17.Работа АД от однофазной сети
•Однофазная сеть переменно тока распространена в быту, в типографиях, издательствах, в устройствах автоматики и т.п.
Асинхронные конденсаторные двигатели
•АКД содержит две ортогональные обмотки.
•Одну из обмоток – главную А – включают
непосредственно в однофазную сеть, а другую – вспомогательную В – через рабочий конденсатор Ср в ту же сеть.
•Значение Ср выбирают из условия получения
кругового поля в рабочем режиме.
• При этом необходимо обеспечить
временной фазовый сдвиг токов в фазах А и В Iа и Iв, а так же напряжений на этих фазах Uа и Uв на 90 градусов
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
5 |
P |
|
U |
|||
C p 0,8 |
10 |
н |
|
|
k |
B |
tg A |
|
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
||||||
|
|
|
f1U Ak |
|
|
U A |
||
Никаноров В.Б |
Для увеличения Мп включают на время |
пуска пусковой конденсатор с Сп=(2..3)Сраб |
Трехфазные АД при работе от однофазной сети
•АД с трехфазной обмоткой универсальные – они могут работать как от трехфазной, так и от однофазной сети.
•В последнем случае их включают как конденсаторные по одной из схем Значение рабочей емкости и напряжение на конденсаторе Uk для частоты питания 50 Гц
Схема |
Y |
|
Ср, мкФ |
2800I1/Uc |
4800I1/Uc |
Uk |
1,15Uc |
1,15Uc |
Здесь I1 - номинальный (фазный) ток в обмотке статора, А; Uc - напряжение однофазной сети, В.
•При включении одного конденсатора не удается
обеспечить круговое поле в номинальном режиме поэтому мощность конденсаторного АД составляет 70… 80% от мощности трехфазного АД. Для увеличения пускового момента, как и в двухфазном АД, параллельно Ср подключается на время разгона
Никаноров В.Б.
пусковой конденсатор Сп=(2,5…3)Ср.
18.Пуск АД с к.з. ротором
Пуск непосредственным включением в сеть |
•Наиболее прост в технической реализации.
•При небольшой инерционности ПМ частота вращения АД быстро
достигает установившегося значения и ток так же быстро спадает, не вызывая перегрев статора.
• Недостаток – значительные броски тока (до 5…8 значений |
|
|
номинального тока), что приводит к «подсадке» напряжения в |
|
|
сети и может отразиться на работе других потребителей. Способ |
||
получил большое распространение для АД мощностью до 38…50 |
||
кВт. |
Никаноров В.Б. |
43 |
Пуск при пониженном напряжении
•Для АД, работающих в номинальном режиме при соединении обмотки статора треугольником, на время запуска обмотку переключают на звезду. При этом фазное напряжение уменьшается в 3раз. Во столько же раз уменьшается пусковой ток. Недостаток способа – пусковой момент существенно уменьшается в 3 раза (поскольку M≡U2 ), что не позволяет применять способ для пуска АД при значительной нагрузке на валу.
Никаноров В.Б. |
44 |
Использование АД с улучшенными пусковыми характеристиками
•Промышленностью выпускаются специальные АД с глубокими пазами на роторе или с двумя клетками на роторе.
•В момент включения АД, когда частота токов в роторе имеет наибольшее значение (f2=f1), имеет место эффект вытеснения тока в верхнюю часть глубокого паза, либо в верхнюю клетку ротора, имеющую большое сопротивление.
•Указанное эквивалентно увеличению сопротивления ротора R2! и приводит к снижению пускового тока и увеличению пускового момента. По мере увеличения частоты вращения частота токов в роторе уменьшается, и ток равномерно распределяется по обмотке ротора, что снижает сопротивление ротора и потери в роторе.
Никаноров В.Б. |
45 |
|
|
|
|
|
E2s 4,44 f2 mw2kоб2 4,44 f1 mw2kоб2 s E2 s |
|||||||||||||||
E1 4,44 f1 mw1kоб1 |
|
E2 4,44 f1 mw2kоб2 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
60 |
|
|
|
60 f1 |
|
|
s |
n1 n2 |
|
1 2 |
|
|
|
|||||
n1 2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
||||||||
p |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ia I msin 1t |
|
|
|
ib I msin( 1t 120 ) |
|
||||||||||||
|
|
d |
|
|
|
2 f |
p |
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
||||
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||
|
p |
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
n1об/мин, |
3000 1500 |
1000 |
750 |
600 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
iс Imsin( 1t 240 )
B Bm m2 sin( 1t p )
|
|
|
|
p |
|
|
s p |
|
2 f s p |
|
|
|||
f |
2 |
|
|
s |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
sf |
|
|
2 |
|
2 |
|
p 2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
46 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Никаноров В.Б. |
|
Рабочие характеристики |
• - зависимости от полезной |
мощности на валу двигателя |
P2 : , cos , момента на валу M, |
I1, P1, s и n2 при U1и f1=const. |
• |
Характеристика P1(P2) |
• |
P1 идет на покрытие потерь и |
создание P2 и возрастает от |
постоянных потерь при холостом |
ходе из-за роста переменных |
потерь и Р2. |
Характеристика M(P2) |
Р2=М· 2=М 2 n2/60=0,1047М n2 Вт. |
Частота вращения с увеличением P2 немного уменьшается, поэтому |
кривая M(P2) слегка отклоняется от линейной вверх. При P2=0 |
зависимость M(P2) пересекает ось ординат в точке, |
соответствующей моменту трения в подшипниках Mo |
Никаноров В.Б. |
47 |
Характеристика cos (P2)
|
|
|
P1 |
|
U1,I1- линейные значения напряжения и тока. |
|
cos |
|
|
||||
3U1 I1 |
||||||
|
|
|||||
При холостом ходе P1 расходуется только на покрытие |
постоянных потерь, поэтому cosφ менее 0,1. Ток холостого хода - |
чисто реактивный и идет на создание магнитного потока. С |
увеличением P2 увеличивается P1, растет cos , достигая |
примерно при номинальной нагрузке наибольшего значения, |
равного 0,75-0,9. При дальнейшем увеличении нагрузки растет |
реактивная мощность и cos уменьшается. |
Характеристика n2(P2) |
называется скоростной характеристикой и мало отличается по |
форме от механической характеристики. |
Никаноров В.Б. |
48 |
Векторная диаграмма
• - строится на основе уравнений
напряжения и токов.
•Угол сдвига фаз между ЭДС и током ротора:
2 arctg(X2' s / R2' )
Сумма падений напряжений в обмотке ротора уравновешивается ЭДС E2’ при неподвижном роторе. Падение напряжения ОА I2' R2' (1 s) s
- рассматривают как падение
напряжения на некоторой нагрузке
R2' (1 s) s
В.Б. 49
Московский государственный университет печати Кафедра электротехники и электроники
Видеокурс: «ЭЛЕКТОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ» Разработал:
доцент к.т.н. Никаноров В.Б.
Никаноров В.Б. |
50 |
|
' |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
R2 |
k |
2 |
X' X k2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F I |
|
|
w k |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
I |
2 I2 k |
|
E2 E2 k |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
об1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
w1koб1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
F0 I10 0,45 m w1 kоб1/ p |
|
|
|
|
F0 |
F1 F2 |
|
|
|
k |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w2koб2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
U1 |
E1 I1R1 |
jI1X1 |
|
|
|
|
E2s jI2X |
2s I2R2 jI2X2s I2R2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
F F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
I2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
E |
2 |
jI |
2 |
2 |
I |
2 |
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U E |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,44 f w k |
|
|
|
|
|
||||||||||||
E2 |
jI2X2 I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
const |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
' |
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
U |
|
|
|||
|
X2s 2 f2L2 2 f1L2s X2s |
|
|
|
|
F0 / RM |
об11 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4,44 f w k |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w2kоб2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 об1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
I1 |
I0 |
|
|
|
|
' |
|
|
|||||||||||||
I0 |
I1 |
I2 w k |
об1 |
I1 |
I2 |
|
|
|
|
|
( I2) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Никаноров В.Б. |
|
|
|
|
|
|
|
51 |
||||||||||||||