Принципы работы трехфазного трансформатора и асинхронного двигателя
Назначение, принцип действия трансформатора. Основные элементы конструкции и их назначение. Исследование двухобмоточного трехфазного трансформатора при симметричной нагрузке. Основные конструктивные элементы асинхронного двигателя и их назначение.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | учебное пособие |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.04.2016 |
| Размер файла | 2,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в обмотке статора (рис.2.23). Это способ регулирования основан на изменении синхронной частоты вращения
,
что возможно при наличии источника питания АД с регулируемой частотой - преобразователя частоты (ПЧ). Частотное регулирование позволяет плавно изменять частоту вращения ротора в широком диапазоне (до 12:1).
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.
Характер одновременного изменения f1 и U1 зависит от закона изменения момента нагрузки и определяется уравнением
,
где и - напряжение и момент при частоте ; и - напряжение и момент при частоте .
Рис. 2.24
Если частота вращения ротора АД регулируется при постоянном моменте нагрузки (), то подводимое к обмотке статора напряжение необходимо изменять пропорционально изменению частоты тока (рис.2.24):
.
При осуществлении этого закона регулирования основной магнитный поток АД при различных значениях частоты f1 остается неизменным, а мощность двигателя увеличивается пропорционально нарастанию частоты вращения.
Если регулирование производится при условии постоянства мощности двигателя
,
то подводимое напряжение к обмотке статора следует изменять в соответствии с законом (рис.2.25)
Рис. 2.25
Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора. Этот способ регулирования частоты вращения обеспечивает ступенчатую регулировку. Изменять число полюсов обмотки статора можно либо укладкой в пазах статора двух обмоток с разным числом полюсов, либо укладкой одной обмотки, конструкция которой позволяет путем переключения катушечных групп получать различное число полюсов. Второй способ получил наибольшее применение.
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
;
Рис. 2.26
Рис. 2.27
режим постоянной мощности (рис.2.28), когда при переключении обмотки статора с одной полюсности на другую мощность P2 остается примерно одинаковой, а момент на валу M2 изменяется соответственно изменению частоты вращения ротора
.
Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора применяют только в АД с короткозамкнутым ротором, потому что в АД с фазным ротором пришлось бы и на роторе применить полюсно-переключаемую обмотку, а это привело бы к недопутимому усложнению двигателя.
Рис. 2.28
Регулирование частоты вращения введением в цепь ротора добавочной ЭДС. В цепь ротора вводят от постороннего источника добавочную ЭДС, имеющую частоту, одинаковую с основной ЭДС ротора, и направленную согласно или встречно с ней.
Учитывая, что скольжение АД относительно невелико, для упрощения происходящих процессов можно принять, что , , . Рассматриваем работу АД при .
Если , то и . В обмотке вращающегося ротора до введения добавочной ЭДС индуктируется ЭДС
и протекает ток
,
создающий необходимый вращающий электромагнитный момент. Векторная диаграмма для рассматриваемой ситуации изображена на рис.2.29,а.
При введении в цепь вращающегося ротора добавочной ЭДС , направленной встречно ЭДС , ток в обмотке ротора в первый момент времени уменьшится. В результате вращающий электромагнитный момент М станет меньше статического момента , и ротор начнет замедлять свою частоту вращения.
Рис. 2.29
трехфазный трансформатор асинхронный двигатель
С уменьшением частоты вращения ротора будут увеличиваться скольжение, ЭДС и ток в обмотке ротора. Увеличение тока в обмотке ротора и уменьшение частоты вращения ротора будут происходить до тех пор пока этот ток при новом скольжении не достигнет прежнего значения , при котором выполнялось равенство моментов . Новому значению частоты вращения ротора соответствует векторная диаграмма на рис.2.29,б.
Аналогично можно показать, что если в цепь ротора вводится добавочная ЭДС, направленная согласно с ЭДС , то частота вращения ротора увеличивается.
Таким образом, при наличии соответствующего источника (преобразователя частоты), включенного в цепь ротора, можно плавно и экономично регулировать частоту вращения ротора АД. Однако реализация этого способа требует более сложной системы управления, чем при регулировании частоты тока в обмотке статора.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование способов регулирования напряжения в электрических цепях переменного и трехфазного тока с последовательным и звездообразным соединением приемников. Испытание однофазного трансформатора и трехфазного асинхронного двигателя с замкнутым ротором.
лабораторная работа [831,0 K], добавлен 27.12.2010Определение номинальных токов и фазного напряжения в обмотках трехфазного трансформатора. Построение графиков зависимости КПД и напряжения от коэффициента загрузки. Электромагнитная схема асинхронного двигателя, вычисление его рабочих характеристик.
контрольная работа [393,8 K], добавлен 13.05.2013Параметры Т-образной схемы замещения трехфазного трансформатора. Фактические значения сопротивлений вторичной обмотки. Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания. Определение потерь мощности трехфазного асинхронного двигателя, схема включения.
контрольная работа [339,6 K], добавлен 05.03.2014Электромагнитный, тепловой и вентиляционный расчет шестиполюсного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором полезной мощности 45 кВт на напряжение сети 380/660 В. Механический расчет вала и подшипников. Элементы конструкции двигателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.09.2012Назначение и описание конструкции трехфазного асинхронного двигателя. Разработка технологического процесса изготовления статора, обоснование типа производства. Применяемые приспособления и нестандартное оборудование. Испытания статора двигателя.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 13.03.2013Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором. Снижение тока холостого хода. Магнитопровод и обмотки. Направление электромагнитных сил. Генераторный режим работы.
презентация [1,5 M], добавлен 09.11.2013Изучение устройства трехфазного трансформатора и исследование его свойств путем проведения опытов холостого хода и короткого замыкания. Определение номинальных значений тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора при их соединении в "звезду".
лабораторная работа [70,6 K], добавлен 22.11.2010Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором. Объем и нормы испытаний электродвигателя. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.01.2011Принцип действия трансформатора, элементы его конструкции. Вычисление мощности фазы, номинальных токов и короткого замыкания. Расчет основных размеров трансформатора и обмотки. Определение размеров магнитной системы, массы стали и перепадов температуры.
курсовая работа [649,9 K], добавлен 25.06.2011Определение основных электрических параметров и размеров трансформатора, расчет обмоток, выбор его схемы и конструкции. Параметры короткого замыкания. Тепловой расчет исследуемого трехфазного трансформатора. Окончательный расчет магнитной системы.
курсовая работа [984,2 K], добавлен 29.05.2012Паспортные данные устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Определение рабочих характеристик двигателя: мощность, потребляемая двигателем; мощность генератора; скольжение; КПД и коэффициент мощности двигателя.
лабораторная работа [66,3 K], добавлен 22.11.2010Методика определения номинальных параметров трансформатора: номинальных токов, фазных напряжений, коэффициента трансформации. Параметры Г-образной схемы замещения трансформатора. Вычисление основных параметров номинального режима асинхронного двигателя.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 06.06.2011Разработка проекта трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным данным. Электромагнитный и тепловой расчет. Выбор линейных нагрузок. Обмоточные параметры статора и ротора. Параметры рабочего режима, пусковые характеристики.
курсовая работа [609,5 K], добавлен 12.05.2014Асинхронный двигатель: сущность и принцип действия. Электромагнитный, тепловой, вентиляционный и механический расчет двигателя. Увеличение срока службы токопроводящих щеток фазного ротора. Технология изготовления статорной обмотки асинхронного двигателя.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 20.08.2012Электрический аппарат для преобразования электрического тока. Области применения трансформатора. Строение аппарата, основные части его конструкции. Назначение магнитной системы трансформатора, строение и функция обмотки. Влияние частоты сети на аппарат.
презентация [442,5 K], добавлен 15.12.2011Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Рабочие характеристики и свойства двигателя, его применение для преобразования электрической энергии трехфазного переменного тока в механическую энергию.
лабораторная работа [117,9 K], добавлен 22.02.2013Конструкция асинхронного электродвигателя. Асинхронные и синхронные машины. Простые модели асинхронного электропривода. Принцип получения движущегося магнитного поля. Схемы включения, характеристики и режимы работы трехфазного асинхронного двигателя.
презентация [3,0 M], добавлен 02.07.2019Определение трехфазного асинхронного двигателя и обмоточных данных, на которые выполнены схемы обмоток. Перерасчет обмоток на другие данные (фазное напряжение и частоту вращения магнитного поля статора). Установление номинальных данных электродвигателя.
курсовая работа [1006,7 K], добавлен 18.11.2014Понятие силового трансформатора как одного из важнейших элементов современной электрической сети. Характеристика и назначение силового двухобмоточного трансформатора типа ТМ, особенности главной изоляции. Определение напряжения короткого замыкания.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.07.2012Расчёт параметров электрической схемы замещения для трехфазного энергосберегающего асинхронного двигателя, моделирование его работы в программе Multisim. Построение графиков, отображающих зависимость различных механических характеристик двигателя.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.09.2013
