30 Билет. Пуск в работу однофазного асинхронного двигателя .
Для пуска двигателя, а также снятия рабочих характеристик используется схема, приведенная на лабораторном стенде.Пусковая обмотка располагается в пространстве под углом 90 электрических градусов относительно рабочей обмотки. Пусковым элементом является индуктивность L или емкость С. При использовании индуктивности в цепь рабочей обмотки включается активное сопротивление R для ограничения тока и получения благоприятного сдвига токов в пусковой и рабочей обмотке.Пуск однофазного двигателя осуществляется при напряжении сети Uc, соответствующем схеме соединения трехфазной обмотки статора в звезду.После разгона двигателя отключают пусковую обмотку и замыкают накоротко активное сопротивление R в цепи рабочей обмотки. При использовании пускового конденсатора подключают пусковую обмотку или на полное напряжение, или к средней точке главной обмотки.Измерение пусковых токов и пускового момента производится при заторможенном роторе и пониженном напряжении, при котором общий ток, потребляемый двигателем из сети, не превышает 1,3 11н (см. работу №1). Для понижения напряжения между сетью и обмотками статора включается индукционный регулятор или регулируемый автотрансформатор. Во избежание перегрева двигателя и пускового сопротивления измерения следует производить быстро. Данные измерений напряжений, токов, мощностей и момента при использовании обоих пусковых элементов (L и С) сводятся в таблицу. По опытным данным рассчитываются углы между соответствующими токами и напряжениями, необходимые для построения двух векторных диаграмм. Примерный вид векторных диаграмм при включении пусковой обмотки на полное напряжение показан на рис. 5.1 и 5.2. Из векторных диаграмм видно, что чередование токов в обмотках неодинаковое, что приводит к различному направлению вращения ротора.
Рис.5.1 Рис.5.2
Определение токов прямой и обратной последовательности может быть проведено графическим способом, как это показано на рис. 5.3
Наличие
составляющих токов обратной
последовательности свидетельствует о
том, что вращающее магнитное поле
является не круговым, а эллиптическим.
Круговое вращающееся поле будет иметь
место в машине в том случае, если
соблюдается равенство и токи в обмотках
сдвинуты на 90 электрических градусов.
БИЛЕТ 31 Асинхронные конденсаторные двигатели, их отличие от однофазных двигателей, схемы включения
Конденсаторный асинхронный двигатель
1) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске К. а. д. оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. К. а. д. по пусковым и рабочим характеристикам близок к трёхфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.2) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть. Рабочая ёмкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле Ср = 2800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «звезда», или Ср = 4800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «треугольник». Ёмкость пускового конденсатора Сп=(2,5 — 3)․Ср. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети; конденсаторы устанавливаются обязательно бумажные.
Рис. 1. Схема (а) и
векторная диаграмма (б) конденсаторного
асинхронного двигателя: U, UБ, UC —
напряжения; IA, IБ — токи; А и Б — обмотки
статора; В — центробежный выключатель
для отключения С1 после разгона двигателя;
C1 и C2 — конденсаторы
Рис. 2. Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 и В2 — выключатели; Ср — рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.
БИЛЕТ 32 Устройство синхронной машины
Основными частями синхронной машины являются якорь и индуктор. Наиболее частым исполнением является такое исполнение, при котором якорь располагается на статоре, а на отделённом от него воздушным зазором роторе находится индуктор.Якорь представляет собой одну или несколько обмоток переменного тока. В двигателях токи, подаваемые в якорь, создают вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с полем индуктора, и таким образом происходит преобразование энергии. Поле якоря оказывает воздействие на поле индуктора и называется поэтому также полем реакции якоря. В генераторах поле реакции якоря создаётся переменными токами, индуцируемыми в обмотке якоря от индуктора.Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока[1] или постоянных магнитов (в микромашинах). Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При неявнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, незаполненное проводниками (так называемый большой зуб). Неявнополюсные конструкции применяются в быстроходных машинах, чтобы уменьшить механическую нагрузку на полюса.Для уменьшения магнитного сопротивления, то есть для улучшения прохождения магнитного потока применяются ферромагнитные сердечники ротора и статора. В основном они представляют собой шихтованную конструкцию из электротехнической стали (то есть набранную из отдельных листов). Электротехническая сталь обладает рядом интересных свойств. В том числе она имеет повышенное содержание кремния, чтобы повысить её электрическое сопротивление и уменьшить тем самым вихревые токи.