21. Есть ли оптимальная величина воздушного зазора асинхронного двигателя?(34)

Чем меньше возд. зазор δ, тем меньше его магнитное сопротивление и маг­нитное напряжение. При этом уменьшается МДС магнитной цепи и намагни­чивающего тока двигателя, потери в меди и возрастает cos φ. При чрезмер­ном уменьшении δ приводит к возрастанию амплитуды пульсации индукции в зазоре, что приводит к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому КПД двигателей очень малым зазором не улучшается, а даже становится меньше.

Зазор выбирают исходя из минимума суммарных потерь.

Для двигателей мощностью до 20 кВт:

δ при 2р=2 м.

δ при 2р 4 м. Для двигателей средней и большей мощности м.

потери зависят не только от амплитуд, но и от частоты пульсаций индукции в зазоре, поэтому в быстроходных двигателях частота пульсаций больше, чем в тихоходных. Для снижения этого вида потерь δ в быстроходных двигателях делают больше.

При механическом расчёте прогиб вала не более 10% δ.

Ограничение по минимуму зазора это механика, технологии.

С точки зрения cosφ

cosφ↑, КПД↑ => δ↓, М↓ т.к намагничивающий ток уменьшится

δ↓ =>I₀↓ → I₁↓ → ∆P_ст↓ → ∆P_пульс.↑ => КПД↑

****************************

ЕСТЬ!!! Ограничение по минимуму зазора это механика, технологии.

У машин с большой скоростью зазор больше.

21. Какие элементы конструкции синхр. Машины определяют её статическую устойчивость? По какому пути следует пойти при проектировании синхр. Машины с повышенной перегрузочной способностью?(31)

Статическая устойчивость – способность машины не выходить из синхронизма при изменении нагрузки (при плавных изменениях). Чтобы увеличить мощность у машины (уже спроектированной) нужно уменьшить X_d т.к. Р_эм=((mU_cE₀)/ X_d)*sinӨ(Р_эм-max при Ө=90^о),а момент М_эм=((mU_cE₀)/ ωX_d)*sinӨ, а чтобы уменьшить X_d нужно увеличить зазор X_d = µS/δ. Но мы потеряем в потоке и в ЭДС т.к Ф=Е_в/R_m а если поток уменьшится значит Е₀ тоже уменьшится, а сл-но нужно увеличение числа витков в обмотке возбуждения и приведет к увеличению габаритов машины. Сейчас перегрузочную способность можно регулировать в пределах 2-2.5 раз (током возбуждения) – кратковременно.

24. Способы пуска асинхронных двигателей. Их оценка и сравнение.(84)

1.Прямой пуск. Включение двигателя сразу на номинальное напряжение.

Недостаток: большие пусковые токи, иногда приводящие к недопустимому нагреву обмоток.

2 .Пуск двигателя с фазным ротором. Применяется при тяжёлых условиях пуска в приводах от нескольких до сотен кВт. Фазная обмотка выводится на кольца, к которым при пуске подключается пусковое сопротивление(R_п). По мере разгона двигателя R_п постепенно уменьшают до R_п=0. На рисунке 2: двигатель пускается с полностью введённым R_п и работает на механической хар-ке 1. при этом М_п≈М_мах. После того как двигатель подойдёт к скольжению s≈0,5÷0,6 , переключается R_п на следующую ступень(закорачивается часть сопротивления).Двигатель переходит на хар-ку 2. И так далее до R_п=0 двигатель переходит на естественную механическую хар-ку 4.при этом щётки закорачиваются(скольжения s≈0,5÷0,6; s≈0,3÷0,4 и s≈0,1÷0,2 взяты условно, так как количество ступеней пуска может быть различным).

Недостаток: двигатели с фазным ротором дороже двигателей с короткозамкнутой обмоткой и требуют дополнительной пускорегулирующей аппаратуры.

3.Реакторный пуск. Применяется при пуске крупных двигателей для ограничения пускового тока. Пусковой ток при включенном ректоре: , где U_ном - номинальное напряжение двигателя, х_р – индуктивное сопротивление реактора (активное сопротивление реактора мало, им пренебрегаем). За счёт х_р пусковой ток уменьшается до 3-4 кратного. Процесс пуска: при разомкнутом выключателе К₂ двигатель включается выключателем К₁ к сети. При достижении номинальной частоты вращения выключателем К₂ реактор закорачивается.

Недостаток: требуется дополнительная пускорегулирующая аппаратура и реактор.

4.Автотрансформаторный пуск. Также применяется при пуске крупных двигателей для ограничения пускового тока. Запуск: включаются выключатели К₁ и К₂ и на двигатель подаётся пониженное напряжение. после отключения К₂ автотрансформатор некоторое время работает как реактор, а по достижении двигателем номинальной частоты вращения включается выключатель К₃ и двигатель подключается напрямую к сети.

Недостаток: требуется дополнительная пускорегулирующая аппаратура и автотрансформатор.

5.Переключение обмоток статора в конце пуска со звезды на треугольник (в настоящее время почти не применяется).. Способ позволяет снизить пусковые токи. При таком пуске линейные токи снижаются в 3 раза, а напряжение в раз.

Недостаток: размыкается цепь двигателя, что приводит к перенапряжениям, требуется дополнительная пускорегулирующая аппаратура.

6.Пуск с помощью разгонного двигателя (для мощных двигателей). Основной двигатель жёстко соединён с валом разгонного двигателя. Номинальная частота вращения разгонного двигателя выбирается на ступень больше номинальной частоты вращения основного двигателя. При подходе к синхронной номинальной частоте вращения основного двигателя отключается разгонный двигатель, а основной подключается к сети.

Недостаток: разгонный двигатель используется только при пуске.

7.Частотный пуск. Преобразователь частоты постепенно повышает частоту подводимого к статору напряжения. При таком способе одновременно регулируются частота и напряжение, подводимые к двигателю, так, чтобы . При этом поток остаётся практически неизменными и броски тока не превышают 2-3 I_н.

Недостаток: высокая стоимость преобразователя частоты.