Перерахунок обмоточних даних електродвигунів при ремонтах.
Перерахунок параметрів електричних машин на іншу напругу. Досить часто при ремонті отримують замовлення - змінити параметри електричної машини, тобто перевести її на інші напругу, частоту обертання і т. п. Для оптимального використання активних матеріалів (обмотки та електротехнічної сталі) при перерахунку характеристик електричної машини потрібно виконувати певні умови. Розглянемо це на прикладі асинхронного двигуна.
звідси, що при незмінній частоті струму f, Гц, і необхідності зберегти постійним магнітний потік Ф, Вб, число витків фазної обмотки до (або число провідників в пазу машини) прямо пропорційно напрузі і машини, тобто старе і нове напруги.
Площа поперечного перерізу q і діаметр d дроти рівні
З наведеного рівняння випливає, що при незмінній напрузі мережі
але магнітний потік електродвигуна:
Звідси при незмінній магнітної індукції в повітряному зазорі.
Однак
при постійній магнітної індукції в
повітряному зазорі пропорційно зміні
довжини полюсного поділу машини будуть
змінюватися магнітний потік і , отже ,
магнітна індукція в статорі . У той же
час її значення повинно знаходитися в
межах 1 ... 1,5 Тл ; в іншому випадку
електротехнічна сталь сердечника буде
недовикористаних ( при перекладі на
меншу частоту обертання ) або ж занадто
насичена ( при перекладі на велику) , що
спричинить за собою неприпустиме
збільшення струму намагнічування
електродвигуна і нагрівання сталі
статора .
Щоб підтримати магнітну індукцію в певних межах , при перерахунку обмотки на іншу частоту обертання вводять поправочний коефіцієнт до = 0,85 ... 0,65 . Чим більше різниця між старою і новою частотами обертання , тим менше значення поправочного коефіцієнта .
Нехтуючи деяким збільшенням механічних втрат машини в результаті підвищення частоти обертання, можна визначити нову потужність.
При зменшенні частоти обертання наведені вище вирази приймуть наступний вигляд:
При зміні частоти обертання машини необхідні нові розміри котушок і число котушкових груп.
Наведена методика застосовна і для машин постійного струму , включаючи перерахунок обмоток якоря , послідовної збудження і додаткових полюсів. Оскільки в машинах постійного струму при зменшенні або збільшенні частоти обертання магнітний потік залишається незмінним , вводити поправочний коефіцієнт кп не потрібно ( кп = 1).
Механічні втрати і втрати на перемагнічування змінюються пропорційно частоті обертання , однак врахувати їх досить важко і при пересчесте параметрів машин постійного струму ними зазвичай нехтують.
У роботі електродвигунів з неправильно розрахованої обмоткою статора можуть бути такі недоліки:
прилипання - ротор двигуна не обертається при підключенні до джерела
живлення , проте набирає частоту обертання , якщо його вивести з нерухомого стану (для чого іноді потрібно значне зусилля ) , і надалі ніяких відхилень від норми не спостерігається ) ;
застрявання
- при пуску двигун спочатку працює
нормально , але досягає
тільки певної частоти обертання (близько номінальної) . Якщо яким-небудь стороннім впливом привести ротор в обертання зі швидкістю , що трохи перевищує це значення , то надалі двигун буде працювати з номінальною частотою обертання;
гудіння - в процесі пуску двигун видає різкий шум , який після
досягнення нормальної частоти обертання пропадає або стає сильнішим чи слабшим .
Беручи до уваги розглянуті відхилення , при перемотуванню або перемиканні на нову частоту обертання (інше число полюсів) слід перевіряти співвідношення між чіслами пазів статора і ротора (з урахуванням числа полюсів) з наступних неравенствам.
1. Числа пазів z1 статора і z2 ротора не повинні бути рівні або кратні одне іншому, інакше неминуче прилипання. Практично може йтися про число пазів ротора, вдвічі меншому або вдвічі більшому числа пазів статора, так як великі кратності неймовірні. Ці умови записують таким чином:
2. Число пазів ротора не повинно ділитися на утроенное число полюсів, в іншому випадку відбудеться прилипання (хоча і не в настільки сильному ступені, як у попередньому прикладі), тобто:
3. Число пазів ротора повинно задовольняти нерівності
в іншому випадку виникає небезпека застрявання, якщо тільки и I < 3.
4. Якщо число пазів ротора близько до числа пазів статора, то вони не повинні відрізнятися одне від іншого ні на число пар полюсів, ні на число полюсів
до половини числа пазів статора, то ці значення не повинні відрізнятися одне від іншого на число пар полюсів.
до подвоєному числу пазів статора, то вони не повинні відрізнятися одне від іншого на число полюсів.
Недотримання одного з цих трьох умов призводить застреванию ротора.
5. Число пазів ротора, збільшене або зменшене одиницю, не повинно ділитися на число полюсів
Воно має задовольняти ще й нерівності.
Якщо одне з цих двох умов не дотримано, то двигун може гудіти.
Розрахунок параметрів при перекладі електродвигуна на іншу частоту мережі. Зміна частоти мережі може: не супроводжуватися зміною числа полюсів; бути пов'язаним з його зменшенням або збільшенням.
У першому випадку частота обертання двигуна пропорційно залежить від частоти мережі, в другому вона може залишитися постійною.
Число витків і площа їх поперечного перерізу після перемотування.
Частота мережі впливає на втрати в сталі і механічні (при постійному числі полюсів), але ці зміни важко врахувати. Вважають, що
Якщо число полюсів незмінно, то число котушкових груп і їх розміри зберігаються колишніми.
При перерахунку, пов'язаному із зменшенням або збільшенням числа полюсів, необхідні нові розміри котушок і число котушкових груп.
Нові крок і число пазів, що припадають на полюс і фазу,
Після переведення двигуна на іншу частоту мережі змінюються його ККД і cos, нові значення яких зазвичай визначають при післяремонтних випробуваннях машини.