Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей с фазным ротором.

Часть асинхронных двигателей выполняется с фазным ротором. Отличие асинхронных двигателей с фазным ротором от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором заключается в том, что в двигателях с фазным ротором ротор имеет собственную обмотку. В двигателях с короткозамкнутым ротором ток в роторе создается вращающимся магнитным полем статора, а в двигатели с фазным ротором этот ток в обмотку ротора необходимо подать. Для этого в двигателе имеется щеточный механизм с контактными кольцами и щетками. Наличие щеточного механизма усложняет конструкцию двигателя, для пуска такого двигателя необходимы пусковые сопротивления ограничивающие ток в момент пуска, однако такой двигатель имеет преимущества перед двигателем с короткозамкнутым ротором: двигатель с фазным ротором имеет хорошие пусковые свойства (пусковой момент равен 0,7 -0,8 от номинального) и частоту вращения такого двигателя можно регулировать вводя в цепь ротора добавочные сопротивления.

Внешний вид электродвигателя с фазным ротором

Корпус

Статор

Ротор

Контактные кольца

Щеточный механизм

Регулирование частоты вращения асинхронных машин осуществляется введением в цепь ротора реостата, изменением количества полюсов обмотки статора, изменением частоты тока в статоре.

Введение реостата в цепь ротора эффективный и дешевый способ, но неэкономичный т.к в реостате происходит значительная потеря энергии.

Изменение количества полюсов трудоемкий процесс требующий внесения изменения в конструкцию двигателя и позволяет менять скорость вращения только ступенчато.

Изменения частоты питающего напряжения производится с помощью полупроводниковых частотных преобразователей. Позволяет плавно менять частоту вращения двигателей в широких пределах с сохранением жестких механических характеристик двигателя.

Основным достоинством синхронных двигателей является их высокий коэффициент мощности cosф.
Синхронный двигатель, у которого коэффициент мощности больше 1, потребляющий опережающий ток из сети, компенсирует реактивную мощность других индуктивных приемников энергии, включенных в эту сеть. Магнитное поле в машине создается постоянным током, протекающим по обмотке возбуждения. Обмотки возбуждения получают питание из сети переменного тока через полупроводниковые выпрямители. Роторы выполняют с полюсами равномерно расположенными по окружности ротора. Полюс состоит из сердечника, полюсного наконечника и обмотки возбуждения, помещенный на сердечнике полюса. При вращении поле статора увлекает за собой полюса ротора, так что магнитные поля статора и ротора вращаются синхронно.
Пуск в ход синхронного двигателя непосредственным включением его в сеть невозможен, так как результирующий вращающий момент за один оборот поля статора относительно неподвижного ротора равен нулю. Поэтому для пуска в ход двигателя необходимо предварительно увеличить число оборотов ротора до синхронной скорости или близкой к ней, это достигается путем асинхронного пуска. Асинхронный пуск синхронного двигателя заключается в следующем. В полюсах наконечника ротора синхронного двигателя укладывается пусковая обмотка, выполненная в виде беличьего колеса, подобно короткозамкнутой обмотке ротора асинхронной машины. Обмотка статора двигателя включается в трехфазную сеть и пуск его производится так же, как пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. После того, как двигатель разовьет скорость, близкую к синхронной (95%), обмотка возбуждения включается в сеть постоянного тока и двигатель входит в синхронизм, то есть скорость ротора увеличивается до синхронной.
При пуске в ход двигателя обмотка возбуждения замыкается на сопротивление примерно в 10-12 раз больше, чем сопротивление самой обмотки. Нельзя обмотку возбуждения при пуске в ход оставить разомкнутой или замкнуть накоротко. Если при пуске в ход обмотка возбуждения окажется разомкнутой, то в ней будет индуктироваться очень большая ЭДС, опасная как для изоляции обмотки, так и для обслуживающего персонала. Повышение ЭДС объясняется тем, что при пуске в ход поле статора вращается с большой скоростью относительно неподвижного ротора и с такой же скоростью пересекает проводники обмотки возбуждения, имеющей много витков. Основным недостатком синхронных двигателей является потребность в отдельном источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения.

       Трансформаторы. Устройство и назначение трансформатора.

Трансформа́тор (преобразовывать) — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток. Трансформатор предназначен для преобразования переменного тока посредством электромагнитной индукции.

Трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных на магнитопровод- (сердечник) из магнитопроводящего материала. Различают броневые и стержневые трансформаторы. Броневые – заключают обмотку внутри себя. Стержневые заключают магнитопровод внутри обмотки. При подаче переменного тока на одну из обмоток трансформатора во второй возникнет аналогичный переменный ток такой же частоты. Напряжение и ток во вторичной обмотке зависит от коэффициента трансформации К. Коэффициент трансформации наиважнейшая характеристика трансформатора.

Где: N₁ и N₂ количество витков первичной и вторичной обмотки соответственно.

Повышающие и понижающие трансформаторы применяют для повышения напряжения тока с целью передачи его по проводам ЛЭП на значительные расстояния и последующего понижения напряжения для питания потребителей.

Трансформатор является неотъемлемой частью блоков питания. В блоках питания трансформатор преобразует высокое напряжение сети до требуемого напряжения, которым питаются потребители.

Устройство машин постоянного тока.Электрические машины постоянного тока предназначены для преобразования механической энергии в электрическую - это генераторы, а электрическую в механическую - двигатели. Электромашины постоянного тока применяются там, где требуется широкое регулирование скорости. Машина имеет неподвижную и вращающуюся части. Неподвижная часть является индуктирующей, т.е. создающей магнитное поле, а вращающаяся – индуктируемой.

Неподвижная часть машины состоит из полюсов и станины. Полюс представляет собой электромагнит, создающий магнитное поле. Полюса крепятся на станине болтами. Обмотка полюса намотана из изолированного медного провода. Обмотки всех полюсов соединяются последовательно. На станине кроме полюсов крепятся щиты с подшипниками, удерживающие вал машины. Вращающаяся часть машины (якорь) состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря – цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. Эти листы изолированы друг от друга лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. Обмотка якоря выполняется из медного изолированного провода или медных стержней, и укладываются в пазы якоря. Все секции обмотки соединяются между собой последовательно, образуя замкнутую цепь и подключаются к коллекторным пластинам. Для подачи тока в обмотку якоря используются щетки. Через щетки и пластины коллектора ток пойдет через одну и секций обмотки якоря. Обмотка притянется под действием магнитного поля к одному из полюсов индуктора повернув якорь на некоторый угол. Повернувшись якорь подставит щеткам другие пластины коллектора и ток пойдет уже по другой секции обмотки. Процесс повторится. Так якорь будет вращаться. Если же наоборот вращать якорь, то в секциях обмотки якоря будет индуцироваться ток. Такая машина будет называться генератором.

 

Электрические схемы.

Электрической схемой называется графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов, и показывающее соединения этих элементов.
В зависимости от назначения применяется 4 вида схем:

1. Структурная схема - определяет основные функциональные части прибора или установки, назначение и взаимосвязи функциональных частей. Этой схемой пользуются в эксплуатации для общего ознакомления с прибором или электроустановкой.

2. Функциональная схема - разъясняет процессы в отдельных функциональных цепях прибора или установки. Ею пользуются при изучении принципа работы, а так же при наладке и ремонте.

3. Принципиальная схема - определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о работе прибора или установки. Эта схема служит основой для разработки схем соединений и подключений, так называемой монтажной схемы.

4. Монтажная схема или схема соединений и подключений показывает соединения составных частей прибора или установки и определяет провода, жгуты и кабели, которыми осуществляются эти соединения. Она также показывает внешние подключения и используется при монтаже, наладке, ремонте и эксплуатации.

Принципиальные схемы выполняют совмещенными и разнесенными. При совмещенном способе составные части элементов изображают на схеме вблизи друг от друга.
При разнесенном способе элементы располагают в разных местах схемы или на разных листах таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены более наглядно. На принципиальных схемах для изображения отдельных элементов применяют условные графические обозначения, которые для облегчения их запоминания содержат наиболее характерные особенности этих элементов. Условные графические изображения стандартизированы. Контакты всех аппаратов изображаются в нормальном положении, то есть в таком, когда на аппарат не производится внешних воздействий, для электромагнитного аппарата - подача питания на его катушку, для кнопки с пружиной - нажатие ее и так далее. В соответствии с этим все контакты разделяются на нормально открытые (н.о) или замыкающие (з) и нормально закрытые (н.з) или размыкающие (р). Каждый аппарат в схеме должен иметь условное, только ему присущее, буквенно-цифровое обозначение.

Для полного понимания происходящих в цепи процессов необходимо уметь правильно читать электрические схемы. Для этого необходимо знать условные обозначения. С 1986 года вступил в силу стандарт, который во многом убрал разночтения в обозначениях, имеющиеся между европейскими и российскими ГОСТами.

В электрических схемах встречаются два вида обозначений: графические и буквенные.
Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов представлены в таблице:

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: