- •2.1. Устройство и принцип действия
- •2.1.1. Принцип действия асинхронной машины
- •2.2. Рабочий процесс трехфазной асинхронной машины
- •2.2.2. Частота вращения мдс ротора
- •2.2.3. Приведение рабочего процесса асинхронной машины при вращающемся роторе к рабочему режиму трансформатора
- •2.2.4. Приведение обмотки ротора к обмотке статора
- •2.2.5. Векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •2.3. Электромагнитный момент асинхронной машины
- •2.3.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. Вывод выражения электромагнитного момента асинхронной машины
- •2.3.2. Максимальное значение электромагнитного момента
- •2.3.3. Начальный пусковой момент
- •2.3.4. Относительное значение электромагнитного момента
- •2.3.5. Зависимость электромагнитного момента асинхронного
- •2.4. Круговая диаграмма асинхронной машины
- •2.4.1. Общие замечания
- •2.4.2. Обоснование круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.3. Характерные точки круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.4. Определение величин, характеризующих работу
- •2.4.5. Построение круговой диаграммы по данным опытов
- •2.4.6. Оценка точности круговой диаграммы
- •2.5. Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей
- •2.5.2. Прямой пуск
- •2.5.3. Реакторный пуск
- •2.5.4. Автотрансформаторный пуск асинхронных двигателей
- •2.5.5. Пуск переключением со звезды на треугольник (у – д)
- •2.5.6. Реостатный пуск ад с фазным
- •2.6. Асинхронные двигатели с вытеснением тока в обмотке
- •2.6.1. Глубокопазный асинхронный двигатель
- •2.6.2. Двухклеточный асинхронный двигатель
- •2.6.3. Другие разновидности ад с вытеснением тока
- •2.7. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.1. Общие замечания
- •2.7.2. Частотное регулирование
- •2.7.3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.5. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.8. Особые режимы работы и виды асинхронных машин
- •2.8.1. Асинхронный генератор
- •2.8.2. Режим противовключения (электромагнитного тормоза)
- •2.8.3. Индукционный регулятор. Фазорегулятор
- •2.8.4. Работа ад при неноминальных условиях
2.7.2. Частотное регулирование
Формула максимального момента АД имеет вид
.
Если учесть , и принятьс1=1, r1=0, то
.
Если учесть, что и, то
, где (2.16)
Таким образом, с изменением питающей частоты изменяется Мm, что вызывает изменение перегрузочной способности.
Для обеспечения устойчивой работы АД при частотном регулировании, следует перегрузочную способность, то есть краткость максимального момента оставлять постоянной, т. е.
. (2.17)
Здесь индексы «1» и «2» относятся к разным частотам и.
Согласно (2.15) имеем
,
откуда , (2.18)
здесь Мн1 и Мн2 – нагрузочные моменты при разных частотах.
Выражение (2.18) – закон частотного регулирования в общем случае.
Если регулирование осуществляется при постоянном нагрузочном моменте, то
или .
В этом случае напряжение питания изменяется пропорционально изменению питающей частоты.
Регулирование осуществляется при постоянной мощности . Так как,, то.
После подставки отношения моментов в выражение (2.18) получим
.
2.7.3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
переключением числа пар полюсов.
Так как , топереключением числа пар полюсов р можно изменить ступенчато. При этом частота вращения роторабудет изменяться также ступенчато. Изменение числа пар полюсов осуществляется:
1) размещением в пазах статора нескольких обмоток,
2) размещением в пазах статора обмотки специального типа с переключением числа пар полюсов р.
Первый способ менее выгоден по условиям размещения обмоток. АД с переключением числа р называют многоскоростными. В двухскоростных АД изменение числа пар полюсов производится в отношении , где – удвоенное число пар полюсов; – одинарное число пар полюсов. При переходе от большего числак меньшему, относительный шаг обмотки изменяется от 1 до 0,5. Изменениер осуществляется благодаря тому, что каждая фаза обмотки выполняется из двух полуфаз (рис. 2.34). При изменении р в одной из полуфаз направление тока меняется на противоположное. Следовательно, изменение р можно достичь изменением направления тока в одной из полуфаз.
В трехфазной обмотке при переключении р изменяется и схема соединения фазных обмоток. Наиболее употребительна схема переключения
(рис. 2.35). На рис. 2.35,а изображена схема обмотки статора, которая в процессе переключения напереключается с У на УУ, переключение с Д на УУ изображено (см. рис. 2.35,б).
Допустим, что переключение осуществляется при и наибольшем допустимом фазном токе. Если пренебречь изменением условий охлаждения при изменении частоты вращения и считая ток, а также одинаковыми КПД и, то выражения для полезных мощностей при одинарном и удвоенном числе пар полюсов для схемы, изображенной на рис.2.35,а соответственно будут:
и ,
следовательно,
, но , то.
Таким образом, рассматриваемая схема рис. 2.35,а обеспечивает регулирование при постоянном моменте (рис. 2.36,а).
Аналогично для схемы (рис. 2.35,б
,
,
.
В данном случае обеспечивается регулирование при постоянной мощности (рис. 2.35,б).
2.7.4. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
изменением величины первичного напряжения
.
Изменение подводимого напряжения вызывает существенное изменение момента АД. При различных величинах первичного напряжения характеристики M=f(s) имеют различный вид (рис. 2.37).
Как следует (см. рис.2.37), с уменьшением напряжения двигатель переходит с одной механической характеристики на другую. При этом он работает последовательно в точках 1; 2; 3, которым соответствуют скольжения . Предполагается. Таким образом,c уменьшением U1 скольжение АД растет, а частота вращения уменьшается .
Предел изменения скольжения в данном случае ограничивается его критическим значением . С целью расширения этого предела применяют АД с повышенным скольжением. Известно, что с увеличением активного сопротивление ротора максимальный моментсмещается в сторону больших скольжений иувеличивается. При этом пределы изменения скольжения прии пределы изменения частоты вращения увеличиваются.
Так как рассматриваемый способ регулирования связан с увеличением скольжения при уменьшении напряжения питания , то он является не экономичным, так как связан с большими потерями в обмотке ротора, в которой выделяются потери скольжения:. Поэтому этот способ применяется редко и лишь для АД малой мощности.
Изменение частоты вращения АД можно осуществлять с помощью регулируемого АТ или регулируемых сопротивлений, включенных в цепь статора.
Для малых двигателей часто используются изменения подводимого напряжения с помощью реакторов насыщения, управляемых за счет изменения степени подмагничивания постоянным током (рис.2.38). В данном случае при изменении степени подмагничивания изменяется степень насыщения реактора, что сопровождается изменением его индуктивного сопротивления, а следовательно, и частоты вращения АД.