Файл: Электропривод (ЭП) с трехфазным асинхронным двигателем (АД) является самым массовым видом привода в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 9232

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2, называемая асинхронной, всегда меныше частоты вращения поля n1, так как только в этом случае происходит наведение ЭДС в обмотке ротора асинхронного двигателя.

Таким образом, статор синхронной машины не отличается от статора асинхронной машины, и выполняют они одинаковую функцию: при появлении в обмотке статора тока возникает вра­щающееся магнитное поле и в этой обмотке наводится ЭДС. Именно по этой причине изучение принципа выполнения и конст­рукции обмоток статора, а также изучение электромагнитных про­цессов, связанных с наведением в обмотке статора ЭДС и возник­новением вращающегося магнитного поля, должно предшествовать изучению специфических вопросов теории асинхронных и синхронных машин.

В соответствии с принципом обратимости элек­трических машин асинхронные машины могут работать как в двигательном так и в генератор­ном режимах. Кроме того, возможен еще и режим электромагнитного торможения противовключением.

Двигательный режим. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя рассмотрен. При включении обмотки статора в сеть трех­фазного тока возникает вращающееся магнитное поле, которое, сцепляясь с короткозамкнутой обмот­кой ротора, наводит в ней ЭДС. При этом в стерж­нях обмотки ротора появляются токи (см. рис. 9). В результате взаимодействия этих токов с вращаю­щимся магнитным полем на роторе возникают элек­тромагнитные силы. Совокупность этих сил создает электромагнитный вращающий момент, под дейст­вием которого ротор асинхронного двигателя при­ходит во вращение с частотой n2 < n1 в сторону вра­щения поля статора. Если вал асинхронного двигателя механически соединить с валом какого-либо исполнительного механизма ИМ (станка, подъ­емного крана и т. п.), то вращающий момент двига­теля М, преодолев противодействующий (нагрузоч­ный) момент Мнагр, исполнительного механизма, приведет механизм во вращение. Следовательно, электрическая мощность Р1, поступающая в двига­тель из сети, в основной своей части преобразуется в механическую мощность Р1 и передается исполни­тельному механизму ИМ (рис.1, ).

Весьма важным параметром асинхронной ма­шины является скольжение — величина, характери­зующая разность частот вращения ротора и вра­щающегося поля статора:

S = (n1n2)/ n1

Скольжение выражают в долях единицы либо в процентах. В последнем случае величину, получен­ную по (1), следует умножить на 100.


Вполне очевидно, что с увеличением нагрузочного момента на валу асинхронного двигателя частота вращения ротора n2 умень­шается. Следовательно, скольжение асинхронного двигателя зави­сит от механической нагрузки на валу двигателя и может изме­няться в диапазоне 0 < s≤1.

При включении асинхронного двигателя в сеть в начальный момент времени ротор под влиянием сил инерции неподвижен (n2 = 0). При этом скольжение sравно единице.



Рисунок 10 - Режимы работы асинхронной машины
В режиме работы двигателя без нагрузки на валу (режим холостого хода) ротор вращается с частотой лишь немного меньшей синхронной частоты вращения n1и скольжение весьма мало отличается от нуля (s ≈ 0). Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называют номинальным скольжениемshom.Для асинхронных дви­гателей общего назначения shom= 1 8%, при этом для двигателей большой мощности sном = 1%, а для двигателей малой мощности sном = 8%.

Преобразовав выражение (10), получим формулу для опре­деления асинхронной частоты вращения (об/мин):

n2 = n1(1-s). (10)

Генераторный режим. Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного дви­гателя ПД (двигатель внутреннего сгорания, турбина и т. п.), яв­ляющегося источником механической энергии, вращать в направ­лении вращения магнитного поля статора с частотой n2 > n1, то направление движения ротора относительно поля статора изме­нится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы пой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При этом скольжение станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т. е. будет направлен встречно вращающемуся магнитному полю статора и станет тормозящим по отношению к вращающемуся моменту приводного двигателя М1 (рис. 10). В этом случае механическая мощность приводного двигателя в основной своей части будет преобразована в электрическую активную мощность Р

2 перемен­ного тока. Особенность работы асинхронного генератора состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q трехфазной сети, в которую включен генератор и да он отдает вырабатываемую активную мощность Р2. Следовательно, для работы асинхронного генератора необходим источник переменного тока, при подключении к которому происходит возбуждение генератора, т. е. в нем возбуждается вращающееся маг­нитное поле.

Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне - ∞ < s < 0, т. е. оно может прини­мать любые отрицательные значения.

Режим торможения противовключением. Если у работаю­щего трехфазного асинхронного двигателя поменять местами любую пару подходящих к статору из сети присоединительных проводов, то вращающееся поле статора изменит направление вращения на обратное. При этом ротор асинхронной машины под действием сил инерции будет продолжать вращение в прежнем правлении. Другими словами, ротор и поле статора асинхронной машины будут вращаться в противоположных направлениях. В этих условиях электромагнитный момент машины, направленный в сторону вращения поля статора, будет оказывать на ротор тормозящее действие (рис. 10). Этот режим работы асинхронной машины называется электромагнитным торможением противовключением. Активная мощность, поступающая из сети в машину при этом режиме, частично затрачивается на компенсацию механической мощности вращающегося ротора, т. е. на его торможение.

В режиме электромагнитного торможения частота вращения ротора является отрицательной, а поэтому скольжение приобрета­ет положительные значения больше единицы:

s = [n1 - (- n2)] / n1 = (n1 + n2) /n1 > 1.

Скольжение асинхронной машины в режиме торможения противовключением может изменяться в диапазоне 1 < s<+ ∞ , т. е. оно может принимать любые положительные значения больше единицы. Обобщая изложенное о режимах работы асинхронной маши­ны, можно сделать вывод: характерной особенностью работы асинхронной машины является неравенство частот вращения маг­нитного поля статора n1и ротора n2, т. е. наличие скольжения, так как только в этом случае вращающееся магнитное поле наводит в обмотке ротора ЭДС и на роторе возникает электромагнитный момент. При этом каждому режиму работы асинхронной машины соответствует определенный диапазон изменений скольжения, а следовательно, и частоты вращения ротора.


Из рассмотренных режимов работы наибольшее практическое применение получил двигательный режим асинхронной машины, т. е. чаще используют асинхронные двигатели, которые составля­ют основу современного электропривода, выгодно отличаясь от других электродвигателей простотой конструкции и высокой на­дежностью. Поэтому теорию асинхронных машин принято изла­гать применительно к асинхронным двигателям.

2.3 Правила и условия эксплуатации электропривода с асинхронным двигателем

Подготовка и ввод в действие. При подготовке электропривода ( ЭП ) к работе необходимо : убедиться в отсутствии посторонних предметов на электрической машине и вблизи соединительной муфты, грязи и ветоши вблизи входных вентиляционных отверстий ; -проверить наличие защитных кожухов ; готовности ; рота, чтобы убедиться в его свободном вращении . осмотреть пусковое устройство ЭП и убедиться в его при возможности провернуть ротор вручную на 1-2 обо- ЭП с дистанционным управлением из центрального поста управления ( ЦПУ ) должны находиться в постоянной готовности к действию. Отключение дистанционного управления разрешается при проверке технического состояния , то или ремонте . При подготовке к работе ЭП ответственного назначения после продолжительного нерабочего периода ( более одной недели ) следует измерить сопротивление изоляции ЭП Пуск ЭП разрешается только после подготовки к работе приводимого механизма. Обслуживание во время работы . После пуска ЭП необходимо убедиться в отсутствии его перегрузки , постороннего шума и недопустимой вибрации . При работе ЭП ответственный по заведованию должен периодически проверять : нагрузку ЭП по амперметру ; -температуру нагрева корпуса и подшипников ( на- ощупь ) ; отсутствие постороннего шума и недопустимой вибрации. При самопроизвольной остановке ЭП необходимо отключить электропитание, выяснить и устранить причину остановки. Повторять пуск 1 до устранения причин его остановки запрещается . Запрещается эксплуатация ЭП при рабочем токе, превышающем номинальный ток .

Ответственность за правильное техническое использование и соблюдение допускаемых режимов работы ЭП грузоподъемных, якорношвартовных и буксирных устройств возлагается на помощников капитана, руководящих грузовыми , швартовными буксирными операциями К управлению ЭП судовых грузоподъемных устройств , а также аппарелей , рамп , закрытий люков и аппарелей д пускаются только специально обученные лица судового экипажа и имеющие соответствующий допуск работники порта Работа ЭП грузоподъемных устройств должна быть немедленно прекращена при возникновении неисправности электродвигателей и аппаратуры управления, тормозов срабатывании блокировок или защиты. Возобновление работы разрешается только после устранения неисправности При использовании ЭП грузоподъемных устройств запрещается : выводить из действия конечные , путевые , дверные и прочие выключатели , другие средства блокировки и за щиты ; заклинивать рукоятки команд ° аппаратов в рабочем положении ; выключать вентиляторы ЭП при непродолжительных перерывах в работе. Все неработающее электрооборудование устройств и механизмы , расположенные на открытых палубах , должны быть укрыто специальными чехлами . ЭП , имеющие продолжительные нерабочие периоды , для поддержания их в постоянной готовности к действию должны не реже одного раза в месяц осматриваться и проворачиваться . Во избежание наклепа подшипников проворачивание электрических машин , установленных в местах с повышенной вибрацией , следует выполнять чаще, исходя из условий эксплуатации . ТО ЭП с асинхронными электродвигателями заключается в определении технического состояния и последующем обслуживании статорных обмоток , подшипниковых узлов и роторных клеток . ТО статорных обмоток заключается в периодическом измерении их сопротивления изоляции . увлажненные обмотки , имеющие сопротивление изоляции ниже нормы , подвергаются сушке в соответствии с инструкцией по эксплуатации


Для контроля отсутствия витковых замыканий в статорных обмотках следует использовать специальные устройства ( например, типа ДЭМ или аналогичные ему по назначению ) . ТО подшипников качения ЭП заключается в периодическом контроле технического состояния и своевременной смазки. Периодичность замены смазки указывается в соответствующих инструкциях по эксплуатации. Следует избегать демонтажа подшипника с целью определения его технического состояния и замены смазки. Определение технического состояния подшипников производится с помощью ежедневного их прослушивания на работающих ЭП с помощью щупов. Рекомендуется так же периодически использовать приборы контроля ударных импульсов подшипников качения ( например, КОН. ТЕСТ 077 Д отечественного производства или аналогичные им портные ) Если подшипниковые камеры ЭП не имеют смазочных ниппелей , пополнение или замена смазки в них возможна только путем разборки камеры . При наличии в подшипниковых камерах только одного ниппеля ( для введения смазки ) необходимо помнить, что чрезмерное накачивание смазки в подшипник ведет к увеличению давления в подшипник ° вой камере и может вызвать повреждение подшипника . Воз- можно также попадание излишков смазки внутрь машины В подшипниковых камерах , имеющих дополнительное отверстие для выхода излишков смазки , возможна полная замена смазки без разборки камеры . Введение смазки через смазочный ниппель допускается производить только на работающей ( вращающейся ) машине . Если по какой - либо причине это сделать невозможно , допускается ввести смазку на стоя щей машине , но только половину требуемого количества . За тем следует запустить машину , дать ей поработать несколько минут , затем остановить и ввести вторую половину смазки . Перед пуском новой машины нужно ввести , по крайней мере , тройную порцию предписанного количества смазки . Эту процедуру надо повторить через несколько часов ты, затем через несколько дней . После этого можно дать установленный инструкцией порядок пополнения или замены смазки . Если машина хранилась или не использовалась в течение большего времени , чем предписанный см очный интервал , смазка должна быть заменена  

Перед монтажом на вал подшипник следует нагреть до температуры, превышающей температуру воздуха примерно на 70 ° С. Нагрев следует производить в печи с температурой, контролируемой термостатом , или в масляной ванне . Запрещается нагревать подшипник на электрической плите или на открытом огне . Монтаж без нагрева допускается только для небольших подшипников . Если внешнее кольцо имеет плотную посадку , сам подшипниковый щит может быть нагрет на 30 40 ° С выше температуры окружающего воздуха. При демонтаже подшипника усилие должно прикладываться к его внутреннему кольцу. Приложение усилия к наружному кольцу допускается только в том случае , если нет возможности добраться до внутреннего кольца . В этом случае следует в процессе стяжки подшипника медленно его поворачивать с тем , чтобы сила не была приложена к од- ним и тем же точкам . Как только внутреннее кольцо сдвинется достаточно , чтобы зацепиться за него , следует немедленно это сделать . Ржавое посадочное место , обнаруженное после демонтажа подшипника , свидетельствует о его слабой посадке В ЭП с асинхронными электродвигателями , находящимися в эксплуатации более 10 лет , необходимо проверять состояние роторной клетки ( например , с помощью устройства типа ДЭМ или аналогичного ему по назначению ) . Полную переборку асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором , имеющих внешний обдув корпуса и средства для пополнения смазки без разборки подшипников , следует производить только в случае действительной необходимости , например для замены подшипников .