ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 172
Скачиваний: 0
1) асинхронный двигатель с фазным ротором приводит в движение
лебедку, поднимающую груз (момент сопротивления |
). Подъем идет со |
|
скоростью |
(рис.4.12). Вводим в цепь ротора добавочное активное |
|
сопротивление |
, и двигатель переходит на искусственную механическую |
|
характеристику из точки 1 в точку 2. При введении сопротивления момент
двигателя уменьшается до значения , который меньше |
. Двигатель |
тормозится. В точке З двигатель остановится, но |
и под действием |
груза двигатель начнет вращаться в обратную сторону. Таким образом,
асинхронный двигатель перевели в тормозной режим противовключения. в
точке 4 , груз будет опускаться с постоянной угловой скоростью
Рис.4.12. Режим противовключения асинхронного двигателя при активном моменте.
2) асинхронный двигатель работает с рабочей машиной с угловой скоростью . Предположим, что в какой-то момент времени мы осуществили реверс этого двигателя. Следовательно, он переходит на другую механическую характеристику (рис.4.13). Под действием сил инерции в первый момент времени частота вращения агрегата не изменяется, и
двигатель переходит из точки 1 прямого вращения ротора в точку 2
обратного вращения.
Рис.4.13. Реверсирование асинхронного двигателя
В точке 2 знаки момента и скорости разные, следовательно, режим
работы - тормозной. При таком движущем моменте двигателя знак скорости должен быть отрицательным, а он положительный, значит, от точки 2 до точки З имеет место режим противовключения. Механические характеристики асинхронного двигателя в режиме противовключения располагаются во втором или в четвертом квадранте.
Рассмотрим особенности работы асинхронного двигателя в режиме
противовключения. Прежде всего необходимо отметить, что если двигатель перевели в режим торможения, то преобразованная механическая мощность от рабочей машины или энергия сил инерции поступает в ротор, т.к.
для первого случая и = - для второго.
Электрическую мощность, поступающую из сети, можно определить по выражению
P |
|
3U 2 sr |
|
|
(4.60) |
||
(r s r |
)2 (x s)2 . |
||||||
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
1 2 |
k |
|
|
|
||
В режиме противовключения s > |
1, так как |
||||||
|
s |
0 ( ) |
|
0 |
. |
||
|
|
0 |
|
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Знак электромагнитной мощности не изменяется. Это говорит о том, что и сетевая активная мощность идет в ротор. Таким образом, в ротор асинхронного двигателя по двум каналам поступает энергия, которая расходуется в его сопротивлениях. Значение суммарной мощности велико, и
двигатель может быстро нагреться выше допустимой температуры. Для
ограничения этого нагрева режим противовключения должен протекать кратковременно (при реверсе) или необходимы специальные меры:
включение добавочных сопротивлений в цепь ротора, чтобы ограничить ток двигателя и вывести потери за пределы обмоток двигателя.
Для определения характера изменения тока и момента двигателя в режиме противовключения представим электромагнитный момент двигателя в следующем виде:
M эм cмФм I2 cos 2 cмФI2а . |
(4.61) |
где - постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя;
|
- магнитный поток двигателя, пропорциональный напряжению сети; - |
|||||||||||||
ток ротора; |
|
|
– угол сдвига фаз тока и ЭДС ротора; |
- активная |
||||||||||
составляющая тока ротора. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Ток ротора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
2 |
E |
2 |
/ r 2 x2 E |
2 max |
s / |
r 2 |
x2 . |
(4.62) |
|
|||
|
|
|
2 |
|
|
2 |
max |
|
|
|||||
где |
– действующее значение ЭДС ротора; |
|
; |
|||||||||||
-индуктивное сопротивление ротора,
-ЭДС и сопротивление при s = 1.
При работе в режиме противовключения s |
|
|
|
⁄ |
|
||||||||
|
Таким образом, в режиме противовключения ток ротора и статора при |
||||||||||||
s |
стремятся к постоянному значению. Активная |
|
|||||||||||
составляющая тока ротора: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
I 2a I 2 cos 2 I 2 |
|
|
r2 |
|
I 2 |
|
r2 |
|
|
|
. |
(4.63) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
r 2 |
x2 |
r 2 (x |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2 max |
s)2 |
|
|||||
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
2 |
2 |
|
|||
При увеличении частоты вращения в режиме противовключения
(s ) активная составляющая тока ротора и момент двигателя стремятся к нулю. Действительно, и по уравнению механической
характеристики
2M k (1 ) |
|
M s / sk sk / s 2 . |
(4.64) |
при s |
электромагнитный момент будет уменьшаться до нуля. |
Режим |
инамического торможения асинхронных двигателей |
осуществляется с независимым возбуждением и с самовозбуждением. В
режиме динамического торможения с независимым возбуждением обмотку статора отключают от сети переменного тока и подают в нее постоянный ток.
При этом обмотка статора создает постоянный магнитный поток, который пересекает вращающаяся обмотка ротора. Последняя включена на добавочное сопротивление или замкнута накоротко. В обмотке ротора
наводится переменная ЭДС и появляется ток , как и в обычном
генераторе, только нагрузкой здесь служит сопротивление цепи ротора. Ток взаимодействует с постоянным магнитным полем статора и создает тормозной момент. С уменьшением скорости снижаются ЭДС, ток и момент.
При остановленном роторе тормозной момент равен нулю. Значение тока
ротора асинхронного двигателя |
|
|
|||||||
|
I |
2 |
E |
2 |
/(r 2 |
x2 ). |
(4.65) |
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|||
где – ЭДС ротора двигателя, |
⁄ |
|
|||||||
где v - относительное значение частоты вращения, |
⁄ ; |
||||||||
- значение ЭДС ротора при синхронной частоте вращения . |
|||||||||
Пренебрегая эффектом вытеснения тока в обмотке ротора, считаем |
|||||||||
постоянным значение его активного сопротивления . |
|
||||||||
Индуктивное сопротивление |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
Принимаем постоянной индуктивность обмотки ротора |
. Частоту тока |
||||||||
ротора |
представим в виде |
|
|
||||||
|
|
f p f |
|
|
v, |
(4.66) |
|
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
0 0 |
|
||||||
где - частота тока ротора при синхронной частоте вращения, для отечественных двигателей = 50Гц. Индуктивное сопротивление
График изменения индуктивного сопротивления приведен на рис.4.14.
С учетом |
сказанного |
|
ток |
|
|
|
ротора |
|
можно |
записать в виде |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
2 |
E |
2 max |
v |
|
r 2 |
x2 v2 . |
(4.67) |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Тормозной момент, как и двигательный, создается активной |
|||||||||||||||||||
составляющей тока : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I 2a |
I 2 cos 2 |
|
|
E2 max v |
|
|
|
|
|
r2 |
|
|
E2 max vr2 |
. |
(4.68) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
r 2 x2 v2 |
|
|
|
|
r 2 |
x2 v2 |
|
|
r22 x02 v |
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
|
0 |
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|||||
При изменении частоты вращения ротора от нуля до бесконечности активная составляющая имеет максимум. Частота вращения, при которой будет этот максимум:
d (I |
2a |
) |
|
d |
|
E |
vr |
|
|
E |
r (r 2 |
x2 v2 ) E |
2 max |
r 2x2 v2 |
||
|
|
|
|
|
|
2 max 2 |
|
|
|
2 max 2 2 |
0 |
|
2 0 |
0. |
||
|
|
|
|
|
x2 v2 |
|
|
(r 2 |
x2 v2 ) |
|
||||||
dv |
|
|
dv r 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
|
|
|
|
2 |
0 |
|
|
|
Дробь равна нулю, если числитель ее равен нулю, т.е.
E |
2 max |
r (r |
2 x2 v2 ) E |
2 max |
2r x2v2 |
0. |
|
||||||
|
2 2 |
0 |
|
2 0 |
|
|
|
||||||
Решаем это уравнение относительно v |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
k |
|
|
r 2 |
/ x2 |
r |
/ x |
. v |
|
|
(4.69) |
|
|
|
|
2 |
0 |
2 |
|
0 |
|
|
|
|
|
||
Рассмотрим график изменения сопротивлений |
и |
на рис. 4.14. |
|||||||||||
Для анализа влияния значения сопротивления в цепи ротора асинхронного
двигателя на тормозной момент необходимо выполнить построения,
представленные на рис. 4.14.
Из подобных треугольников АОВ и СОД имеем соотношения:
АВ / ОВ СД / ОД или r2 / AB x0 /1 откуда АВ = ⁄
Рис. 4.14. График изменения сопротивлений в роторной цепи при