Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Импульсное регулирование скорости




 

Импульсное регулирование скорости (рис.1) производится путем периодического включения двигателя в сеть и отключения его от сети или путем периодического шунтирования с помощью контактора К сопротивлений, включенных последовательно в цепь статора, или полупроводниковых вентилей.

 

Рис. 1.

 

 

При этом двигатель беспрерывно находится в переходном режиме ускорения или заме­дления скорости вращения ротора и в зависимости от частоты и продолжительности импульсов работает с некоторой, приблизитель­но постоянной скоростью вращения. Подобное регулирование ско­рости применяется только для двигателей весьма малой мощности (рн < 30 - 50 вт).

Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с фазным ротором

 

Для двигателей с фазным ротором можно в принципе использо­вать все те же способы регулирования скорости вращения, как и для двигателей с короткозамкнутым ротором. Однако на практике из числа этих способов для двигателей с фазным рото­ром применяется только способ регулирования скорости вращения с помощью реакторов насыщения. Ниже рассмотрим способы ре­гулирования скорости вращения, которые специфичны для двигате­лей с фазным ротором и в которых используется возможность вклю­чения регулирующих устройств во вторичную цепь.

 

Регулирование скорости вращения с помощью реостата в цепи ротора

 

Регулирование скорости вращения с помощью реостата в цепи ротора производится по той же схеме, что и реостатный пуск двигателя, но реостат при этом должен быть рассчитан на дли­тельную работу. При увеличении активного сопротивления вто­ричной цепи вид механической характеристики двигателя изменяется

 

характеристика становится более мягкой и сколь­жение двигателя при том же моменте нагрузки Мст увеличивается.

При Мст = const рабочее скольжение s с большой точностью пропорционально sm и, следовательно, активному сопротивлению цепи ротора. Поэтому скольжения s и s', соответствующие случаям rд = 0 и , находятся в соотношении

откуда значение rд, необходимое для получения скольжения s', равно

Рассматриваемый способ регулирования скорости связан со значительными потерями энергии в сопротивлении rд и поэтому малоэкономичен.

Он применяется главным образом при кратко­временной или повторно-кратковременной работе (например, пуско-наладочные режимы некоторых машин, крановые устройства и пр.), а также в приводах с вентиляторным моментом.

В последнем случае мощность на валу с уменьшением скорости быстро снижается, и поэтому мощность скольжения и потери в цепи ротора по величине ограничены.

К недостаткам реостатного регулирования скорости относятся также мягкость механических характеристик и зависимость диа­пазона регулирования от величины нагрузки. В частности, регули­рование скорости на холостом ходу практически невозможно.

 

Регулирование скорости вращения посредством введения доба­вочной э. д. с. во вторичную цепь двигателя.

 

Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя путем увеличения его скольжения всегда связано с выделением во вторичной цепи двигателя значительной электрической мощ­ности скольжения

большая часть которой при реостатном регулировании теряется в реостате. Поэтому, естественно, возникает мысль о полезном использовании этой мощности и о повышении таким образом к. п. д. установки.

Полезное использование мощности скольжения возможно, если вместо реостата присоединить к контактным кольцам фаз­ного двигателя приемник электрической энергии в виде подхо­дящей для этой цели вспомогательной электрической машины.

Эта машина будет работать в режиме двигателя и оказывать воздействие на регулируемый асинхронный двигатель, развивая напряжение на его вторичных зажимах, так как при вращении вспомогательной машины в ее якоре индуктируется э. д. с.

Можно также сказать, что задачей вспомогательной машины, как и реостата при реостатном регулировании, является создание «подпора» на­пряжения на контактных кольцах регулируемого асинхронного двигателя, ибо наличие определенного напряжения на кольцах — непременное условие выдачи с этих колец определенной мощности

во внешнюю цепь двигателя. Вместе с тем, вспомогательная машина в отличие от реостата позволяет полезно использовать эту мощность. Прежде всего рассмотрим вопрос о влиянии на работу фазного асинхронного двигателя внешней добавочной э.д.с. Е2, вводимой во вторичную цепь двигателя с помощью его контактных колец, при условии, что частота этой добавочной э. д. с. всегда равна ча­стоте вторичного тока и э.д.с. самого двигателя.

На рис.1,а, изображена векторная диаграмма вторичной цепи асинхронного двигателя при Ед = 0. Вторичный ток двигателя

имеет величину, необходимую для создания нужного электромаг­нитного момента М в соответствии с величиной момента нагрузки Мст на валу.

Если теперь во вторичную цепь ввести э. д. с. Ед встречно э. д. с. скольжения E2s в этой же цепи, то вторичный ток

в первый момент времени уменьшится. Поэтому развиваемый дви­гателем момент М также уменьшится, двигатель начнет тормозить­ся, а скольжение s - увеличиваться. При этом ток Iа, а вместе с ним и момент М будут увеличиваться. Это будет происходить до тех пор, пока опять не наступит равнове­сие моментов М = Мст„ на валу. Двигатель при этом будет работать с увеличенным скольжением s, а векторная диаграмма вторичной цепи приобретет вид, изображенный на рис.1,б.

 

Очевидно, что посредством регулирования величины Ед можно регулировать величину s и, следовательно, скорость вращения двигателя.

Предположим теперь, что э.д.с. Ед имеет по сравнению с рас­смотренным случаем противоположное направление и совпадает по фазе с э. д. с. на рис. 1, а. Тогда вместо получим

В первый момент после введения э. д. с. Ед ток I2 и момент М возрастут, двигатель будет ускоряться и s будет уменьшаться. При достаточной величине Ед величина s уменьшится до нуля, и если ток Iа. создаваемый в этом случае только за счет действия Ед, все еще будет велик по сравнению с током, необходимым для создания момента М = Мст то ускорение двигателя будет продолжаться и скорость превысит синхронную. Скольжение s и э. д. с. при этом изменят знаки и будут расти по абсолютной величине до тех пор, пока ток не упадет до необходимой величины. При s < 0 угол

отрица­тельный и векторная диаграмма вторичной цепи двигателя имеет вид,

Ток при этом будет иметь со­ставляющую, совпадающую с Ф. Поэтому намагничивающий ток, потребляемый из первичной цепи, уменьшится и cos двигателя повысится.

Таким образом, с помощью добавочной э. д. с. Ед, путем из­менения ее величины и направления, можно осуществить плавное двухзонное регулирование скорости двигателя: ниже и выше синхронной.

 

СИНХРОНЫЕ МАШИНЫ.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ.

 

Статор синхронной машины имеет такое же устройство, как и статор асинхронной машины. Трехфазная или в общем случае m-фазная обмотка машины выполняется с таким же числом полюсов, как и ротор, и называется так же обмоткой. Сердечник ротора вместе с обмоткой называется также якорем. На рис. условно показаны только выводные концы А, В, С обмотки статора.

Рис 1, а.

Ротор синхронной машины имеет обмотку возбуждения, пита­емую через два контактных кольца и щетки постоянным током от

Рис 1,б

постороннего источника. В качестве источника чаще всего служит генератор постоянного тока относительно небольшой мощности (0,3—3,0% от мощности синхронной машины), который называется возбудителем и устанавливается обычно на одном валу с синхронной машиной. Назначение обмотки возбуждения — создание в машине первичного магнитного поля. Ротор вместе со своей обмоткой возбуждения называется также индуктором. При изготовлении синхронных машин принимаются меры к тому, чтобы распределение индукции поля возбуждения вдоль окружности статора было по возможности близко к синусоидальному.

Если ротор синхронной машины привести во вра­щение с некоторой скоростью п об/сек и возбудить его, то поток возбуждения Фf будет пересекать проводники обмотки статора и в фазах последней будут индуктироваться э. д. с. с частотой

 

 

Э. д. с. статора составляют симметричную трехфазную систему э. д. с., и при подключении к обмотке статора симметричной на­грузки эта обмотка нагрузится симметричной системой токов. Машина при этом будет работать в режиме генератора.

При нагрузке обмотка статора создает такое же по своему характеру вращающееся магнитное поле, как и обмотка статора асинхронной машины. Это поле статора вращается в направлении вращения ротора со скоростью

об/сек.

Если подставить сюда f1 из формулы, то получим

.

Поля статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью и образуют, таким образом, общее вращающееся поле, как и в асинхронной машине.

Поле статора (якоря) оказывает воздействие на поле ротора (индуктора) и называется в связи с этим также полем реакции якоря.

Синхронная машина может работать и в качестве двигателя, если подвести к обмотке ее статора трехфазный ток из сети. В этом случае в результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора поле статора увлекает за собой ротор. При этом ротор вращается в ту же сторону и с такой же скоростью, как и поле статора.

Из формулы следует, что чем больше число пар полюсов синхронной машины р, тем меньше должна быть ее скорость вра­щения f1 для получения заданной частоты f1.

По своей конструкции синхронные машины подразделяются на явнополюсные (Рис 1,а) и неявнополюсные (Рис 1,б).

 





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 436; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2019 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.011 с.) Главная | Обратная связь