Вопросы для самопроверки
1. Объясните принцип работы асинхронного двигателя.
2. Поясните, как образуется вращающееся магнитное поле.
3. Объясните, в чем заключается аналогия между асин-хронным двигателем и трансформатором.
4. Объясните, от каких величин зависит вращающий момент асинхронного двигателя.
5. Определите, какая часть механической характеристики соответствует устойчивой работе двигателя и какая неустойчивой.
6. Перечислите возможные способы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя.
7. Поясните, почему при увеличении нагрузки на валу асинхронного двигателя возрастают токи статора и ротора.
8. Поясните, почему в период пуска токи статорной обмотки максимальны. Чему при этом равно скольжение и частота токов статора и ротора?
9. Почему пусковые свойства двигателя с контактными кольцами лучше, чем у двигателя с короткозамкнутым ротором?
10. Поясните, как улучшают пусковые свойства двигателя с короткозамкнутым ротором.
Электрические машины постоянного тока
Изучение
машин постоянного тока надо начинать
с их принципа работы и устройства.
Учитывая, что машина постоянного тока
обратима, т. е. может работать в режимах
генератора и двигателя, изучение таких
вопросов, как способы возбуждения,
электромагнитный момент, ЭДС и ряд
других, необходимо рассматривать в
сопоставления для обоих режимов. Очень
важно правильно понимать связь между
напряжением на зажимах машины U,
ее ЭДС Е
и падением напряжения
в обмотке якоря для генераторного и
двигательного режимов: для генератора
;
для двигателя
Изучая работу машины постоянного тока в режиме двигателя, надо обратить особое внимание на пуск, регулирование скорости вращения и вращающий момент двигателя, а в режиме генератора – на самовозбуждение. Характеристики генераторов и двигателей дают наглядное представление об эксплуатационных свойствах электрических машин.
После изучения данного раздела студент должен: 1) знать основные конструктивные элементы машин постоянного тока: статор, обмотку возбуждения, якорь, обмотку якоря; термины: щеточно-коллекторный узел; геометрическая и физическая нейтрали, реакция якоря, коммутация, противо-ЭДС; классификацию машин постоянного тока по способу возбуждения; внешние характеристики генераторов достоянного тока всех способов возбуждения; механические характеристики двигателей постоянного тока всех способов возбуждения; способы пуска двигателей постоянного тока: способы регулирования скорости вращения якоря двигателей постоянного тока;
2) понимать, назначение основных конструктивных элементов машин постоянного тока; принцип действия генератора и двигателя постоянного тока; уравнения электрического состояния генератора и двигателя постоянного тока; назначение пусковых и регулировочных сопротивлений; энергетические диаграммы генератора и двигателя постоянного тока;
3) уметь включать в сеть, регулировать скорость и реверсировать двигатель постоянного тока; отличать по внешнему виду машину постоянного тока от других типов электрических машин; ориентироваться в паспортных данных машин и определять номинальный момент; выбирать, двигатель применительно к заданным техническим условиям.
Задача 3
Двигатель
параллельного возбуждения потребляет
из сети с напряжением
=
220 В ток при номинальной нагрузке
= 20,5 А, при холостом ходе –
=
2,35 А. Сопротивление обмотки якоря
= 0,75 Ом, цепи возбуждения
=
258 Ом. Номинальная скорость вращения
якоря
= 1025 об/мин.
Определить:
номинальную мощность двигателя (на
валу), номинальный КПД, номинальный
вращающий момент, пусковой ток при
пуске двигателя без пускового
реостата, сопротивление пускового
реостата для условия
=
2,5
и пусковой момент при пуске двигателя
с реостатом. Построить естественную
механическую характеристику двигателя.
При решении принять, что магнитные и
механические потери не зависят от
нагрузки.
Решение. Номинальная мощность на валу двигателя
,
где ΔР
– потери в двигателе;
– потребляемая мощность;
=
= 4510 Вт = 4,51 кВт.
Для определения
потерь в цепи якоря и цепи возбуждения
надо знать ток в цепи якоря
и ток в цепи возбуждения 
А;
= 20,5 - 0,85 = 19,65 А.
Потери в обмотке якоря и в цепи возбуждения:
Вт;
Вт.
Магнитные и механические потери:
где
Вт;
– потери в обмотке якоря при холостом
ходе двигателя:
Вт;
Вт;
Вт.
Вт = 3,71 кВт.
Номинальный КПД
Номинальный вращающий момент
Нּм.
Пусковой ток двигателя при пуске без реостата
А.
Сопротивление пускового реостата определяется из равенства
откуда
Ом.
Определяем пусковой момент двигателя при пуске с реостатом. Известно, что вращающий момент двигателя определяется уравнением
.
Для режима номинальной нагрузки это выражение принимает вид
а для пускового режима
Полагая магнитный поток в двигателе постоянным, возьмем отношение моментов:
откуда
Нּм.
Естественная механическая характеристика n = f(М) (прямая линия) строится по двум точкам: первая точка в режиме холостого хода при М = 0 скорость вращения
об/мин,
где противо-ЭДС
В.
Вторая точка механической характеристики берется из условия задачи.