КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Асинхронные конденсаторные электродвигатели
Асинхронный конденсаторный двигатель - имеет на статоре две однофазные обмотки, занимающие одинаковое число пазов и сдвинутые в пространстве на 90 эл.градусов. Ротор – короткозамкнутый. Одна обмотка статора – главная - включается непосредственно в однофазную сеть, а другая - вспомогательная – включается в ту же сеть, но через конденсатор. Обмотки расположены в пространстве под углом 90°. В отличие от рассмотренного однофазного электродвигателя, в конденсаторном электродвигателе вспомогательная обмотка после пуска электродвигателя не отключается. Емкость создает сдвиг между токами I А и I В во времени отсюда следует, что после окончания пуска конденсаторный электродвигатель работает с вращающимся магнитным полем, близким к круговому. В качестве фазосдвигающего элемента может выступать емкость, активное и индуктивное сопротивление, которые включаются в пусковую обмотку.
Рассмотрим последовательно свойства различных фазосдвигающих элементов. Пусть обмотки питаются от однофазной сети, WA=WB (число витков обмоток). 1. В качестве фазосдвигающего элемента используется активное сопротивление ZФС=R. На рисунке 2.2.1 изображена схема подключения обмоток и векторная диаграмма. Угол всегда, т.к. обмотка обладает определенной индуктивностью. Угол , т.к. обмотка кроме индуктивного сопротивления обладает еще и активным сопротивлением. Угол всегда меньше 90° отсюда следует, что кругового поля никогда не будет, т.к. не выполняются условия получения кругового поля.
Рисунок 2.2.1
2. Индуктивное сопротивление ZФС = wL = XL.Если вместо активного сопротивления в качестве фазосдвигающего элемента использовать индуктивное, то токи I A и I B поменяются местами (рис.2.2.2). При этом и отсюда следует, что всегда меньше 90° и поэтому кругового поля также не будет.
Рисунок 2.2.2 Рисунок 2.2.3 3. Емкостное сопротивление ZФС = 1/(w·с) = Xc. При использовании емкости, как видно из векторной диаграммы (рисунок 2.2.3). Угол =90°, отсюда следует, что только при помощи конденсатора можно получить круговое вращающееся поле. Т.о. наилучшим фазосдвигающим элементом является конденсатор. Но использование конденсатора имеет свои недостатки: большие габариты и вес, дороговизна, снижение надежности.
Существуют три способа получения кругового вращающегося поля в конденсаторном двигателе. 1. С помощью правильного выбора коэффициента трансформации (К = WB/WA) и емкости конденсатора. 2. Подбором соотношения напряжения на обмотках a = UA/UB и емкости конденсатора. 3. Подбором дополнительного активного сопротивления (Rд) и емкости конденсатора. Рассмотрим подробнее все случаи: 1. Пусть напряжение сети равно напряжению на обмотке А (рис. 2.2.4). Uc = UA. Фаза А сдвинута в пространстве на угол q = 90° относительно фазы В. Считаем, что поле круговое, строим векторную диаграмму (рис. 2.2.5).
Рисунок 2.2.4 Здесь – полное активное сопротивление фазы А, включая приведенное сопротивление ротора. – полное индуктивное сопротивление фазы А, включая приведенное сопротивление ротора. – полное активное сопротивление фазы В, включая приведенное сопротивление ротора.
Рисунок 2.2.5. – полное индуктивное сопротивление фазы В, включая приведенное сопротивление ротора.
– напряжение, приходящее непосредственно на обмотку В, оно отличается от напряжения сети U C. При круговом вращающемся поле полученный четырехугольник ОКМN – прямоугольный, исходя из этого можно записать: ОN = КМ ОК = NМ. или (7) (8)
Выразим параметры фазы В через параметры фазы А.
При круговом поле МДС обмоток FB = jFA или IB·WB = jIA·WA (9), тогда
. магнитной цепи, где L - магнитная проводимость цепи магнитопровода (обычно, конструктивно магнитные проводимости в цепях А и В одинаковы LА = LВ). Теперь возьмем отношение , отсюда найдем .
Полное активное сопротивление фазы В: .
Выразим qB через qA в предположении, что общее сечение меди фаз считаем равным: qA = qB, тогда: ,
где qA, qB – соответственно сечение провода обмоток А и В (м), – длина витка обмотки А и обмотки В, отсюда: ;
;
;
Из уравнения (7): ; сокращаем :
Это первое условие получения кругового вращающегося поля. Второе условие получается из уравнения (8): ; ;
Реактивное сопротивление конденсатора равно сумме полных реактивных сопротивлений фаз. Второе уравнение можно преобразовать: В конденсаторном электродвигателе круговое вращающееся поле может быть получено при определенной скорости вращения (при определенной нагрузке), в другом режиме поле эллиптическое. в то же время при изменении частоты вращения меняется. .
Напряжение на конденсаторе:
; ; т.к.
Через паспортные данные для двухобмоточного конденсаторного электродвигателя можно определить ёмкость ,
где k – коэффициент трансформации.
2.Получение кругового вращающегося поля с помощью изменения напряжения на обмотках и емкости конденсатора С. , Векторная диаграмма (рис. 2.2.7): Четырёхугольник OKNM –прямоугольный, противоположные стороны равны. KM = ON OK = NM .
(9) (10) Выразим параметры фазы В через фазу А:
После преобразований получим Из (9) и (10): Если не менять a и емкость конденсатора, то круговое вращающееся поле будет только в одной точке. Изменяя напряжение на одной из обмоток или на обеих обмотках можно получить круговое Рисунок 2.2.7. вращающееся поле при любом k и любом .
3.Получение кругового вращающегося поля с помощью добавочного сопротивления Rд и емкости С.
Рисунок 2.2.8.
Этот способ имеет ограниченное употребление, т.к. применение добавочного сопротивления ведет к увеличению потерь мощности на величину , и может быть применен не для всех двигателей, а только для тех режимов работы двигателя, в которых .
Схемы замещения для конденсаторного двигателя
Пусть имеется несимметричная асинхронная машина (рис.2.2.9). Необходимо заменить несимметричную машину двумя симметричными, которые питаются не одинаковыми напряжениями
Рисунок 2.2.9
где - полные сопротивления машины, приведенные к фазам А и В для токов прямой и обратной последовательности. Схема замещения для прямой последовательности изображена на рисунках 2.2.10 и 2.2.11: Потери в стали не велики, поэтому активным сопротивлением можно пренебречь. Если бы фаза В была такая же, как фаза А, то можно было ог раничиться Рисунок 2.2.10 одной схемой замещения, но т.к. число витков , от сюда и сопротивления не равны. .
Рисунок 2.2.11.
- реактивное сопротивление конденсатора. - индуктивное сопротивление по оси фазы В. - активное сопротивление конденсатора. Для обратной последовательности сопротивления будут отличаться. Ротор машины, создающей поле обратной последовательности, вращается в обратную сторону.
Схемы замещения для обратной последовательности изображены на рисунках 2.2.12 и 2.2.13
Рисунок 2.2.12.
Рисунок 2.2.13
Если ротор неподвижен (n = 0), то поля прямой и обратной последовательности вращаются относительно ротора с одинаковыми синхронными скоростями. Они наводят в роторе ЭДС и токи одинаковой частоты. Сопротивления токам ротора прямой и обратной последовательности равны. Полные сопротивления: . Иначе дело обстоит при вращении ротора. Поля прямой и обратной последовательностей вращаются относительно ротора с различными скоростями и наводят в роторе ЭДС и токи, отличающиеся по частоте. Сопротивление обмотки ротора прямой и обратной последовательностей различно: Энергетическая диаграмма несимметричного асинхронного двигателя изображена на рисунке 2.2.14: Часть электромагнитной мощности уйдет на преодоление момента от обратного поля. РЭЛ2 – электрические потери от токов обратной последовательности.
где Рисунок 2.2.14.
Потери в стали учитывают введением сопротивления в цепь намагничивающего контура (рис.2.2.15 и 2.2.16)
Сопротивление rMA реально не существует, а вводится для того, чтобы учесть потери в стали электрической машины. В схемах замещения часто пренебрегают активным сопротивлением цепи намагничивания.
Рисунок 2.2.15
Рисунок 2.2.16
Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 1691; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |