ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 170
Скачиваний: 0
определим сопротивление:
r |
r |
( 1); |
r |
r |
( 1),..., |
r |
r |
m 1 |
( 1). |
(4.80) |
|||
1 |
p |
|
|
2 |
p |
|
m |
p |
|
|
|
|
|
Когда число ступеней не задано, принимаем значения моментов |
|||||||||||||
переключения |
и |
|
, затем определяем |
и число ступеней m: |
|||||||||
|
М1 0,7М к ; |
М 2 (1,1...1,2)М н ; |
m |
lg(1/ sн M1 ) |
. |
(4.81) |
|||||||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lg |
|
Полученное число ступеней округляем до целого и уточняем значение .
Далее расчет выполняем, как в первом случае.
Гра ический мето . Порядок построения пусковых
характеристик такой же, как и для машин постоянного тока параллельного
возбуждения. Сначала по паспортным данным машины строим естественную
механическую характеристику |
= f(M) и задаемся моментами |
||
переключения |
и |
(рис.4.28). Строим пусковую характеристику: |
проводим линию 1 – 2 - 0 до пересечения в точке 2, затем 3 – 4 - 0 и т.д. до совпадения я точке 5 (момент )на естественной характеристике. На линии номинального момента определяем значения сопротивлений ступеней резисторов:
|
|
|
|
|
r1 dc mR ; |
r2 cb mR ;...rp ba mR ; mR Rí / ae; Rí E2í / 3 I2í (4.82) |
|||
где |
, |
- номинальные значения ЭДС и тока ротора. |
Для проверки, необходимо определить сопротивление ротора и сравнить
его с полученным графическим методом
rp |
|
E2н sн |
|
или r |
|
M н 0 sн |
. |
(4.83) |
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
p |
|
3I 22н |
|
|||
|
|
|
3 I 2 |
н |
|
|
|
4.12. Электроприводы с линейными электродвигателями
В настоящее время около 40-50% серийных электродвигателей эксплуатируется в производственных механизмах с поступательным или возвратно-поступательным движением рабочего органа. Для преобразования вращательного движения в поступательное используются разнообразные устройства: пневмо- и гидропередача, пара «винт - гайка»;
кривошипно-шатунный механизм, шестерня и рейка, колесо и путевая структура в транспортных системах и др. Кроме того, в таких приводах, как правило, используются редукторы, являющиеся местом дополнительных потерь и отказов.
Линейные электродвигатели позволяют непосредственно осуществить поступательное движение без механического контакта между первичной
(обычно статором) и вторичной (ротором) структурами, следовательно,
исключить передаточный механизм. При этом значительно упрощается кинематическая схема, повышается надежность, точность управления, а сами линейные электродвигатели хорошо пристраиваются к исполнительному механизму, обладают технологичностью в производстве и меньшим расходом стали благодаря малоотходному раскрою.
На практике применяются линейные двигатели постоянного тока (в
основном - шаговые), асинхронные (ЛАД), синхронные (ЛСД) и
электромагнитные (ЛЭМД). Получают распространение линейные асинхронные двигатели в силу их конструктивной простоты, дешевизны,
технологичности изготовления, надежности, разнообразия конструктивных решений. Конструктивно ЛАД выполняют цилиндрическими и плоскими.
На рис.4.29 показано устройство плоского ЛАД.
Рис.4.29. Устройство плоских линейных асинхронных двигателей:
1-индуктор с обмоткой (статор); 2- реактивная шина; 3- обратный магнитопровод; а – двухсторонний ЛАД; б – односторонний ЛАД; в – короткозамкнутая обмотка с обратным магнитопроводом.
Управление параметрами движения ЛАД осуществляют так же, как и
обычным АД: изменением сопротивления реактивной шины,
регулированием частоты и длительности включений. ЛАД применяются в конвейрах, ворошителях бункеров-питателей сыпучих грузов, транспортных средствах, ручном инструменте и т.п. Важным преимуществом ЛАД состоит в
высоком значении .
4.13. Способ маркировки выводов обмоток трехфазных
асинхронных двигателей
Для включения трехфазных электродвигателей в сеть на выводах их обмоток должна быть нанесена маркировка, пользуясь которой можно собрать схемы соединения обмоток «звездой» и «треугольником». В
практике эксплуатации, особенно после ремонта, встречаются электродвигатели, у которых отсутствуют обозначения начал и концов фаз.
Вследствие этого возникает необходимость в определении начал и концов фаз электродвигателей. В разное время были предложены методы определения начал и концов фаз трехфазных электродвигателей, которые применяются достаточно широко и сегодня: метод трансформации, метод подбора. У них есть существенные недостатки, связанные с необходимостью выполнять ряд переключений выводов фаз. Эти операции требуют значительных затрат времени.
Автором предложен более простой метод определения начал и концов фаз трехфазных электродвигателей, который заключается в следующем. Сначала известными методами с помощью контрольной лампы или вольтметра определяют попарную принадлежность выводов к каждой из трех фаз электродвигателя. Затем три фазы соединяют последовательно (в открытый
треугольник), как показано на рис.4.30. Параллельно каждой фазе
присоединяют вольтметры. Собранную таким образом электрическую цепь включают в сеть. Если фазы электродвигателя оказались включенными согласно: начало-конец-начало-конец-начало-конец, то вольтметры покажут одинаковые значения напряжения.
Рис.4.30. Схема соединения фаз трехфазного электродвигателя в открытый треугольник.
Если одна из фаз оказалась включенной в открытый треугольник встречно по отношению к двум другим, то вольтметр, подключенный к ней, покажет большее напряжение по сравнению с показаниями двух других вольтметров.
Руководствуясь показаниями последних, можно сразу осуществить маркировку начал и концов фаз электродвигателя.
а |
б |
Рис.4.31. Взаимное расположение магнитных потоков взаимной
индукции в статоре трехфазного электродвигателя при включении обмоток в открытый треугольник: а – согласном; б – встречном.
Существо процессов, происходящих при разметке выводов фаз электродвигателя описанным методом, заключается в следующем.
Рассмотрим магнитную цепь трехфазного электродвигателя, которая представлена на рис.4.31, а при согласном включении фаз. Каждая из них создает магнитные потоки самоиндукции и взаимной индукции. На рис. 4.30
для удобства у каждой фазы изображено два потока взаимной индукции,
сцепляющихся с соседними фазами. Магнитные потоки взаимной индукции из трех фаз направлены навстречу друг другу. Этим объясняется равенство напряжений на зажимах всех фаз. Уравнения, характеризующие значения напряжения на зажимах фаз, имеют вид:
(4.84)
;
.
В комплексной форме записи эти уравнения имеют вид:
(4.85)
Так как конструкции фаз электродвигателя одинаковы и все входящие в
уравнения (4.84) и (4.85) |
параметры соответственно равны |
т.е. |
то и |
Поэтому |
|
Векторная диаграмма для этого случая приведена на рис.4.31.
Случай встречного включения одной из фаз электродвигателя при соединении их в открытый треугольник представлен на рис.4.31, б. Из этлгл рисунка видно, что витки третьей фазы, включенной встречно двум другим,
пронизываются четырьмя потоками взаимоиндукции ,
которые направлены в одну сторону.
Представленные примеры относятся к магнитным цепям,
электромагнитные процессы в которых описывают при помощи понятий магнитодвижущей силы, магнитного потока и разности магнитных потенциалов. В завимости от исполнения магнитные цепи можно классифицировать по разным признакам.
Рис.4.32. Векторная диаграмма для согласного включения фаз двигателя при соединении в открытый треугольник.
Две другие фазы пронизываются потоками взаимной индукции в различных направлениях. Этим объясняется наличие большего значения напряжения на фазе, включенной встречно по отношению к двум другим.
Уравнения, подтверждающие это положение имеют вид:
;
(4.86);
.
Действительно, уравнение, определяющее значения напряжения на зажимах фазы, включенной встречно по отношению к другим, имеет на два слагаемых больше. В комплексной форме записи эти уравнения принимают вид:
= [ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
= [ |
; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
[ |
Таким образом, по векторной диаграмме, представленной на рис.4.33,
видно, что вектор напряжения (на зажимах фазы, включенной встречно)
больше по сравнению с векторами .
Рис.4.33. Векторная диаграмма для встречного включения одной из обмоток электродвигателя.
Большие различия в напряжениях на обмотках возникают при вынутом роторе. Новый способ маркировки выводов фаз трехфазных
электродвигателей теоретически обоснован, прост в реализации и успешно
применяется на практике и в учебном процессе.
Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
изменением числа полюсов
Синхронная угловая частота вращения асинхронного двигателя зависит от частоты питающего напряжения и от числа пар полюсов статора р (5.31)
или синхронная частота вращения
n0 |
|
60 f1 |
. |
(5.45) |
|
||||
|
|
p |
|
Вследствие этого изменением числа пар полюсов можно регулировать частоту вращения двигателя. У двигателей с переключением числа полюсов обмотка каждой фазы состоит обычно из двух одинаковых частей, в одной из которых изменяется направление тока путем переключения этих частей с последовательного на параллельное соединение [12].
Такое переключение (рис.5.16) приводит к уменьшению числа полюсов вдвое и, следовательно, к увеличению вдвое синхронной частоты вращения машины.
Присоединение обмоток производят переключением обмотки статора по схеме, приведенной на рис.5.17, а, где осуществлен
Рис.5.16. Схема переключения обмоток статора асинхронного двигателя с последовательного на параллельное соединение.
S, N – полюса обмоток.
переход от одиночной «звезды», или по схеме рис. 5.17, б , где произведено переключение с «треугольника» на двойную «звезду».
Рис. 5.17. Схемы переключения обмоток статора асинхронного двигателя: а - со «звезды» на двойную «звезду»; б – с «треугольника»
на двойную «звезду».
Переключение обмотки статора со «звезды» на двойную «звезду» (рис.5.17,
а) приводит увеличению частоты вращения вдвое, которое целесообразно производить при постоянном моменте. Последнее легко может быть доказано следующим путем.
При соединении обмоток в одинарную «звезду» мощность,
потребляемая двигателем, равна
|
3 |
U |
|
|
|
cos |
|
|
|
|
|
cos |
|
|
(5.46) |
|
P |
|
I |
|
|
3UI |
|
, |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1Y |
3 |
|
í |
|
1Y |
|
|
|
í |
1Y |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где U - линейное напряжение, В; |
- номинальный ток, А. |
|||||||||||||||
а для двойной «звезды» |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Если |
предположить, |
что |
cos |
|
cos |
и не учитывать потери в |
двигателе, то развиваемая им мощность при вдвое большей частоте вращения будет в 2 раза больше мощности двигателя при низкой частоте вращения.
Если с увеличением частоты вращения двигателя пропорционально растет