Принцип создания вращающего магнитного поля статорной обмоткой

 

Рассматривая положение векторов тока в различные моменты времени, мы увидим, что трехфазная обмотка будет создавать вращающее магнитное поле.

Статор служит для создания вращающего магнитного поля и передачи энергии со статора на ротор.

 

2. Ротор – в виде сплошного цилиндра, набранного из листов электротехнической стали. С наружи имеются пазы где укладывается обмотка. Железо ротора насажено на вал. Между статором и ротором имеется воздушный зазор d = 0, 3 ¸ 1, 5 мм.

 

Принцип действия асинхронного двигателя

 

При включении обмотки статора в сеть, создается вращающееся магнитное поле. Это поле пересекая обмотку ротора наводит в ней ЭДС. Под действием этой ЭДС по обмотке будет протекать ток. Этот ток будет взаимодействовать с магнитным потоком. Взаимодействие вращающего магнитного поля статора с током в роторе создает вращающий момент, за счет которого ротор будет вращаться в ту же сторону, что и поле, но с небольшим отставанием.

При вращении поля n₁ в проводнике ротора наведется ЭДС к нам, правило правой руки. Ток также будет направлен к нам. По правилу левой руки проводник с током попал в магнитное поле на него будет действовать сила f, под действием которой ротор будет вращаться в туже сторону, что и магнитное поле статора.

На рисунке n₁ – скорость магнитного поля статора; n – скорость ротора; S – скольжение.

Для двигателей обычной серии S_н = 0, 02 ¸ 0, 05 скольжение зависит от нагрузки. Чем больше нагрузка (n¯ ), тем больше скольжение.

По конструкции ротора асинхронные машины делятся:

1. Асинхронная машина с фазным ротором

1. обмотки

2. контурные кольца

3. щетки

4. сопротивление

2. Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором

 

2.2. Общие вопросы машин переменного тока

 

Эта тема относится как к асинхронным, так и к синхронным машинам.

К общим вопросам относятся:

1) обмотки машин переменного тока

2) ЭДС обмотки машин переменного тока

3) МДС (намагничивающие силы) обмоток машин переменного тока.

Устройство статора синхронной и асинхронной машин одинаково.

 

 

Обмотки машин переменного тока

 

В статоре расположены три фазы сдвинутые на 120° каждая фаза на полюсном делении занимает часть.

Обозначим:

Z₁ – число пазов статора

2Р – число полюсов

Р – число пар полюсов

m₁ – число фаз

- число пазов на полюс и фазу, лежит в пределах 1 ¸ 9.

Число пазов равно

Определяющим шагом обмотки называется расстояние от начала одной катушки до конца той же катушки.

Элементы обмоток переменного тока

Из чего состоит фаза: проводник ® виток ® катушка ® катушечная группа ® фаза проводник. Два проводника составляют виток. Несколько витков составляют катушку, несколько катушек ® катушечную группу, несколько катушечных групп составляют фазу.

При однослойной обмотке – число катушечных групп в фазе = Р

При двухслойной обмотке – число катушечных групп в фазе = 2Р

Такое же соотношение максимально возможных параллельных ветвей.

С конструктивной стороны обмотки делятся на:

1) однослойные

2) двухслойные

 

1) Однослойные обмотки

Однослойные обмотки выполняются сравнительно редко, обычно у двигателей малой мощности. Для технологического исполнения их требуется больше меди. Однослойные обмотки характерны тем, что в пазу располагается только одна активная сторона.

Типы обмоток:

1. Концентрическая

2. Шаблонная

3. Катушечные обмотки

Концентрические обмотки выполняются чаще из жестких секций, лобовые части отгибаются в 2-3 плоскости.

Шаблонные обмотки – их секции наматываются на шаблоне и круглого провода. По расположению лобовых частей они подразделяются на цепные и вразвалку.

Катушечные обмотки широко используются на ремонтных заводах.

 

Пример выполнения однослойной обмотки

Дано:

(1 ¸ 7)

2) Двухслойные обмотки

 

Особенностью двухслойной обмотки является то, что в пазу укладывается обмотка в два слоя.

Недостатки: неудобство ремонта.

Преимущества: 1) меньше расход меди; 2) обмотку выполнить с укороченным шагом, можно избавиться от внешних гармоник ЭДС.

Расположение фазных зон по пазам Z₁ = 24

 

(1 ¸ 6)

a = 30° q₁ = 2

 

A

A

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

A

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

A

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

В двухслойной обмотке число катушечных групп в фазе равно числу полюсов (2P = 4). У катушечных групп чередование катушечных групп по фазам А, С, В, таких чередований будет равно числу полюсов (2P = 4) АСВ, АСВ, АСВ, АСВ.

Каждая фаза состоит из четырех катушечных групп их соединение в фазу: Н – К – К – Н – Н – К – К – Н (Х)

В данной обмотке чередование катушечных групп с 2 катушками, т.е.

2 – 2 – 2 – 2 – при q – целом.

Имеются обмотки с дробным q, например, в многоскоростных обмотках, когда в одних пазах укладываются две обмотки на разное число полюсов.

Дробное

Пример.

q₂ ® число 5 означает, что в чередовании участвует пять катушечных групп – d; числитель с = 2, говорит о том, что катушечные группы имеют катушек на одну больше; b – остальные катушки группы имеют по две катушки, т.е. чередование катушечных групп будет следующее:

2 – 3 – 2 – 3 – 2 – q – дробное.

 

Роторные обмотки

Роторные обмотки выполняются так же как и на статоре (3 фазы сдвинуты на 120°). В малых машинах делается обмотка петлевая катушечная.

В машинах же средней и большой мощности обмотки в роторе делаются волновые или даже волновые стержневые. Волновые обмотки имеют преимущество при большом числе полюсов, т.к. при этом не нужно расходовать медь для межкатушечных соединений. Выводы волновой обмотки ротора должны быть симметричными, иначе будет биение ротора. Для выводов концов обмотки и переходов используются специальные таблицы в зависимости от Z₂ и 2Р. У асинхронных двигателей с короткозамкнутой обмоткой – обмотка имеет вид беличьей клетки. Для машинной укладки обмоток используется обмотка – одно-двухслойная.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: