- •Содержание
- •Вопрос 19. Способы соединения обмоток 3-х фазного трансформатора. 39
- •Вопрос 21. Понятие группы соединения обмоток однофазного трансформатора. 42
- •Вопрос 22. Понятие группы соединения обмоток трехфазного трансформатора 44
- •Вопрос 23. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Кпд трансформатора. 46
- •Вопрос 1 Конструкция сердечников трансформатора.
- •Вопрос 2 Конструкция обмоток трансформатора.
- •Вопрос 3 Конструкция бака трансформатора.
- •Вопрос 4 Охлаждение трансформаторов.
- •Вопрос 5 Принцип действия трансформатора.
- •Вопрос 6 Холостой ход трансформатора.
- •Вопрос 7 . Эдс обмоток трансформатора.
- •Вопрос 8 . Векторная диаграмма холостого хода идеального трансформатора.
- •Вопрос 9 Векторная диаграмма холостого хода реального трансформатора.
- •Вопрос 10 Уравнение намагничивающих токов трансформатора.
- •11 Режим нагрузки реального трансформатора. Основные уравнения.
- •12 Векторная диаграмма нагруженного реального трансформатора.
- •13 Автоматическое саморегулирование трансформатора.
- •14 Внешняя характеристика трансформатора.
- •15 Конструкция магнитной системы 3-х фазного трансформатора.
- •16. Приведенный трансформатор. Пересчет параметров вторичной обмотки к числу витков первичной.
- •17. Т- образная схема замещения трансформатора.
- •18. Расчет параметров схемы замещения трансформатора по его паспортным данным.
- •Вопрос 19. Способы соединения обмоток 3-х фазного трансформатора.
- •20. Составляющие прямой обратной и нулевой последовательности эдс обмоток трансформатора.
- •Вопрос 21. Понятие группы соединения обмоток однофазного трансформатора.
- •Вопрос 22. Понятие группы соединения обмоток трехфазного трансформатора
- •Вопрос 23. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Кпд трансформатора.
- •24 Условия параллельной работы трансформаторов:
- •№25 Анализ влияния несовпадения коэффициентов трансформации на уравнительный ток при включении
- •Вопрос №26. Влияние несовпадения группы соединения трансформаторов на уравнительный ток при параллельном включении.
- •27 Параллельная работа трансформаторов
- •28. Автотрансформатор
- •29 Специальные типы трансформаторов
- •30 Обозначение и паспортные данные
- •31. Устройство трёхфазной асинхронной машины
- •32 Конструкция ад с короткозамкнутым ротором
- •33 Конструкция ад с фазным ротором
- •34 Вращающееся магнитное поле
- •35. Принцип действия асинхронной машины.
- •36. Скольжение асинхронного двигателя.
- •37. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •38. Механическая характеристика двигателя.
- •39.Основные точки механической характеристики: критическое скольжение и частота, максимальный момент, пусковой момент, номинальный момент.
- •40.Конструкция обмоток статора. Однослойные и двухслойные петлевые обмотки.
- •41. Обмотки статора. Однослойные и двухслойные волновые обмотки
- •42. Схемы замещения асинхронной машины. Т-образные и г-образные схемы замещения
- •43. Приведение обмотки ротора к обмотке статора.
- •44. Механический момент и механическая мощность ад
- •45. Схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- •46.Пуск двигателя с фазным ротором.
- •47. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя с фазным ротором.
- •48.Включение ад в однофазную цепь.
- •49.Вращающееся магнитное поле двухфазного тока.
- •50.Конденсаторные асинхронные двигатели.
- •51. Асинхронные исполнительные двигатели
- •52. Оператор поворота вектора
- •53.Разложение 3-х фазного не синусоидального тока на вектора прямой, обратной и нулевой последовательности.
- •54.Метод симметричных составляющих. Применение метода для анализа несимметричных режимов. Однофазное кз. Метод симметричных составляющих.
- •55.Потери мощности и кпд асинхронного двигателя.
- •56.0. Двухклеточные и глубокопазные ад
- •56.1. Глубокопазные двигатели
- •56.2. Двухклеточные двигатели
- •57.Рабочие характеристики.
- •58. Динамическое торможение асинхронного двигателя.
- •59. Торможение асинхронного двигателя методом противовключения.
- •60.Магнитное поле и мдс катушек и катушечных групп обмоток статора
34 Вращающееся магнитное поле
Принцип получения вращающегося магнитного поля.В основе работы асинхронных двигателей лежит вращающееся магнитное поле, создаваемое МДС обмоток статора.
Принцип получения вращающегося магнитного поля с помощью неподвижной системы проводников заключается в том, что если по системе неподвижных проводников, распределенных в пространстве по окружности, протекают токи, сдвинутые по фазе, то в пространстве создается вращающееся поле. Если система проводников симметрична, а угол сдвига фаз между токами соседних проводников одинаков, то амплитуда индукции вращающегося магнитного поля и скорость постоянны. Если окружность с проводниками развернуть на плоскость, то с помощью подобной системы можно получить «бегущее» поле.
Вращающееся поле переменного тока трехфазной цепи.Рассмотрим получение вращающегося поля на примере трехфазного асинхронного двигателя с тремя обмотками, сдвинутыми по окружности на 120° (рис.3.5) и соединенными звездой. Пусть обмотки статора питаются симметричным трехфазным напряжением со сдвигом фаз напряжений и токов на 120°.
Если для обмотки АХпринять начальную фазу тока равной нулю, тогда мгновенные значения токов имеют вид
Графики токов представлены на рис. 3.6. Примем, что в каждой обмотке всего два провода, занимающие два диаметрально расположенные паза.
Рис. 3.5 Рис. 3.6
Как видно из рис. 3.6, в момент времени toток в фазеАположительный, а в фазахВиС– отрицательный.
Если ток положительный, то направление тока примем от начала к концу обмотки, что соответствует обозначению знаком «х» в начале обмотки и знаком «·» (точка) в конце обмотки. Пользуясь правилом правоходового винта, легко найти картину распределения магнитного поля для момента времени to(рис. 3.7, а). Ось результирующего магнитного поля с индукциейВтрезрасположена горизонтально.
Можно доказать, что результирующая магнитная индукция представляет собой вращающееся поле с амплитудой
где Вт – максимальная индукция одной фазы; Вmрез – максимальная индукция трех фаз; – угол между горизонтальной осью и прямой, соединяющей центр с произвольной точкой между статором и ротором.
35. Принцип действия асинхронной машины.
В электромеханическом преобразовании энергии в АД участвуют трехфазная обмотка 1, расположенная на неподвижном статоре 2 и создающая круговое вращающееся магнитное поле, и обмотка 3 вращающегося ротора 4, вал 5 которого соединен с исполнительным механизмом. Между статором и ротором предусматривается воздушный зазор 6.
Рис. 1 — Принцип действия асинхронного двигателя
При вращении магнитного поля со скоростью:
линии магнитной индукции:
пересекают проводники обмотки ротора и в них индуктируется ЭДС Е2 и протекает ток . Направление ЭДС определяется по правилу «правой руки», а ее величина равна:
где L – активная длина проводника обмотки ротора;
ν1 - линейная скорость движения магнитного поля статора:
D – диаметр расточки статора.
Направление тока I2 совпадает с направлением ЭДС Е2пр. В результате взаимодействия проводников с током и магнитного поля на каждый проводник действует электромагнитная сила:
направление, которой определяется по правилу «левой руки».
Совокупность этих сил создает на роторе результирующую силу Fрез и электромагнитный момент Мэм, приводящий ротор во вращение со скоростью n2 в ту же сторону, что и вращение поля статора. Вращение ротора через вал передается исполнительному механизму. Таким образом, электрическая энергия, поступающая в обмотку статора из сети, преобразуется в механическую энергию. С началом движения ротора ЭДС в проводниках ротора определяются разностью скоростей ν1 и ν2
где ν2
Это линейная скорость движения проводника ротора.
Чем выше скорость вращения ротора n2, тем меньшая ЭДС в нем индуктируется, тем меньше ток Ι2, тем меньше сила fпр и Fрез. При достижении ротором скорости вращения n2 = n1, E2 = 0, действие электромагнитных сил прекращается и вращение ротора замедляется под действием сил трения (на холостом ходу) или под действием момента сопротивления исполнительного механизма (при работе под нагрузкой). Но когда n2 станет меньше n1, опять начнет действовать электромагнитная сила.
Следовательно, в рассматриваемой системе возможно только асинхронное (несинхронное) вращение ротора относительно вращающегося магнитного поля статора.
Электромагнитный момент Мэм уравновешивается моментом сопротивления Мс исполнительного механизма. Чем больше Мс, тем больше должен быть вращающий момент Мэм, который может возрасти в первую очередь за счет тока в проводниках ротора. Ток при постоянстве сопротивления проводника пропорционален ЭДС, которая зависит от скорости пересечения проводников ротора вращающимся магнитным полем.
Следовательно, чем больше момент сопротивления, тем меньше скорость вращения ротора и наоборот.
Отношение:
При неподвижном роторе (n2 = 0) скольжение равно 1,0. Это для АД режим короткого замыкания. При холостом ходе, когда скорость ротора максимально приближается к синхронной (n2 = n1) скольжение минимально и очень близко к нулю. Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке АД, называется номинальным скольжением Sн и составляет единицы процента, в зависимости от типа и назначения двигателя.
С учетом отношения, скорость вращения ротора может быть выражена через n1 и скольжение s:
В рабочем режиме АД вращающееся магнитное поле статора пересекает обмотку ротора со скоростью:
Частота ЭДС и токов, наводимых этим полем в обмотке ротора, равна:
Таким образом, частота ЭДС и токов в роторе зависит от сколь- жения. Так, при S=1 (при пуске) f2 = f1, при номинальном режиме нагрузки Sн = (0,02…0,04), f2= 1…2Гц.
Протекающие в обмотке ротора токи создают МДС и магнитное поле ротора, которые вращаются относительно ротора со скоростью:
С учетом:
cкорость вращения этого поля относительно неподвижного статора составляет:
т.е. магнитное поле ротора вращается в расточке статора с той же скоростью и в ту же сторону, что и поле статора. Стало быть, они неподвижны друг относительно друга, образуют единое магнитное поле, созданное совместным действием МДС статора и ротора.
Таким образом, вектор:
на рис.1 необходимо рассматривать как вектор результирующего магнитного поля.
Условие неподвижности друг относительно друга магнитных полей статора и ротора означает, что число пар полюсов обмоток статора и ротора должно быть обязательно одинаково, p1 = p2 = p. В короткозамкнутом роторе это действие выполняется автоматически, в двигателе с фазным ротором оно должно быть обеспечено при проектировании. В то же время соотношение между числом фаз обмоток статора и ротора может быть произвольным.
Асинхронная машина обратима, т.е. может работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Если ротор с помощью постороннего двигателя разогнать до скорости вращения n2 >n1, то изменится направление ЭДС и тока в проводниках ротора, изменит свое направление и электромагнитный момент, который станет тормозящим. Асинхронная машина механическую энергию, получаемую от приводного двигателя, преобразует в электрическую и отдает в сеть, т.е. переходит в генераторный режим.
В процессе эксплуатации асинхронного двигателя возможен режим работы при S >1,0, когда ротор вращается в сторону, противоположную направлению вращения поля статора. В этом режиме, называемом режимом электромагнитного торможения (или режимом противовключения ), ЭДС и ток в роторе направлены также как в двигательном режиме, однако электромагнитный момент направлен против движения ротора, т.е. является тормозящим. В машине происходит преобразование как электрической энергии, поступающей из сети, так и механической энергии, передаваемой с вала.