Elektrotehnika_i_elektronika_2008
.pdfЭлектротеxника и электроника |
252 |
го двигателя образованы две обмотки, причем одну из них составля-
ют две последовательно соединенные фазы трехфазного двигателя.
Соединение выводов на. клеммном щитке применительно к схе-
ме включения, приведенной на рис. 2.114, г, изображено на рис. 2.115. 'Реверсирование двигателя достигается изменением порядка следования фаз: главной (включаемой на напряжение сети) и конде нсаторной (в цепи которой находится .конденсатор). в данном случае с этой целью производится переключение конденсаторной фазы.
1 со с^ |
Y |
Cl с2 |
|
C5 Сб C4о |
C5 Сб C4о |
C2 |
Cl С2 |
а |
б |
Рис. 2.115. Соединение выводов обмотки статора на клеммном щитке конденсаторного двйгателя:
a — вращение ротора, по часовой стрелке; б -- против часовой стрелки
При работе конденсаторного двигателя, так .же как и при 'трех-
фазном включении, можно использовать тpехфазный пyскатель. в
этом случае .легко осуществляется дистанционное управление, за-
щита от перегрузки (с помощью реле пускателя) и самозапуска (при. значительном снижении напряжения сети двигатель отключается и
. самопроизвольно включиться не может).
в практике эксплуатации конденсаторных двигателей первостепенное значение имеет правильный выбор емкости рабочего конденсатора.' При меньшей; чем следует, емкости (большее сопротив-
1
пение по сравнению c. необходимым, так как Х = сис ) ток
конденсаторной фазы меньше номинального и мощность электродвигателя будет нёдоиспользоваться. При емкости конденсатора большей, чем требуемая, ток конденсаторной фазы может превышать номинальный. При этом возникает опасность иедопустимого перегрева: обмоток и повышения напряжений на отдельных участках схемы (конденсаторной. фазе, конденсаторе).
Считается, 'что рабочая (т. е. постоянно включенная) емкость выбрана правильно, если токи и напряжения двигателя при нагрузке на валу практически равны номинальным. Развиваемая при этом
253 Глава 2. Электромагнитные густрдйства 'й электрические машины
мощность принимается за номинальную мощность конденсаторного двигателя. Удовлетворяющую отмеченным условиям рабочую емкость обозначают С и называют также номинальной. .
. Применительно к рассмотренным схемам включения конденса- торных двигателей для частоты питающей сети 50 Гц емкость. рабочего конденсатора можно приближенно: определить по следующим
соотношениям: |
. . |
а) для схемы рис.2. .114, a С н 2800 (IH/Ин); |
|
б) для схемы рис: 2.114, 6 Сен 4800 (.н/Ин); |
|
в) для схемы рис. 2.114, в |
1600 (IH/Ин); |
г) для схемы рис. 2.11.4, . г С н |
.2740 - (IH/ UH), |
где IH — 'номинальный фазный ток двигателя, A; U - номинальное
фазное напряжение двигателя, B.
Еще. раз подчеркнем, что за номинальные напряжения и токи
конденсаторных двигателей принимают фазные значения этих величин;, ;.указанные в паспорте машины: Например, на паспортном
щитке трехфазного двигателя обозначено: 2н = 180 Вт; U = 220/280 В; I =- 0,74/0,42 А; п2 1380 об/мин; т б4 %; cos ф = 0,64.
При напряжении трехфазной сети 127/220 B обмотка статора такого двигателя' должна быть соединена треугольником (напряжение
на каждой фазе 'будет U = 220 B), a при 220/380 B -- звездой (U =
= 220 В). Соответственно. потребляемый двигателем из сети ток (в
линейных проводах) прй полезной' мощности 1 кВт. составляет 0,74 A' (соединение треугольником) или 0,42 (соединение звездой).
Однако независимо от соединения фазны ми значениями напряжения
и тока будут U' =- 220 B и I ' = 0,42 A. Их' й необходимо использовать
при расчете 'емкости рабочих конденсаторов.
При" определении емкости С„ пускового конденсатораисходят прежде' всего из требований создания зaданного пускового момента. С увеличением отключаемой емкости пусковой момент возрастает и, при,некотором определенном ее 'значении, момент достигает 'своёго наибольшего значения. Однако дальнейшее увеличение емкости дает обратный результат: пусковой момент начинает уменьшаться: ' .
Исходя из условия получения пускового момента, близкого к номинaльному при трехфазном.включении, необходимо иметь пус-.
ковой онденсатор c емкостью, примерное значение которой Со = (2--З) Срн
Весьма важным является выбор конденсаторов по ' напряжению: Установка конденсаторов; имеющих номинадьное напряжение, превышающее то,. под которым они'находятся в схеме, приводит к недоиспользованию их ;реактивной мощности. Кроне того, стоимость конденсаторов c ростом их номинального напряжения увеличивается.:Е^ели при эксплуатации конденсаторов напряжение больше
Электротехника и электроника |
254 |
номинального (на которое они рассчитаны), это приводит к их преждевременному выходу из .строя. .
При определении номинальных напряжений конденсаторов UH
рекомендуетсяпользоватьсяследующимисоотношениями:
a) для схемы рис. 2.114, а и б U 0 |
U; |
|
б) для схемы рис., 2.1.14, в UKP |
.2,2U; |
|
в) для схемы рис. 2.114, г UKp 1, 3 U; |
|
|
где UK -- расчетное напряжение конденсатора, В; U -- напряжение
сети, В.
Конденсатор выбирается так, чтобы его номинальное напряжение было несколько больше расчетного или равно ему.
Для работы c конденсаторными двигателями отечественная по-. мыщленность выпускает следующие типы конденсаторов:
A. КБГ-МН (конденсатор бумажный,: герметический в металлическом прямоугольном корпусе, нормальный) -- табл. 2:3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
||
|
Основные технические данные конденсаторов кБГ-МН |
|
|
|||||||||
Рабочее |
- |
|
|
Номи- |
- |
Рабочее |
|
а |
|
- |
|
|
допустимые |
|
допустимое |
|
Иоми- |
|
|||||||
напряжение |
напряжения |
нальная ' |
|
напряжение |
напряжение |
|
нaльнaя |
|
||||
|
. |
перемснного |
. |
|
. |
переменного |
|
;. |
|
|||
постоянного |
емкость, |
|
постоянного |
|
емкость, |
|
||||||
. тока, B |
.тока (50 Гц), B . |
мкФ |
|
тока, B |
тока (50 Гц), B |
|
мкФ |
|
||||
|
400 |
|
|
250 |
1 |
|
600 |
|
250 |
, |
4 . |
|
|
• 400 |
. |
|
250 |
2 ' |
|
600 . |
|
250 |
|
6 |
|
|
400 |
_ |
. |
250 |
4 |
. |
1000 |
|
400 |
|
'1 |
. |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
||||
. |
400 |
|
|
200 |
.6 |
|
1000 |
|
400 |
|
2 |
|
. |
400 . |
' |
|
200 |
8 |
|
1000 |
' |
350 |
|
4 . . |
|
|
600 |
' |
|
300 |
1' |
|
'.1500 |
. |
500 . |
|
1 |
|
|
600 |
|
|
300 |
2 . |
|
: 1540 . |
|
500 |
|
.2 |
|
П р и м е ч а н и e. Значение рабочего напряжения постоянного тока указыва- |
|
|||||||||||
ется на корпусе конденсатора. |
|
|
|
|
|
. ' . |
|
|||||
Как следует из таблицы, допустимое напряжение переменного
4
тока конденсатора меньше, чем его паспортное значение постоянного тока, что непременно нужно учитывать при использовании
этих элементов для работы с; конденсаторными двигателями. Пример. 1. Расшифровать условные обозначения, нанесенные на
корпусе конденсатора: КБ:Г-МН; 2В; 4.,0 мкФ; ±5 %; Uраб б00 B. 2. Определить допустимое напряжение переменного тока, на которое можно включить этот элемент для работы с конденсатор-
ным двигателем.. . ' .
255 Глава .2. Электромагнишные vстройства'и электpические машины
Решение. 1. Для работы с конденсаторным двигателем использу -
ют конденсатор бумажный типа КБГ^М.Н с двумя изолированны-
,мй выводами (2В) емкостью. 4 мкФ, с, допустимым ее отклонением ±5 % на. номинальное напряжение. постоянного тока 600 В.
2.Допустимое напряжение переменного тока, на которое может` быть включен этот конденсатор, gпределяем (зная его емкость и паспортные значения напряжения постоянного тока) по табл. 2.3.
=4 мкФ и Upa6 = 600 B. конденсатор может включаться наПри C
переменное напряжение U <_ 250 B.
Б. БГт (бумах ные'герметическне тeрмоcтойкие; до. 100°С) — табл. 2.4.
|
|
|
|
Основные данные коиденсаторов БГ'Г |
|
|
Таблица 2.4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
. Рабочее нaпря- |
|
Номинальная• |
|
Рабочее напpя- |
|
|
. |
|
|
||||||
женг^е постоян- . |
|
жение постоян- . |
|
Номинальная |
|
||||||||||
емкость, мкФ |
|
|
емкость, мкФ |
|
|||||||||||
нот тока, В |
|
|
|
ного тока, В |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
400 |
|
|
|
1' |
|
|
|
б00 |
|
• |
|
2. |
|
|
|
400 |
. |
|
|
2 |
|
. |
|
^ 600 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
' |
4'. |
|
|
. |
: 800 |
|
|
|
б |
|
|
|
400' |
|
|
|
6' |
• |
|
|
.1000 .. |
' . |
|
|
1 |
|
|
|
4о0 |
|
|
|
8 |
|
|
|
. 1000 ' |
|
|
• |
2" |
' |
|
|
б00 . |
|
|
|
'1 |
|
.. |
|
1000 |
|
|
|
4 |
|
|
В. МБГ4 (металлобумажные 'из металлизированной бумаги, |
|||||||||||||||
'герметизированные, частотные) -- табл. 2:5: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Основные данные -конденсаторов .МБГ4 |
|
' Таблица 2.5 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Рабочее напря- |
|
Номинальная |
^' |
Рабочее рянатд - ^^ •. |
. . |
Номинальная |
^ |
||||||||
^ жение перемен- |
|
жение перемен.-.. |
|||||||||||||
ного ^тока, В |
|
|
емкость, мкФ -.^ ного тока, В |
|
|
емкость, мкФ |
|
||||||||
'• |
250 . |
|
|
; . |
'1 |
_ |
|
|
'500 |
|
|
|
|
|
|
|
.250 |
|
|
' |
.2: |
|
|
' |
500".' |
|
. |
|
. |
' |
' |
|
250 |
|
|
|
4 |
|
|
. |
750.. . |
|
|
|
1. . |
|
|
|
250 |
|
|
. |
10' |
|
|
|
750. 1. . |
' |
|
• |
2 |
|
|
, . |
.500 . . |
|
:. |
.. 1 |
|
.. |
. |
_. |
|
|
|
._ |
|
|
|
Г'
Г. ЭП.: (электролнтичёские .пyсковыe) предназначены для `запуска
конденсаторных двига+ёлей'. й работают в =цепях переменного тока:
Допускается до 30 включений в час при Прлдолжительности одного включения до 3 с.' :' ,
Номинальные значения емкости этих кондeнсаторов:
Электротехника и электроника |
^ 258 |
б
в |
г |
|
|
|
|
Рис. 2.117. Панель выводов и схемы соединения на ней обмоток |
||
. однофазных АД различных исполнений: |
. |
|
a -- R; б — E; в -- U; 'г — D; U1 и ' U2 рабочая обмотка; Z1,. Z2 — |
вспомогатель- |
|
ная обмотка; Х1, Х2 — коммутирующий элемент (расположение выводов не.
стандартизовано)
. Так как АД с рабочим конденсатором (исполнение Е) работают в номинальном режиме с двумя обмотками и приблизите ньно круговым вращающимся полем, то они имеют более высокую номинaльную мощность, чем АД исполнения' U, у которых в номинальном режиме работы включена только рабочая обмотка. Высокую номинальную 'мощность и ,начальный пусковой момент'обеспЕчивают только АД c рабочим и пусковым конденсаторами (исполнение D). двигатели с пусковым конденсатором (исполнение U) примерно равноценны двигателям c .исполнением D по начальному пусковому моменту, но из-за снижения максимального момента имеют номинальную мощность 'на одну ступень меньше.
B ряде случаев АД с рабочим конденсатором (исполнением Е) изготовляют с ротором, имеющим повышенное сопротивление об= мотки (исполнение ER}, что позволяет достичь более высокого пускового момента: Однако у ' таких двигателей 'более' низкий максимальный момент и относительно высокие потери в роторе, что ведет к снижению номинальной мощности.
Электротехника и электроника |
260 |
Отсюда следует, что экономии электроэнергии можно достичь отключением двигателя, работающего вхолостую, повышением зarpyзки двигателя и увеличением KПД рабочей машины.
Собственно экономию энергии,'получаемую в результате повышения нагрузки рабочих машин, определяют c использованием кри-
вых (рис. 2.118) и c учетом коэффициента R - .OWo
Часовая экономия электроэнергии
.. ЛW=ф1 - 2)ЛW0,
где и X32 - соответственно значения коэффициента ‚ до и после 'повышения нагрузки.
280 |
|
К,,,_ |
0,4 |
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
26о |
|
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
|
|
220 |
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
1 80 |
|
|
|
|
|
|
16о |
|
|
|
|
|
|
140 |
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
80 " ' |
К,,% |
0 |
20 |
- |
40 |
60 |
||
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.118. Зависимость изменения удельных расходов электроэнергии от коэффициента нагрузки рабочeй машины
Пример. Электрорубанок, использующийся на строительной пло-
щадке для обработки .древесины, имеет электродвигатель, работающий с нагрузкой, равной 40 % от номинaльной (К = 40 %), и продолжительностью холостого хода 50 % (К= 0, 5), притом T' м н ' = 0,85;
а=0,8.Найдемчасовуюэкономиюэлектроэнергииприувеличе=
нии нагрузки устройства (до К = 80 %)' й сокращении времени холостого хода (до K.I. = О,9).