мнач или его кратность Мнач/Мн. Кроме того, в ряде случаев имеет значение продолжительность разбега двигателя вместе с приводимым им во вращение механизмом и иногда плавность разбега.
- Рисунок 27 – Схема непосредственного включения в сеть (а) и графики изменения тока и момента при пуске (б) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Для асинхронных двигателей, работающих при соединении обмоток статора треугольником, можно применить пуск переключением обмотки статора со звезды на треугольник (рисунок 28, а). В момент подключения двигателя к сети переключатель ставят в положение «звезда», при котором обмотка статора оказывается соединенной в звезду. При этом фазное напряжение на статоре понижается в
- Рисунок 28 – Схема включения (а) и графики изменения момента и тока (фазного) при пуске (б) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором переключением обмотки статора со звезды на треугольник
Ход работы: Зарисуйте возможные схемы пуска асинхронного электродвигателя (рисунок 30).
После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, переключатель быстро переводят в положение «треугольник» и фазные обмотки двигателя оказываются под номинальным напряжением. Возникший при этом бросок тока до значения I/пΔ является незначительным. Рассмотренный способ пуска имеет существенный недостаток - уменьшение фазного напряжения в Описанный способ понижения напряжения при пуске применим лишь для двигателей, работающих при соединении обмотки статора треугольником. Более универсальным является способ с понижением подводимого к двигателю напряжения посредством реакторов (реактивных катушек — дросселей). Порядок включения двигателя в этом случае следующий (рисунок 29, а). При разомкнутом рубильнике 2 включают рубильник 7. При этом ток из сети поступает в обмотку статора через реакторы Р, на которых происходит падение напряжения j После разгона ротора двигателя включают рубильник 2, и подводимое к обмотке статора напряжение оказывается номинальным.
Рисунок 29 – Схемы реакторного (а) и автотрансформаторного (б) способов пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
При пуске двигателя через понижающий автотрансформатор (рисунок 29, б) вначале замыкают рубильник 1, соединяющий обмотки автотрансформатора звездой, а затем включают рубильник 2 и двигатель оказывается подключенным на пониженное напряжение U/1. При этом пусковой ток двигателя, измеренный на выходе автотрансформатора, уменьшается в КА раз, где КА — коэффициент трансформации автотрансформатора. Что же касается тока в питающей двигатель сети, т. е. тока на входе автотрансформатора, то он уменьшается в К2А раз по сравнению с пусковым током при непосредственном включении двигателя в сеть. Дело в том, что в понижающем автотрансформаторе первичный ток меньше вторичного в КА раз и поэтому уменьшение пускового тока при автотрансформаторном пуске составляет КАКА = К2А раз. Например, если кратность пускового тока асинхронного двигателя при непосредственном его включении в сеть составляет Iп/I1ном = 6 , а напряжение сети 380 В, то при автотрансформаторном пуске с понижением напряжения до 220 В кратность пускового тока в сети I/п/ I1ном = 6/ (380/220)2 = 2 . После первоначального разгона ротора двигателя рубильник 1 размыкают и автотрансформатор превращается в реактор. При этом напряжение на выводах обмотки статора несколько повышается, но все же остается меньше номинального. Включением рубильника 3 на двигатель подается полное напряжение сети. Таким образом, автотрансформаторный пуск проходит тремя ступенями: на первой ступени к двигателю подводится напряжение U1 = (0,50÷0,60)U1ном, на второй — U1 = (0,70÷0,80)U1ном и, наконец, на третьей ступени к двигателю подводится номинальное напряжение U1ном.
Рисунок 30 – Схемы пуска асинхронного электродвигателя
Рисунок 31 – Схемы соединений обмотки статора асинхронного электродвигателя: а) в «звезду»; б) в «треугольник»
Электрическая схема стенда представлена на рисунке 32.
Контрольные вопросы: 1. Перечислите способы пуска асинхронного двигателя. 2. Какими показателями характеризуются пусковые свойства асинхронных двигателей? 3. Каковы достоинства и недостатки пусковых свойств асинхронных двигателей? 4. Как лучше, с точки зрения улучшения пусковых свойств, уменьшить пусковой ток: снижением подводимого к двигателю напряжения или увеличением активного сопротивления в цепи обмотки ротора? 5. Каковы достоинства и недостатки пуска асинхронных двигателей непосредственным включением в сеть? 6. Какие существуют способы пуска асинхронных двигателей при пониженном напряжении? 7. В чем сущность эффекта вытеснения тока и почему он возникает при пуске двигателя и почти исчезает при его работе? 8. Почему бутылочная форма паза ротора способствует лучшему проявлению эффекта вытеснения тока? 9. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей и дайте им сравнительную оценку. 10. Почему при частотном регулировании частоты вращения одновременно с частотой тока необходимо изменять напряжение?
1. Пуск асинхронных двигателей можно производить при полном напряжении (прямой пуск) и при пониженном напряжении. Прямой пуск осуществляется при помощи рубильников, переключателей, пакетных выключателей, магнитных пускателей, контакторов и контроллеров.
Наиболее простым является прямой пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
В одной из фаз обмотки статора постоянно находится конденсатор Ср (рисунок, позиция а), который в условиях номинального режима двигателя обеспечивает возбуждение кругового вращающегося магнитного поля. Емкость этого конденсатора определяют по формуле: Cр = I1sinφ1 / 2πfUn2
n = kоб2 w2 / kоб1 w1 где kоб2 и kоб1 — обмоточные коэффициенты соответствующих фаз обмотки статора с числом витков w2 и w1. Напряжение на зажимах конденсатора Uc, включенного последовательно с фазой обмотки статора двухфазного асинхронного двигателя, при круговом вращающемся магнитном поле выше напряжения сети U и определяется так: Uc = U √1 + n2 Переход к нагрузке двигателя, отличной от номинальной, сопровождается изменением вращающегося магнитного поля, которое вместо кругового становится эллиптическим. Это ухудшает рабочие свойства двигателя, а при пуске снижает начальный пусковой момент до Мп < 0,3Mном, ограничивая этим применение двигателей с постоянно включенным конденсатором только в установках с легкими условиями пуска. Для повышения начального пускового момента параллельно рабочему конденсатору Ср включают пусковой конденсатор Сп (рисунок, позиция б), емкость которого намного больше емкости рабочего конденсатора и зависит от кратности начального пускового момента, которая может быть доведена до двух и более. 3.Асинхронные двигатели имеют ряд достоинств по сравнению с другими электрическими машинами, например, обладают высокой надежностью, простотой обслуживания и не менее важное, они могут работать непосредственно от сети переменного напряжения. 4.Cснижением подводимого к двигателю напряжения, т.к при снижение напряжения снизится ток, что благоприятно влияет на пусковые свойства двигателя, но одновременно это вызывает уменьшение пускового момента.
При этом происходит пусковой бросок тока, превышающий номинальное значение в пять-семь раз. И длительность этого броска зависит от продолжительности пуска, то есть от мощности двигателя. Чем больше двигатель, тем большее время требуется ему для разгона и тем длительнее будет воздействие повышенного тока на питающую сеть и статорную обмотку. 6.Пуск можно совершать при помощи соединения звездой и треугольником. Если номинальное напряжение двигателя 220 В, то при линейном напряжении сети 380 В его нужно соединять звездой, а при линейном напряжении сети 220 в г- треугольником. При номинальном напряжении двигателя 380 В и линейном напряжении сети 380 В двигатель нужно соединять треугольником, а при линейном напряжении сети 660 В — звездой. 7.Весь ток ротора проходит по верхней части стержня , поперечное сечение сечение которой намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению активного сопротивления стержни ротора, что, как известно, способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограничению пускового тока. 8. Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах ротора бутылочной формы. В этом случае «вытеснение» тока происходит в верхнюю часть паза, имеющую меньшее сечение, а, следовательно, большее активное сопротивление. Применение пазов бутылочной формы позволяет сократить высоту пазов ротора, а следовательно, уменьшить диаметр ротора по сравнению с глубокопазным ротором. 9. Регулирование частоты вращения изменением скольжения s возможно тремя способами: изменением подводимого к обмотке статора напряжения, нарушением симметрии этого напряжения и изменением активного сопротивления обмотки ротора. 1. Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения. При неизменном нагрузке на валу двигателя увеличения подводимого к двигателю напряжения вызывает рост частоты вращения. Подводимое к двигателю напряжение измеряют либо регулировочным автотрансформатором, либо реакторами, выключаемыми в разрыв линейных проводов. Недостатки: Узкий диапазон регулирования и неэкономичность ограничивают область применения этого способа регулирования частоты вращения. 2.Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения.
Недостатками этого способа регулирования являются узкая зона регулирования и уменьшение КПД двигателя по мере увеличения несиметрии напряжения. Обычно этот способ регулирования частоты вращения применяют лишь в двигателях малой мощности. 3.Регулирование частоты вращения изменения активного сопротивления в цепи ротора. Этот способ регулирования частоты вращения возможен лишь в двигателях с фазным ротором. Механические характеристики асинхронного двигателя, построенные для различных значений активного сопротивления цепи ротор показывают что с увеличением активного сопротивления ротора возрастает скольжение соответствующее заданному нагрузочному моменту. Частота вращения двигателя при этом уменьшается. 4.Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в статоре. Это способ регулирования основан на изменении синхронной частоты вращения Чтобы регулировать частоту вращения, достаточно изменить частоту тока f1, но при этом будет изменяться и максимальный электромагнитный момент АД. Поэтому для сохранения неизменными перегрузочной способности, коэффициента мощности и КПД двигателя на требуемом уровне необходимо одновременно с изменением частоты f1 изменять и величину подводимого к обмотке статора напряжения U1.
5.Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора.
Принцип преобразования четырехполюсной обмотки в двухполюсную на примере одной фазы показан на рис.2.26: а) при последовательном согласном соединении двух катушек создаваемое ими магнитное поле образует четыре полюса; б) при последовательном встречном соединении – два полюса; в) при параллельном соединении два полюса. АД с полюсно-переключаемыми обмотками могут работать в двух режимах: режим постоянного момента (рис.2.27), когда при переключении обмотки статора с одной полюсности на другую вращающий момент на валу двигателя M2 остается неизменным, а мощность P2 изменяется пропорционально частоте вращения ротора
10.Чтобы получить высокие энергетические показатели асинхронного двигателя (Коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности) необходимо одновременно с частотой изменять и подводимое напряжение. Вывод: При включении асинхронного двигателя в сеть переменного тока по обмоткам его статора и ротора будут проходить токи, в несколько раз больше номинальных. Это объясняется тем, что при неподвижном роторе вращающееся магнитное поле пересекает его обмотку с большой частотой, равной частоте вращения магнитного поля в пространстве, и индуктирует в этой обмотке большую эдс. Эта эдс создает большой ток в цепи ротора, что вызывает возникновение соответствующего тока и в обмотке статора.
При увеличении частоты вращения ротора скольжение уменьшается, что приводит к уменьшению эдс и тока в обмотке ротора. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение тока в обмотке статора. Поэтому прямой пуск двигателя непосредственным включением его в сеть допускается только в том случае, когда мощность двигателя, намного меньше мощности источника энергии, питающего сеть. Пуск можно совершать при помощи соединения звездой и треугольником. Если номинальное напряжение двигателя 220 В, то при линейном напряжении сети 380 В его нужно соединять звездой, а при линейном напряжении сети 220 в г- треугольником.
|
раз, что свидетельствует о реализации пуска при пониженном напряжении.
раз. Следовательно, переключив обмотки статора звездой, мы добиваемся уменьшения линейного тока в ( 
)2 = 3 раза.
хр (где хр — индуктивное сопротивление реактора, Ом). В результате на обмотку статора подается пониженное напряжение.
, что возможно при наличии источника питания АД с регулируемой частотой – преобразователя частоты. Частотное регулирование позволяет плавно изменять частоту вращения ротора в широком диапазоне.
;