Трехфазном двигателе

10.23. ПОНЯТИЕ О ЛИНЕЙНОМ ТРЕХФАЗНОМ АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ

10.23. Понятие о линейном трехфазном асинхронном двигателе ................. 470

12.8. Определить суммарные Р?, магнитные Рм и механические Рмех потери мощности в водозаполненном трехфазном асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым ротором АПД-136/2 с номинальным линейным напряжением U\ HoM = = 380 В по данным табл. 12.2, полученным в процессе проведения опыта холостого хода при изменении напряжения при номинальной частоте тока f\ =*= 50 Гц питающей сети. В табл. 12.2

1. Почему в трехфазном асинхронном двигателе поток вращается, а в трехфазном трансформаторе пульсирует? Почему в трехфазном асинхронном двигателе создается вращающий момент, а о трансформаторе не создается? В каких участках стали возникают потери асинхронного двигателя при неподвижном рогоре, при синхронном вращении и при номинальном режиме?

В трехфазном асинхронном двигателе от момента включения зависит не величина, а пространственное направление, апериодической

Кривая изменения момента Мл в функции скольжения будет иметь такой же характер, как и в трехфазном асинхронном двигателе, и с увеличением скорости ротора положительный момент возрастает до некоторого максимума, а при s = 0 станет равным нулю. При 0 <^ s <^ 1 скольжение относительно обратно-вращающе-гося поля 2 — s^> 1, и двигатель относительно этого поля работает в тормозном режиме. При 1 <^ s <^ 2, т. е. при вращении ротора в сторону поля обмотки В, скольжение относительно этого поля 2—s будет 0 <^ 2 — s <^ 1. Относительно этого поля режим будет двигательным, а относительно поля обмотки А — тормозным. Считая моменты положительными, когда они действуют в сторону вращения поля А, получим кривые моментов МА и Мв обмоток Л и В, изображенные на 25-2. Результирующий момент

10.23. ПОНЯТИЕ О ЛИНЕЙНОМ ТРЕХФАЗНОМ АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ

10.23. Понятие о линейном трехфазном асинхронном двигателе ................. 470

Таким образом, из уравнения (33.4) следует, что для получения в трехфазном асинхронном двигателе постоянного вращающего момента за один оборот ротора последний должен иметь многофазную обмотку (минимум двухфазную, 33.1). В малых асинхронных двигателях этому условию всегда удовлетворяют роторы с беличьей клеткой и в виде тонкостенного полого металлического цилиндра или же массивный ферромагнитный ротор.

ектромагнитного момента ротор асинхронного в направлении вращения магнитного поля. Для вращения ротора нужно изменить направ-В трехфазном асинхронном двигателе поля зависит от порядка следования фаз под-А, В, С статора напряжения питающей сети, порядок следования фаз происходит в последо-А, В, С и т. д., то вращение магнитного поля определенном направлении. Если же на зажимах провода двух фаз питающей сети (например, порядок следования фаз будет А, С, В, А, С, В вращения поля изменится на обратное. Таким ия направления вращения ротора трехфазного нужно переключить на зажимах статора сети.

а) в трехфазном асинхронном двигателе с фазным ротором частоту вращения можно регулировать без заметных потерь мощности изменением частоты напряжения, подводимого к статору, или напряжения в цепи ротора, а с потерями мощности — изменением напряжения, подводимого к статору, или с помощью сопротивлений в цепи ротора;

б) в трехфазном асинхронном двигателе с короткозам-кнутым ротором частоту вращения можно регулировать без потерь изменением частоты статора и напряжения на статоре или с потерями только изменением напряжения на статоре;

В двигателе А с короткозамкнутым витком дополнительный поток Фк сдвинут в пространстве на угол 9 (см. 10.39, а) и по фазе на угол v/ (см. 10.41,6). В конденсаторном двигателе Б поток Фп сдвинут в пространстве на угол 90 и по фазе на угол \/ (см. 10.41,в). Основной и дополнительный магнитные потоки создают результирующий поток, который вращается, так же как в трехфазном двигателе, с постоянной частотой, но амплитуда его магнитной индукции в отличие от трехфазного двигателя не остается постоянной. В результате принцип действия однофазного двигателя можно объяснить так же, как и трехфазного двигателя.

Для линейных перемещений элементов производственных механизмов находят применение линейные двигатели, в том числе и линейные трехфазные асинхронные двигатели. Принцип действия линейных трехфазных двигателей основан на явлении возникновения бегущего магнитного поля, создаваемого током неподвижной трехфазной обмотки. В трехфазном двигателе с вращающимся ротором магнитное поле Ф вращается с постоянной частотой вращения п„, в линейном трехфазном двигателе магнитное поле Ф ( 10.53,6) перемещается с постоянной скоростью и0.

Пусковая обмотка по отношению к основной уложена так, что направления их намагничивающих сил сдвинуты в пространстве на угол 90 эл. град. Последовательно с пусковой обмоткой включают фазосмещающий элемент (ф. э.— R, L или С), чем обеспечивают сдвиг по фазе токов основной и пусковой обмоток. Наилучший эффект смещения фаз дает включение конденсатора. Пространственный сдвиг осей магнитных полюсов двух обмоток на 90° и сдвиг по фазе токов в них создают условия для образования вращающегося магнитного поля (при фазовом сдвиге на 90° поле круговое, как в трехфазном двигателе). Таким образом,

Токи /1 и /2, следовательно, отличаются по ча.стоте. Частота тока /2 велика, больше частоты сети. Индуктивное сопротивление ротора этому току (оно пропорционально частоте) значительно больше активного, и ток от обратного поля будет почти чисто реактивным, а момент М2, создаваемый им, небольшим. С увеличением скорости скольжение относительно обратного поля также растет, и момент MZ уменьшается/В то же время скольжение Si убывает, а момент от прямого поля MI, как и в обыкновенном трехфазном двигателе, возрастает. За счет преобладающего ^момента М1=СФ1/л cos ifi от прямого поля осуществляется работа двигателя. Его момент M.-№=Mi—Mz. Если ротор разогнать в обратном направлении, роли моментов MI и Mz поменяются. Зависимость Mi, М2, М№ от скольжения показана на 10.44.

В трехфазном двигателе поле пятой пространственной гармоники согласно выражениям (VI 1.26) и (VI 1.27) вращается встречно по отношению к полю основной гармоники со скоростью в пять раз меньшей, чем синхронная. Поэтому поле пятой гармоники неподвижно относительно ротора при его вращении встречно полю основной гармоники со скоростью, равной 1/5 синхронной («=—/ii/5), что соответствует скольжению

Хотя конструктивно однофазный асинхронный двигатель — машина простая, его математическая модель значительно сложнее трехфазного асинхронного двигателя, так как в воздушном зазоре однофазного двигателя — два поля (прямое и обратное), а в трехфазном двигателе в зазоре — одно.

Условия электромеханического преобразования энергии, близкие к машинам с дуговым статором, имеются в обычных асинхронных двигателях, когда используется только часть обмотки статора. Если в трехфазном двигателе отключить одну фазу, а две оставшиеся подключить к двухфазной системе напряжений, то вращающееся поле будет создано лишь на части статора, занятой обмоткой, обтекаемой токами. В этом случае появятся отраженные волны магнитного поля от участков статора, занятых секциями обмотки отключенной фазы. Хотя в этом случае нет явно выраженных границ магнитопровода, краевые эффекты проявляются почти так же, как в машинах с дуговым статором.

При рассмотрении вопроса о получении вращающегося поля в трехфазном двигателе мы ограничились учетом первых гармоник токов в обмотках. Гармоники, для которых число (k — 1) делится на три, имеют ту же последовательность, что и первая гармоника. Они создают поле, вращающееся в том же направлении, что и поле основной волны, но с большей скоростью. Гармоники, для которых число (&•+ 1) делится на три, создают поля, вращающиеся в обратном направлении.

В двигателе А с короткозамкнутым витком дополнительный поток Фк сдвинут в пространстве на угол 6 (см. 10.39, а) и по фазе на угол v/ (см. 10.41,6). В конденсаторном двигателе Б поток Фп сдвинут в пространстве на угол 90 и по фазе на угол v/ (см. 10.41, в). Основной и дополнительный магнитные потоки создают результирующий поток, который вращается, так же как в трехфазном двигателе, с постоянной частотой, но амплитуда его магнитной индукции в отличие от трехфазного двигателя не остается постоянной. В результате принцип действия однофазного двигателя можно объяснить так же, как и трехфазного двигателя.

Для линейных перемещений элементов производственных механизмов находят применение линейные двигатели, в том числе и линейные трехфазные асинхронные двигатели. Принцип действия линейных трехфазных двигателей основан на явлении возникновения бегущего магнитного поля, создаваемого током неподвижной трехфазной обмотки. В трехфазном двигателе с вращающимся ротором магнитное поле Ф вращается с постоянной частотой вращении п0, в линейном трехфазном двигателе магнитное поле1 Ф ( 10.53,6) перемещается с постоянной скоростью и0.

В установившемся режиме при s = s,, результирующее поле в однофазном двигателе получается, как и в трехфазном двигателе, практически круговым. Однако в однофазном двигателе ослабление обратной составляющей поля достигается за счет демпфирующего