Способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором - Способы пуска асинхронных двигателей
503 Service Temporarily Unavailable
199. Способы пуска асинхронных двигателей
45. Схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
199. Способы пуска асинхронных двигателей
45. Схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Способы пуска асинхронных двигателей
При рассмотре нии возможных способов пуска в ход асинхронных двигателей необходимо учитывать следующие основные положения: При пуске асинхронного двигателя на холостом ходу в активном сопротивлении его вторичной цепи выделяется тепловая энергия, равная кинетической энергии приводимых во вращение маховых масс, а при пуске под нагрузкой количество выделяемой энергии соответственно увеличивается. Выделение энергии в первичной цепи обычно несколько больше, чем во вторичной. Подробно динамика движения электропривода и энергетические соотношения при пуске рассматриваются в курсах электропривода. Число пусков асинхронного двигателя в час, допустимое по условиям его нагрева, тем больше, чем меньше номинальная мощность двигателя и чем меньше соединенные с его валом маховые массы. Двигатели мощностью 3—10 кет в обычных условиях допускают до 5—10 включений в час. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проще по устройству и обслуживанию, а также дешевле и надежнее в работе, чем двигатели с фазным ротором. Поэтому всюду, где это возможно, применяются двигатели с короткозамкнутым ротором и подавляющее большинство находящихся в эксплуатации асинхронных двигателей являются двигателями с короткозамкнутым ротором. Наиболее простым способом пуска двигателя с короткозамкнутым ротором является включение обмотки его статора непосредственно в сеть, на номинальное напряжение обмотки статора рис. Такой пуск называется прямым. Схемы способов пуска двигателей с короткозамкнутым ротором: Современные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проектируются с таким расчетом, чтобы они по величине возникающих при пуске электродинамических усилий, действующих на обмотки, и по условиям нагрева обмоток допускали прямой пуск. Современные энергетические системы, сети и сетевые трансформаторные подстанции обычно имеют такие мощности, что в подавляющем большинстве случаев возможен прямой пуск асинхронных двигателей. Нормальным способом пуска двигателей с короткозамкнутым ротором поэтому является прямой пуск. Если по условиям падения напряжения в сети прямой пуск двигателя с короткозамкнутым ротором невозможен, применяются различные способы пуска двигателя при пониженном напряжении рис. Однако при этом пропорционально квадрату напряжения на зажимах обмотки статора или квадрату пускового тока двигателя понижается также пусковой момент, что является недостатком пуска при пониженном напряжении. Поэтому эти способы пуска применимы, когда возможен пуск двигателя на холостом ходу или под неполной нагрузкой. Необходимость пуска при пониженном напряжении встречается чаще всего у мощных высоковольтных двигателей. Реакторный пуск осуществляется согласно схеме рис. Сначала включается выключатель В1, и двигатель получает питание через трехфазный реактор реактивную или индуктивную катушку Р, сопротивление которого х р ограничивает величину пускового тока. По достижении нормальной скорости вращения включается выключатель В2, который шунтирует реактор, в результате чего на двигатель подается нормальное напряжение сети. Пусковые реакторы строятся обычно с ферромагнитным сердечником см. Для весьма мощных двигателей применяются также реакторы без ферромагнитного сердечника, с обмотками, укрепленными на бетонном каркасе. Выключатель В1 выбирается на такую отключающую мощность, которая позволяет отключить двигатель при глухом коротком замыкании за выключателем, а выключатель В2 может иметь низкую отключающую мощность. Если составляющие сопротивления короткого замыкания двигателя равны г к и х к , то начальный пусковой ток при прямом пуске. Во столько же раз уменьшается также напряжение на зажимах двигателя в начальный момент пуска. Начальный пусковой момент при реакторном пуске М п. Прямая а и обратная б схемы включения пусковых автотрансформаторов. В приведенных соотношениях не учитывается изменение величины х к при изменении величины пускового тока. При необходимости нетрудно учесть это изменение. Автотрансформаторный пуск осущест вляется по схеме рис. Сначала включадатся выключатели В1 и В2, и на двигатель через автотрансформатор AT подается пониженное напряжение. После достижения двигателем определенной скорости выключатель В2 отключается, и двигатель получает питание через часть обмотки автотрансформатора AT, который в этом случае работает как реактор. Наконец включается выключатель ВЗ, в результате чего двигатель получает полное напряжение. Выключатель В1 должен быть выбран на отключающую мощность при коротком замыкании, а выключатели В2 и ВЗ могут иметь, меньшие отключающие мощности. Пусковые автотрансформаторы рассчитываются на кратковременную работу. В каждом конкретном случае выбирается подходящая ступень напряжения. Пусковой момент М п , пропорциональный квадрату напряжения на зажимах двигателя, уменьшается также в kl T Р аз -. Однако это преимущество автотрансформаторного пуска достигается ценой значительного усложнения и удорожания пусковой аппаратуры. Поэтому автотрансформаторный пуск применяется реже реакторного, при более тяжелых условиях, когда реакторный пуск не обеспечивает необходимого пускового момента. Недостатком этого способа пуска по сравнению с реакторным и автотрансформаторным является то, что при пусковых переключениях цепь двигателя разрывается, что связано с возникновением коммутационных перенапряжений. Этот способ ранее широко применялся при пуске низковольтных двигателей, однако с увеличением мощности сетей потерял свое прежнее значение и в настоящее время используется сравнительно редко. Пуск двигателя с фазным ротором с помощью пускового рео стата. Двигатели с фазным ротором применяются значительно реже двигателей с короткозамкнутым ротором. Они используются в следующих случаях: Пуск двигателей с фазным ротором производится с помощью пускового реостата в цепи ротора рис. Применяются проволочные, с литыми чугунными элементами, а также жидкостные реостаты. По условиям нагрева реостаты рассчитываются на кратковременную работу. Сопротивления металлических реостатов для охлаждения обычно помещают в бак с трансформаторным маслом. Металлические реостаты являются ступенчатыми, и переключение с одной ступени на другую осуществляется либо вручную с помощью рукоятки контроллера, существенным элементом которого является вал с укрепленными на нем контактами, либо же автоматически в автоматизированных установках с помощью контакторов или контроллера с электрическим приводом. Жидкостный реостат с представляет собой сосуд с электролитом например, водный раствор соды или поваренной соли , в который опущены электроды. Сопротивление реостата регулируется путем изменения глубины погружения электродов. Рассмотрим пуск двигателя с фазным ротором с помощью ступенчатого металлического реостата рис. Перед пуском щетки должны быть опущены на контактные кольца ротора, а все ступени реостата включены. Затем производится переключение на первую ступень и т. При наличии у двигателя короткозамыкающего механизма после окончания пуска щетки с помощью этого механизма поднимаются с контактных колец и кольца замыкаются накоротко, а реостат возвращается в пусковое положение. Тем самым пусковая аппаратура приводится в готовность к следующему пуску. Необходимо отметить, что дистанционное управление короткозамыкающим механизмом контактных колец сложно осуществить; это затрудняет. Рис Последовательные изменения вращающего момента а и тока б пра реостатном пуске асинхронного двигателя. Самозапуск асинхронных двигателей, В электрических сетях в результате коротких замыканий случаются кратковременные, длительностью до нескольких секунд, большие понижения напряжения или перерывы питания. При восстановлении напряжения начинается одновременный самозапуск ве отключившихся от сети двигателей. Такой самозапуск двигателей способствует быстрейшему восстановлению нормальной работы производственных механизмов и поэтому целесообразен, а в ряде случаев даже чрезвычайно желателен. Однако одновременный самозапуск большого количества асинхронных двигателей загружает сеть весьма большими токами, что вызывает в ней большие падения напряжения и задерживает процесс восстановления нормального напряжения. Время самозапуска двигателей при этом увеличивается, а в ряде случаев величина пускового мо--мента недостаточна для пуска двигателя. Кроме того, самозапуск некоторых двигателей в подобных условиях недопустим или невозможен например, двигатели с фазным ротором с пуском с помощью реостата и двигатели с короткозамкнутым ротором с пуском с помощью реакторов и автотрансформаторов, не снабженные специальной автоматической аппаратурой для автоматического самозапуска. Поэтому целесообразно возможность самозапуска использовать только для двигателей наиболее ответственных производственных механизмов, а все остальные двигатели снабдить релейной защитой для их отключения от сети при глубоких падениях напряжения. Самозапуск асинхронных двигателей широко применяется в СССР для двигателей механизмов электрических станций. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Способы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей, согласно выражению , можно подразделить на два класса: В первом случае к. Регулирование скорости изменением первичной частоты частотное регулирование требует применения источников питания с регулируемой частотой синхронные генераторы с переменной скоростью вращения, ионные или полупроводниковые преобразователи частоты и др. С развитием полупроводниковых преобразователей все более перспективным становится также индивидуальное частотное регулирование скорости вращения Двигателей. Схему короткозамкнутого асинхронного двигателя с частотным управлением при помощи полупроводниковых преобразователей можно получить, если на схеме рис. Управление инвертором при этом производится особым преобразователем частоты вне зависимости от положения ротора двигателя. Величина напряжения регулируется с помощью выпрямителя. Если пренебречь относительно небольшим падением напряжения в первичной цепи асинхронного двигателя, то. При этом из соотношения следует, что одновременно с регулированием частоты пропорционально ей необходимо изменять также напряжение, т. К недостаткам частотного регулирования относится громоздкость и высокая стоимость питающей установки. Регулирование скорости изменением числа пар полюсов р используется обычно для двигателей с короткозамкнутым ротором, так как при этом требуется изменять р только для обмотки статора. Изменять р можно двумя способами: Предложено значительное количество различных схем обмоток с переключением числа пар полюсов, однако широкое распространение из них получили только некоторые. Применение нескольких обмоток невыгодно, так как при этом из-за ограниченного места с пазах сечение проводников каждой из обмоток нужно уменьшать, что приводит к снижению мощности двигателя. Использование обмоток с переключением числа пар полюсов вызывает усложнение коммутационной аппаратуры, в особенности, если с помощью одной обмотки желают получить более двух скоростей вращения. Несколько ухудшаются также энергетические показатели двигателей. Двигатели с изменением числа пар полюсов называются много-скоростными, Обычно они выпускаются на 2, 3 или 4 скорости вращения, причем двухскоростные двигатели изготовляются с одной обмоткой на статоре и с переключением числа пар полюсов в отношении р 2: Многоскоростные двигатели применяются в металлорежущих и деревообрабатывающих станках, в грузовых и пассажирских лифтах, для приводов вентиляторов и насосов и в ряде других случаев. Каждая фаза обмотки с переключением числа пар полюсов в отношении 2: Когда обе части обмотки обтекаются токами одинакового направления, обмотка создает магнитное поле с большим числом полюсов рис. Подобные переключения производятся во всех фазах одновременно, и переключаемые части обмотки могут. Ширина фазной зоны, занимаемой сторонами катушек катушечной группы, и величина шага обмотки в зубцовых делениях одинаковы при обоих числах полюсов. Поскольку, однако, при переключении числа пар полюсов в отношении 2: Нормальные чередования фазных зон при одинаковом направлении вращения магнитного поля для обеих скоростей вращения должны быть. Из рисунка видно, что, кроме изменения направлений токов в зонах X, Y, Z рис. Это приводит к некоторому ухудшению энергетических показателей двигателей с переключением числа полюсов по сравнению с нормальными. Принципиальная схема соединений обмотки с переключением числа полюсов в отношении 2: При указанных условиях мощности на валу для схем рис. Обычно при использовании схемы рис. Регулирование скорости уменьшением величины первичного напряжения. Для получения достаточно большого. Механические характеристики асинхронных двигателей при различных величинах первичного напряжения. Следует учитывать, что во вторичной цепи возникают потери, равные мощности скольжения P s и вызывающие повышенный нагрев ротора. В связи с пониженным к. При этом для регулирования U t можно использовать регулируемые автотрансформаторы или сопротивления, включенные последовательно в первичную день, В последние годы для этой цели все чаще применяют рис, реакторы насыщения, регулируемые путем додмагничивания постоянным током см. При изменении величины постоянного тока подмагничива-ния индуктивное сопротивление реактора изменяется, что. Схема регулирования асинхронного двигателя с помощью реактора с под 1 -магничиванием постоянным током. Импульсное регулирование скорости рис. При этом двигатель беспрерывно находится в переходном режиме ускорения или замедления скорости вращения ротора и в зависимости от частоты и продолжительности импульсов работает с некоторой, приблизительно постоянной скоростью вращения. Более подробно некоторые вопросы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей рассматриваются в курсах электропривода. Для двигателей с фазным ротором можно в принципе использовать все те же способы регулирования скорости вращения, как и для двигателей с короткозамкнутым ротором см. Однако на практике из числа этих способов для двигателей с фазным ротором применяется только способ регулирования скорости вращения с помощью реакторов насыщения. Ниже рассмотрим способы регулирования скорости вращения, которые специфичны для двигателей с фазным ротором и в которых используется возможность включения регулирующих устройств во вторичную цепь. Регулирование скорости вращения с помощью реостата в цепи ротора производится по той же схеме рис. При увеличении активного сопротивления вторичной цепи вид механической характеристики двигателя изменяется см. Рассматриваемый способ регулирования скорости связан со значительными потерями энергии в сопротивлении г д и поэтому малоэкономичен. Он применяется главным образом при кратковременной или повторно-кратковременной работе например, пуско-наладочные режимы некоторых машин, крановые устройства и пр. В последнем случае мощность на валу с уменьшением скорости быстро снижается, и поэтому мощность скольжения и потери в цепи ротора по величине ограничены. К недостаткам реостатного регулирования скорости относятся также мягкость механических характеристик и зависимость диапазона регулирования от величины нагрузки. В частности, регулирование скорости на холостом ходу практически невозможно. Регулирование скорости вращения посредством введения добавочной э. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя путем увеличения его скольжения всегда связано с выделением во вторичной цепи двигателя значительной электрической мощности скольжения. Поэтому, естественно, возникает мысль о полезном использовании этой мощности и о повышении таким образом к. Полезное использование мощности скольжения возможно, если вместо реостата присоединить к контактным кольцам фазного двигателя приемник электрической энергии в виде подходящей для этой цели вспомогательной электрической машины. Эта машина будет работать в режиме двигателя и оказывать воздействие на регулируемый асинхронный двигатель, развивая напряжение на его вторичных зажимах, так как при вращении вспомогательной машины в ее якоре индуктируется э. Векторные диаграммы вторичной цепи асинхронного двигателя при отсутствии добавочной э. Если теперь so вторичную цепь ввести э. Е ж встречно э. Поэтому развиваемый двигателем момент М также уменьшится, двигатель начнет тормозиться, а скольжение s — увеличиваться. При этом, согласно равенству Ш , ток 1 г , а вместе с ним и момент М будут увеличиваться. Двигатель при этом будет работать с увеличенным скольжением s, а векторная диаграмма вторичной цепи приобретет вид, изображенный на рис. Очевидно, что посредством регулирования величины Е А можно регулировать величину s и, следовательно, скорость вращения двигателя. Предположим теперь, что э. В первый момент после введения э, д. Скольжение s и э. Ёц при этом изменят знаки и будут расти по абсолютной величине до тех пор, пока в соответствии с выражением ток не упадет до. Таким образом, с помощью добавочной э. Если пренебречь потерями, то мощность источника добавочной э. Механическая мощность, развиваемая магнитным полем двигателя,. Реализация рассмотренного способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя посредством добавочной э. Рассмотрим здесь каскадные соединения асинхронного двигателя с машиной постоянного тока. Цепь якоря МПТ приключена к контактным кольцам асинхронного двигателя через ионный или полупроводниковый выпрямитель В, соединенный по трехфазной мостовой схеме. Е л , которая в данном случае с помощью выпрямителя В вводится во вторичную цепь двигателя АД. Регулирование величины этой э. Схемы электромеханического а и электрического б каскадов асинхронного двигателя АД с машиной постоянного тока МПТ. Такой каскад называется электромеханическим. В связи с этим электромеханический каскад иногда условно называют также каскадом постоянной мощности. Необходимая номинальная мощность вспомогательной машины каскада в данном случае МПТ зависит от пределов регулирования скорости: Ввиду сложности системы управления таким преобразователем и других причин эти каскады до сих пор применения не получили. Ранее применялись также каскады, выполненные по схеме рис. Такой каскад называется электрическим. В этом каскаде машине РМ передается только механическая мощность двигателя АД. Момент на валу РМ при этом остается постоянным, вследствие чего такой каскад иногда условно называют также каскадом с постоянным моментом. Машины ВМ и МПТ на схеме рис. Каскады позволяют осуществить экономичное и плавное регулирование скорости вращения асинхронного двигателя, однако вспомогательные машины и преобразователи удорожают установку. Поэтому каскады целесообразно применять только для привода мощных производственных механизмов, требующих регулирования скорости в достаточно широких пределах например, прокатные станы, весьма мощные вентиляторы и др. Рассмотренные выше каскадные соединения в связи с использованием в них ионных или полупроводниковых вентилей называют также вентильными каскадами. Каскадные установки выполняются на мощности в сотни и тысячи киловатт с регулированием скорости вращения в пределах до 3: Разработка и производство сервоприводов, бесколлекторных и вентильных двигателей, движитель трастер для телеуправляемого необитаемого подводного аппарата ТНПА, ROV Адрес: Способы пуска асинхронных двигателей Общая характеристика вопроса. Нередко таким образом осуществляется пуск двигателей мощностью в тысячи киловатт. Если составляющие сопротивления короткого замыкания двигателя равны г к и х к , то начальный пусковой ток при прямом пуске а при реакторном пуске, при пренебрежении активным сопротивлением реактора, Следовательно, при реакторном пуске начальный пусковой ток уменьшается в раз. Прямая а и обратная б схемы включения пусковых автотрансформаторов раз. Схема пуска асинхронного двигателя с помощью пускового реостата выключения последней ступени реостата двигатель переходит на работу по естественной характеристике 0 и достигает установившейся скорости вращения. Необходимо отметить, что дистанционное управление короткозамыкающим механизмом контактных колец сложно осуществить; это затрудняет Рис Последовательные изменения вращающего момента а и тока б пра реостатном пуске асинхронного двигателя автоматическое управление двигателем. Вопросы расчета пусковых реостатов в данной книге не рассматриваются см. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Общие положения. Скорость вращения ротора асинхронного двигателя Способы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей, согласно выражению , можно подразделить на два класса: Рассмотрим здесь главнейшие способы регулирования скорости вращения. Подобные переключения производятся во всех фазах одновременно, и переключаемые части обмотки могут соединяться последовательно рис. Нормальные чередования фазных зон при одинаковом направлении вращения магнитного поля для обеих скоростей вращения должны быть такими, как показано на рис. Принципиальные схемы одной фазы обмотки с переключением числа полюсов: Чередование фазных зон обмотки с переключением полюсов в отношении 1: Таким образом, и, следовательно, при переходе of меньшей скорости вращения рис. Для получения достаточно большого диапазона регулирования скорости необходимо, чтобы активное сопротивление цепи ротора и соответственно s m были, достаточно велики рис. Механические характеристики асинхронных двигателей при различных величинах первичного напряжения Следует учитывать, что во вторичной цепи возникают потери, равные мощности скольжения P s и вызывающие повышенный нагрев ротора. При изменении величины постоянного тока подмагничива-ния индуктивное сопротивление реактора изменяется, что приводит к изменению напряжения на зажимах -двигателя. Схема регулирования асинхронного двигателя с помощью реактора с под 1 -магничиванием постоянным током Рис. Схема импульсного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя Импульсное регулирование скорости рис. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с фазным ротором Для двигателей с фазным ротором можно в принципе использовать все те же способы регулирования скорости вращения, как и для двигателей с короткозамкнутым ротором см. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя путем увеличения его скольжения всегда связано с выделением во вторичной цепи двигателя значительной электрической мощности скольжения большая часть которой при реостатном регулировании теряется в реостате. Вместе с тем, вспомогательная машина в отличие от реостата позволяет полезно использовать эту мощность. Прежде всего рассмотрим вопрос о влиянии на работу фазного асинхронного двигателя внешней добавочной э. Ёц при этом изменят знаки и будут расти по абсолютной величине до тех пор, пока в соответствии с выражением ток не упадет до необходимой величины. Каскад асинхронного двигатели с машиной постоянного тока. Схемы электромеханического а и электрического б каскадов асинхронного двигателя АД с машиной постоянного тока МПТ мощность скольжения P s , потребляемую из вторичной цепи АД, в механическую мощность, которая через вал двигателя АД вместе с механической мощностью Р мх двигателя передается рабочей машине РМ.
Декор стены бабочками своими руками
Сколько углеводов в льняной
Изготовление модульных картин своими руками
Мгуту калининград расписание
Почему айфон не делает резервную копию
Возврат денежной суммы за товар ненадлежащего качества