|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Silniki elektryczne. silniki asynchroniczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne Silniki asynchroniczne zwane maszynami elektrycznymi mającymi co najmniej dwa uzwojenia, w których napięcia przemienne są przesunięte fazowo względem siebie. Zasada działania W układach asynchronicznych możliwe staje się wytworzenie wirującego pola magnetycznego w mechanicznie nieruchomym urządzeniu. Cewka podłączona do źródła prądu przemiennego wytwarza pulsujące pole magnetyczne, to znaczy pole magnetyczne, które zmienia wartość i kierunek.
W cylindrze o średnicy wewnętrznej D na powierzchni umieszczone są trzy cewki, przesunięte przestrzennie względem siebie o 120°. Cewki są podłączone do trójfazowego źródła napięcia (Rysunek 16.6). na ryc. 16.7 pokazuje wykres chwilowych prądów, które tworzą układ trójfazowy. Każda z cewek wytwarza pulsujące pole magnetyczne. Oddziałujące ze sobą pola magnetyczne cewek tworzą wynikowe wirujące pole magnetyczne, charakteryzujące się wektorem wynikowej indukcji magnetycznej na ryc. 16.8 pokazuje wektory indukcji magnetycznej każdej fazy i wynikowy wektor W tej chwili t = t1 prąd i indukcja magnetyczna w cewce A-X są dodatnie i maksymalne, w cewkach BY i CZ są takie same i ujemne. Wektor wynikowej indukcji magnetycznej jest równy sumie geometrycznej wektorów indukcji magnetycznych cewek i pokrywa się z osią cewki A-X. W chwili t = t2 prądy w cewkach A-X i CZ mają taką samą wielkość i przeciwny kierunek. Prąd w fazie B wynosi zero. Otrzymany wektor indukcji magnetycznej obrócono o 30° zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
W tej chwili t = t3 prądy w cewkach A-X i BY są równe co do wielkości i dodatnie, prąd w fazie CZ jest maksymalny i ujemny, wektor wynikowego pola magnetycznego znajduje się w ujemnym kierunku osi cewki CZ. Przez pewien okres prądu przemiennego wektor wypadkowego pola magnetycznego obróci się o 360°. Prędkość liniowa ruchu wektora indukcji magnetycznej
gdzie
pole na obwodzie walca o średnicy D. Linia prędkości
gdzie n1 - synchroniczna częstotliwość wirowania wielobiegunowego pola magnetycznego z liczbą par biegunów Р. Cewki pokazane na rys. 16.6, wytworzyć dwubiegunowe pole magnetyczne o liczbie biegunów 2P = 2. Częstotliwość wirowania pola wynosi 3000 obr./min. Aby uzyskać czterobiegunowe pole magnetyczne, należy umieścić sześć cewek w cylindrze o średnicy D, po dwie na każdą fazę. Wtedy, zgodnie ze wzorem (16.7), pole magnetyczne będzie wirować dwa razy wolniej z n1 = 1500 obr/min. Aby uzyskać wirujące pole magnetyczne, muszą być spełnione dwa warunki:
projekt Silnik indukcyjny ma część stałą zwaną stojanem i część obrotową zwaną wirnikiem. Stojan zawiera uzwojenie, które wytwarza wirujące pole magnetyczne. Istnieją silniki asynchroniczne z wirnikiem klatkowym i fazowym. W żłobkach wirnika ze zwartym uzwojeniem umieszczone są aluminiowe lub miedziane pręty. Na końcach pręty są zamknięte aluminiowymi lub miedzianymi pierścieniami. Stojan i wirnik są wykonane z blach ze stali elektrotechnicznej w celu zmniejszenia strat prądów wirowych. Wirnik fazowy ma uzwojenie trójfazowe (dla silnika trójfazowego). Końce faz są połączone we wspólny węzeł, a początki wyprowadzone są na trzy pierścienie stykowe umieszczone na wale. Na pierścieniach umieszczone są szczotki o stałym kontakcie. Reostat rozruchowy jest podłączony do szczotek. Po uruchomieniu silnika rezystancja reostatu rozruchowego jest stopniowo zmniejszana do zera. Zasada działania silnika indukcyjnego Zasada działania silnika asynchronicznego zostanie rozważona na modelu pokazanym na ryc. 16.9. Wirujące pole magnetyczne stojana przedstawiamy jako magnes stały obracający się z synchroniczną częstotliwością wirowania u. Prądy są indukowane w przewodach zamkniętego uzwojenia wirnika. Bieguny magnesu poruszają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Obserwatorowi umieszczonemu na obracającym się magnesie wydaje się, że magnes jest nieruchomy, a przewodniki uzwojenia wirnika poruszają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Kierunki prądów wirnika, określone regułą prawej dłoni, pokazano na rys. 16.9.
Korzystając z reguły lewej ręki, znajdujemy kierunek sił elektromagnetycznych działających na wirnik i powodujących jego obrót. Wirnik silnika będzie się obracał z prędkością n1 w kierunku wirowania pola stojana. Wirnik obraca się asynchronicznie, tj. jego częstotliwość obrotowa n2 mniejsza niż częstotliwość wirowania pola stojana w. Względna różnica między prędkościami pól stojana i wirnika nazywana jest poślizgiem:
Poślizg nie może być równy zeru, gdyż przy tych samych prędkościach pola i wirnika indukcja prądów w wirniku ustałaby, aw konsekwencji nie wystąpiłby moment elektromagnetyczny. Moment elektromagnetyczny jest równoważony przez przeciwny moment hamujący Jeśli poślizg utkniętego silnika jest równy jeden, mówi się, że silnik jest w trybie zwarcia. Prędkość silnika asynchronicznego bez obciążenia n2 w przybliżeniu równa częstotliwości synchronicznej n1. Jeśli poślizg nieobciążonego silnika wynosi S = 0, to mówi się, że silnik pracuje na biegu jałowym. Poślizg maszyny asynchronicznej pracującej w trybie silnikowym zmienia się od zera do jednego. Maszyna asynchroniczna może pracować w trybie generatora. Aby to zrobić, jego wirnik musi być obracany przez silnik innej firmy w kierunku obrotu pola magnetycznego stojana z częstotliwością n2 > n1. Poślizg generatora asynchronicznego S < 0. Maszyna asynchroniczna może pracować w trybie elektrycznego hamulca maszyny. Aby to zrobić, konieczne jest obrócenie jego wirnika w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu pola magnetycznego stojana. W tym trybie S > 1. Z reguły maszyny asynchroniczne są używane w trybie silnikowym. Silnik indukcyjny jest najpopularniejszym typem silnika w przemyśle. Częstotliwość wirowania pola w silniku asynchronicznym jest sztywno związana z częstotliwością sieci f1 oraz liczba par biegunów stojana. Przy częstotliwości f1 = 50 Hz jest co następuje zakres prędkości (P - n1, obr/min): 1 - 3000; 2 - 1500; 3 -1000; 4 - 750. Ze wzoru (16.7) otrzymujemy
Prędkość pola stojana względem wirnika nazywana jest prędkością poślizgu
Częstotliwość prądu i EMF w uzwojeniu wirnika
Maszyna asynchroniczna z zablokowanym wirnikiem działa jak transformator. Główny strumień magnetyczny indukuje w stojanie i uzwojeniach wirnika nieruchomego EMF E1 i E2K:
gdzie Fm - maksymalna wartość głównego strumienia magnetycznego sprzężonego z uzwojeniami stojana i wirnika; W1 i W.2 - liczba zwojów uzwojeń stojana i wirnika; W celu uzyskania korzystniejszego rozkładu indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej między stojanem a wirnikiem, uzwojenia stojana i wirnika nie są skupione w obrębie jednego bieguna, lecz rozmieszczone wzdłuż obwodów stojana i wirnika. SEM rozproszonego uzwojenia jest mniejszy niż EMF skupionego uzwojenia. Fakt ten uwzględnia się wprowadzając współczynniki uzwojenia do wzorów określających wielkość sił elektromotorycznych uzwojeń. Wartości współczynników uzwojenia są nieco mniejsze niż jedność. EMF w uzwojeniu obracającego się wirnika
Prąd wirnika działającej maszyny
gdzie r2 - czynna rezystancja uzwojenia wirnika; X2 - rezystancja indukcyjna uzwojenia wirnika,
Silnik jednofazowy ma jedno uzwojenie umieszczone na stojanie. Jednofazowe uzwojenie zasilane prądem przemiennym wytworzy pulsujące pole magnetyczne. Umieśćmy w tym polu wirnik ze zwartym uzwojeniem. Wirnik nie obraca się. Jeśli obrócisz wirnik z siłą mechaniczną innej firmy w dowolnym kierunku, silnik będzie pracował stabilnie. Można to wyjaśnić w następujący sposób. Pulsujące pole magnetyczne można zastąpić dwoma polami magnetycznymi wirującymi w przeciwnych kierunkach z częstotliwością synchroniczną n1 io amplitudach strumienia magnetycznego równych połowie amplitudy strumienia magnetycznego pola pulsującego. Jedno z pól magnetycznych nazywa się obracającym się do przodu, a drugie przeciwbieżnym. Każde z pól magnetycznych indukuje prądy wirowe w uzwojeniu wirnika. Kiedy prądy wirowe oddziałują z polami magnetycznymi, powstają momenty obrotowe, które są skierowane przeciwnie do siebie. na ryc. 16.10 pokazuje zależności momentu od pola przedniego M ', momentu od pola wstecznego M "i wypadkowego momentu M w funkcji poślizgu M \uXNUMXd M ' - M ".
Osie ślizgowe są skierowane przeciwnie do siebie. W trybie rozruchu wirnik jest poddawany momentom obrotowym o równych wartościach i przeciwnych kierunkach. Obróćmy wirnik za pomocą siły trzeciej w kierunku odwrotnego pola magnetycznego. Pojawi się nadmiar (wypadkowy) momentu obrotowego, rozpędzając wirnik do prędkości zbliżonej do synchronicznej. W tym przypadku poślizg silnika względem posuwisto-zwrotnego pola magnetycznego
Poślizg silnika względem wirującego do tyłu pola magnetycznego
Biorąc pod uwagę uzyskaną charakterystykę, możemy wyciągnąć następujące wnioski. Wyjście 1. Silnik jednofazowy nie ma momentu rozruchowego. Będzie się obracał w kierunku, w którym jest obracany przez siłę zewnętrzną. Wniosek 2. Ze względu na hamujące działanie przeciwnego pola wirującego, wydajność silnika jednofazowego jest gorsza niż silnika trójfazowego. Aby wytworzyć moment rozruchowy, silniki jednofazowe są dostarczane z uzwojeniem początkowym, które jest przestrzennie przesunięte względem głównego, roboczego uzwojenia o 90 °. Uzwojenie początkowe jest podłączone do sieci za pomocą elementów przesuwających fazę: kondensatora lub rezystancji czynnej. Rysunek 16.11 pokazuje obwód przełączania uzwojenia silnika, gdzie P jest uzwojeniem roboczym, a P jest uzwojeniem początkowym. Pojemność elementu przesuwającego fazę C dobiera się tak, aby prądy w uzwojeniu roboczym i początkowym różniły się fazowo o 90 °. Trójfazowy silnik asynchroniczny może pracować z sieci jednofazowej, jeśli jego uzwojenia są połączone zgodnie z poniższymi schematami (ryc. 16.12). Na schemacie pokazanym na ryc. 16.12, a uzwojenia stojana są połączone gwiazdą, a na schemacie na ryc. 16.12, b - trójkąt. Wartość pojemności C ~ 60 uF na 1 kW mocy.
Autor: Koryakin-Chernyak S.L.
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Odnawialne źródła energii staną się bardziej popularne niż gaz ziemny ▪ Komercyjna super bateria grafenowa ▪ Smartfon odstraszający komary ▪ Sterowniki DC/DC Boost LED Mean Well LDH-25/65
▪ w dziale Eksperymenty Fizyczne. Wybór artykułów ▪ artykuł Zawory kulowe. Wskazówki dla mistrza domu ▪ artykuł Dziewczęce pięciolistne winogrona. Legendy, uprawa, metody aplikacji
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
.
, skonstruowane dla trzech momentów czasu t1, T2, T3. Dodatnie kierunki osi cewek są oznaczone +1, +2, +3.
- Częstotliwość napięcia AC; T jest okresem prądu sinusoidalnego; pg - częstotliwość wirowania pola magnetycznego lub synchroniczna częstotliwość wirowania. Przez okres T pole magnetyczne przemieszcza się na odległość 
gdzie
- podział biegunów lub odległość między biegunami magnesu
skąd
Wraz ze wzrostem obciążenia wału silnika moment hamowania staje się większy od momentu obrotowego, a poślizg wzrasta. W rezultacie wzrasta pole elektromagnetyczne i prądy indukowane w uzwojeniu wirnika. Moment obrotowy wzrasta i staje się równy momentowi hamującemu. Moment obrotowy może rosnąć wraz ze wzrostem poślizgu do pewnej wartości maksymalnej, po czym przy dalszym wzroście momentu hamowania moment gwałtownie spada i silnik zatrzymuje się.
- częstotliwość napięcia w sieci; DO01 i K.02 - współczynniki uzwojenia stojana i wirnika.
, gdzie x2K - rezystancja indukcyjna hamowanego wirnika. Następnie
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony