 |
Принцип работы асинхронных электродвигателей
|
|
|
|
Принцип работы асинхронной машины основан на использовании вращающегося магнитного поля. При подключении к сети трехфазной обмотки статора создается вращающееся магнитное поле, угловая скорость которого определяется частотой сети f и числом пар полюсов обмотки p, т. е. ω1=2πf/p
Пересекая проводники обмотки статора и ротора, это поле индуктирует в обмотках ЭДС (согласно закону электромагнитной индукции). При замкнутой обмотке ротора ее ЭДС наводит в цепи ротора ток. В результате взаимодействия тока с результирующим малнитным полем создается электромагнитный момент. Если этот момент превышает момент сопротивления на валу двигателя, вал начинает вращаться и приводить в движение рабочий механизм. Обычно угловая скорость ротора ω2 не равна угловой скорости магнитного поля ω1, называемой синхронной. Отсюда и название двигателя асинхронный, т. е. несинхронный.
Работа асинхронной машины характеризуется скольжением s, которое представляет собой относительную разность угловых скоростей поля ω1 и ротора ω2: s=(ω1-ω2)/ω1
2. Наличие гальванического соединения обмоток в автотрансформаторе имеет следствием определенные недостатки.
Как правило, обмотки автотрансформатора соединяют в звезду с заземленной нейтралью. Другие соединения теоретически возможны, но связаны с определенными неудобствами и поэтому применяются крайне редко. Режим заземления нейтрали обоих систем должен быть одинаковым: глухое заземление или заземление через сопротивление. При этом значение сопротивления должно быть таким, чтобы не возникало недопустимых напряжений на вводах СН здоровых фаз при замыкании на землю одной фазы в системе ВН.
Такая опасность возрастает по мере увеличения разницы напряжений двух систем. По той же причине не применяются автотрансформаторы в системах с заземленной нейтралью.
|
|
|
Билет 13
1. Автотрансформаторы применяются в телефонных аппаратах, радиотехнических устройствах, для питания выпрямителей и т. д. Применение автотрансформаторов внутри сооружения запрещено. Все металлические леса, электрооборудование и механизмы, которые могут оказаться под током, должны быть надежно заземлены. Применение автотрансформаторов для получения малого напряжения не допускается. В этом случае сеть малого напряжения оказывается электрически связанной с сетью высшего напряжения, что небезопасно. Применение автотрансформаторов с целью понижения напряжения не допускается
2. ….
Билет 14
1. Наиболее часто трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов. Применение в электросетях. Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока, проходящего через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения. Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют силовые трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня. Применение в источниках электропитания Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины, содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, втелевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до нескольких киловольт (для питания анода кинескопа через умножитель напряжения).
|
|
|
2. Индуктор — это часть электрической машины, отвечающая за создание в ней рабочего магнитного потока. В качестве индуктора может выступать какротор, так и статор. Индуктор нагревательный — катушка индуктивности с водяным охлаждением используемая в установках индукционного нагрева Нагревательный индуктор — рабочий орган установок индукционного нагрева.
Билет 15
1. Генератор — устройство, производящее какие-либо продукты, вырабатывающее электроэнергию или преобразующее один вид энергии в другой.
2. Трансформатор, как указывалось выше, можно рассматривать как заторможенную машину, так как обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°, электромагнитно не связаны между собой. Рассмотрим электрическую (рис. 1.5, а) и конструктивную (рис. 1.5, б) схемы однофазного трансформатора. Обмотка, к которой подведено синусоидальное напряжение U\, называется первичной, а другая, к которой присоединена нагрузка ZH,— вторичной. Для этих обмоток при равенстве чисел витков wl = W2 для установившегося режима
Билет 16
1…..
2.Измерительные….электрический…..трансформатор для…контроля напряжения, тока или фазы сигнала первичной цепи. Измерительный трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на измеряемую (первичную) цепь; минимизировать искажения пропорции и фазы измеряемого сигнала в измерительной (вторичной) цепи.
Билет 17
1. Сварочный трансформатор - трансформатор, предназначенный для различных видов сварки.
Сварочный трансформатор преобразует напряжение сети (220 или 380 В) в низкое напряжение, а ток из низкого - в высокий, до тысяч ампер.
Сварочный ток регулируется благодаря изменению величины либо индуктивного сопротивления, либо вторичного напряжения холостого хода трансформатора, что осуществляется посредством секционирования числа витков первичной или вторичной обмотки. Это обеспечивает ступенчатое регулирование тока.
|
|
|
Сварочные трансформаторы классифицируются следующим образом:
· По количеству обслуживаемых рабочих мест
· По фазности напряжения в сети: однофазные, трехфазные.
· По конструкции: с регулировкой вторичного напряжения магнитным рассеянием, регулировкой переключением количества витков,
с регулируемым выходным напряжением посредством дросселя насыщения.
2….
Билет 18
1. Силовой трансформатор — стационарный прибор с двумя или более обмотками, который посредством электромагнитной индукции преобразует систему переменного напряжения и тока в другую систему переменного напряжения и тока, как правило, различных значений при той же частоте в целях передачи электроэнергии без изменения её передаваемой мощности.
2.Машины переменного тока бывают двух видов. Это синхронные машины и асинхронные. У синхронных машин скорость вращения ротора строго зависит от частоты переменного тока. Можно сказать скорость вращения "синхронна" с частотой тока. Не трудно догадаться, что у асинхронных машин частота вращения в общем случае зависит от нагрузки на валу, а не от частоты питающего тока. Кроме деления на синхронные и асинхронные электрические машины еще делятся по назначению. Это могут быть генераторы. То есть такая машина, которая преобразует механическую энергию вращения в переменный электрический ток. Машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую называется двигателем. Также существует еще один класс электрических машин. Они преобразуют электрическую энергию, тоже в электрическую, но другой частоты или напряжения.
Билет 19
1. Испытательные трансформаторы в зависимости от мощности, потребляемой объектами испытания, могут быть разделены на две группы (табл. 8 и 9): трансформаторы, применяемые для испытания изоляции подстанционного оборудования, т. е. объектов с емкостью до 10 000 пФ и с номинальным напряжением 6, 10, 35 кВ и более; трансформаторы, применяемые для испытания изоляции вращающихся машин, номинальное напряжение которых не превышает 24 кВ, но емкость весьма значительна. Трансформаторы ИОМ-100/25 выполняются с гладким баком, снабжены расширителем, располагаемым на крышке, и предназначены для работы с глухим заземлением одного конца обмотки ВН. Обмотки ВН трансформаторов выполняются с изоляцией одного (линейного) конца на полное номинальное напряжение; другой (нулевой) конец обмотки выводится на крышку бака через проходной изолятор 3—6 кВ. Трансформаторы допускают работу с возбуждением до полного номинального высшего напряжения в течение 30 мин. При напряжении, равном 2/3 номинального, трансформаторы могут работать длительно.
|
|
|
2…..
Билет 20
1.Трансформаторы инструментальные применяются для питания низковольтного электроинструмента: глубинных, площадочных вибраторов, электроперфораторов, электродрелей, электровиброплит, а также для обустройства временного освещения на строительных площадках и в производственных помещениях.
2 Достоинства электрического привода:
I) мощность электродвигателя для привода рабочей машины может быть подобрана достаточно близкой к требуемой; 2) электрический двигатель в пожарном отношении менее опасен, чем, например, тепловой двигатель внутреннего сгорания; 3) электропривод позволяет быстро, а если нужно, то и часто, пускать и останавливать машину, плавно тормозить ее; 4) при изменении нагрузки на валу электродвигатель не требует специальных регуляторов подачи электроэнергии из сети. Увеличение подводимой к двигателю электроэнергии происходит автоматически с ростом нагрузки; 5) электропривод позволяет подобрать такой тип
Билет 21
1. Основные части асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижной части — статора и вращающейся части — ротора. Статор, в свою очередь, состоит из чугунного или стального корпуса, внутри которого помещен цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. На внутренней стороне цилиндра имеются пазы, в которых размещена трехфазная обмотка, питаемая от сети трехфазного тока и создающая вращающееся магнитное поле. Ротор представляет собой цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. На поверхности ротора имеются пазы, в которых помещается обмотка ротора. Эта обмотка не имеет электрической связи с питающей сетью. Ток, протекающий в обмотке ротора, является индукционным, возникающим за счет электродвижущих сил, наводимых в обмотке вращающимся магнитным потоком. По типу обмотки ротора асинхронные двигатели разделяются на короткозамкнутые и фазные.
2. РЕВЕРСИРОВАНИЕ - изменение направления рабочего движения машины. Применяется в грузоподъёмных машинах (в механизмах подъёма и спуска груза), в строгальных станках, паровых машинах, электродвигателях и др. Для изменения направления вращения, реверсирования, асинхронного двигателя необходимо поменять местами два любых линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины. При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля и направления вращения двигателя. Схема реверсирования двигателя представлена на рис. 1; положения 1 и 2 рубильника соответствуют различным порядкам чередования токов в фазах и, следовательно, противоположным направлениям вращения двигателя.
|
|
|
Билет 22
1.Обратимость электрических машин вызвана одинаковым устройством преобразователей электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, электрические машины взаимозаменяемы: электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот, электродинамическая головка может использоваться в качестве микрофона и наоборот, и т. п. Приоритетная функция электрической машины определяет её конструктивные особенности, вследствие которых обратимость становится неравномерной. Так, электрогенератор будет иметь несколько больший КПД, чем используемый в качестве генератора соответствующий по размерам электродвигатель, электродинамический микрофон будет выдавать более качественный звуковой сигнал, чем равная по размерам динамическая головка. Данное явление широко используется в электротехнике, например, для электродинамического торможения: двигатель постоянного тока, будучи отключен от питающего его источника, вращаясь по инерции, сразу же переходит в генераторный режим из-за наличия в нём противоэлектродвижущей силы.
2…..
Билет 23
1. Трехфазные однослойные обмотки статоров синхронных машин 
При вращении возбужденного ротора с постоянной скоростью его магнитный поток пересекает проводники обмотки статора и индуктирует в них переменную э. д. с. При холостом ходе эта э. д. с. равна напряжению на зажимах машины.Э. д. с. одного проводникаВозьмем двухполюсную машину с полюсами ротора N и S и предположим, что потоки полюсов распределяются в воздушном зазоре синусоидально.Поместим в один из пазов статора проводник, тогда при вращении ротора со скоростью V в нем будет индуктироваться э. д. с.
— множитель, позволяющий получать э. д. с. в вольтах.
2. В стиральных машинах применяют асинхронные и коллекторные двигатели На коллекторных моторах нет смысла останавливаться подробно, отметим лишь, что в их конструкции имеется якорь с коллектором (ламелями) и щеточный механизм Полноценный ремонт двигателей этого типа возможен только в случае замены износившихся щеток Асинхронные двигатели внешне мало отличаются от коллекторных, на самом деле они не имеют упомянутых щеток и коллектора. В них, в зависимости от назначения, имеются несколько обмоток Например, на рисунке ниже показана схема распайки колодки асинхронного двигателя для стиральных машин ARDO. Из рисунка видно, что в этом моторе имеется 5 обмоток - часть из них используется в режиме стирки (малые обороты), часть - при отжиме (высокие обороты).В современных стиральных машинах используются специальные высокооборотные асинхронные двигатели, обмотки в них соединены по схеме "треугольника". Для их работы необходим специальный коммутатор (в составе контроллера). Есть еще отдельный класс приводных двигателей с прямым приводом. Они представляют собой шаговые двигатели. Естественно, для их функционирования необходима также отдельная схема управления (в составе электронного контроллера стиральной машины).
Билет 24
1. Однофазные асинхронные электродвигатели мощностью от десятков ватт до нескольких киловатт нашли достаточно широкое применение в различного рода бытовых приборах, приводах вентиляторов бытового и производственного назначения, деревообрабатывающих станков, насосов, компрессоров, транспортеров а также небольших станков. Их преимущество — возможность использования в таких местах и помещениях, где нет трехфазной сети, но подведена двухпроводная однофазная сеть. Однофазный ток статора электродвигателя создает пульсирующее магнитное поле, которое можно разложить на два поля, имеющих равные амплитуды и вращающиеся в противоположные стороны с одинаковой частотой. При неподвижном роторе эти поля создают одинаковые по величине, но разные по знаку моменты. Поэтому при пуске результирующий момент двигателя, не имеющего специальных пусковых приспособлений, равен нулю, и двигатель не может начать вращаться. Однако если ротор привести во вращение в ту или иную сторону, то один из моментов будет преобладать и вал двигателя будет продолжать вращаться в сторону начального вращения
2. Однофа́зный дви́гатель — электродвигатель, конструктивно предназначенный для подключения к однофазной сети переменного тока. Однофазный ток статора электродвигателя создает пульсирующее магнитное поле, которое можно разложить на два поля, имеющих равные амплитуды и вращающиеся в противоположные стороны с одинаковой частотой. При неподвижном роторе эти поля создают одинаковые по величине, но разные по знаку моменты. Поэтому при пуске результирующий момент двигателя, не имеющего специальных пусковых приспособлений, равен нулю, и двигатель не может начать вращаться. Однако если ротор привести во вращение в ту или иную сторону, то один из моментов будет преобладать и вал двигателя будет продолжать вращаться в сторону начального вращения.
Билет 25
1. Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой графически выраженные зависимости частоты вращения n2, КПД η, полезного момента (момента на валу) М2, коэффициента мощности cos φ, и тока статора I1 от полезной мощности Р2 при U1 = const f1 = const.Скоростная характеристика n2 = f(P2). Частота вращения ротора асинхронного двигателя n2 = n1(1 - s). Скольжение s = Pэ2/Pэм, т. е. скольжение асинхронного двигателя, а следовательно, и его частота вращения определяются отношением электрических потерь в роторе к электромагнитной мощности. Пренебрегая электрическими потерями в роторе в режиме холостого хода, можно принять Рэ2 = 0, а поэтому s ≈ 0 и n20 ≈ n1. По мере увеличения нагрузки на валу асинхронного двигателя отношение s = Pэ2/Pэм растет, достигая значений 0,01 - 0,08 при номинальной нагрузке. В соответствии с этим зависимость n2 = f(P2) представляет собой кривую, слабо наклоненную к оси абсцисс. Однако при увеличении активного сопротивления ротора двигателя r2' угол наклона этой кривой увеличивается. В этом случае изменения частоты асинхронного двигателя n2 при колебаниях нагрузки Р2 возрастают. Объясняется это тем, что с увеличением r2' возрастают электрические потери в роторе.
2. Трёхфазный двигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока. Асинхронный двигатель, согласно принципу обратимости электрических машин, может работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Для работы асинхронного двигателя в любом режиме требуется источник реактивной мощности. В двигательном режиме при подключении двигателя к трехфазной сети переменного тока в обмотке статора образуется вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора наводятся токи, образующие электромагнитный момент вращения, стремящийся провернуть ротор вокруг его оси. Ротор преодолевает момент нагрузки на валу и начинает вращаться, достигая подсинхронной скорости (она же и будет номинальной с учетом момента нагрузки на валу двигателя). В генераторном режиме при наличии источника реактивной мощности, создающего поток возбуждения, асинхронная машина способна генерировать активную мощность. Источником реактивной мощности может служить конденсатор.
Билет 26
1. Недостатки: 1.Небольшой пусковой момент. 2.Значительный пусковой ток.
2. Скольжение асинхронного двигателя — относительная разность скоростей вращения ротора и магнитного потока, создаваемого обмотками статора двигателя переменноготока. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.
,
где - скорость вращения ротора асинхронного двигателя
- скорость вращения магнитного потока, называется синхронной скоростью двигателя.
Билет 27
1. Пусковые свойства асинхронного двигателя зависят от особенностей его конструкции, в частности от устройства ротора.
Пуск асинхронного двигателя сопровождается переходным процессом машины, связанным с переходом ротора из состояния покоя в состояние равномерного вращения, при котором момент двигателя уравновешивает момент сил сопротивления на валу машины.
При пуске асинхронного двигателя имеет место повышенное потребление электрической энергии из питающей сети, затрачиваемое не только на преодоление приложенного к валу тормозного момента и покрытие потерь в самой асинхронном двигателе, но и на сообщение движущимся звеньям производственного агрегата определенной кинетической энергии. Поэтому при пуске асинхронный двигатель должен развить повышенный вращающий момент.
Для асинхронного двигателя с фазным ротором начальный пусковой момент, соответствующий скольжению sп= 1, зависит от активных сопротивлений регулируемых резисторов, введенных в цепь ротора.
2. 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.
Билет 28
1. На показано распределение первой гармоники магнитного поля, создаваемого обмотками возбуждения явнополюсного или неявнополюсного роторов синхронной машины. При вращении ротора это поле индуктирует в обмотке статора СМ ЭДС, синусоидально изменяющуюся во времени. В трехфазном синхронном генераторе ЭДС отдельных фаз обмотки статора смещены на электрический угол 120°, что достигается пространственным сдвигом фаз, Под действием этих ЭДС в замкнутой на нагрузку обмотке протекают токи, которые создают магнитодвижущую силу (МДС) и круговое вращающееся магнитное поле, причем скорость вращения этого поля точно равна скорости вращения ротора.
2..Применениеферромагнитных магнитопроводов позволяет резко снизить размеры реактора. Однако при больших токах происходит насыщение магнитопроводов и уменьшение индуктивности, что уменьшает токоограничивающии эффект реактора.
Билет 29
1. Трехфазный асинхронный двигатель может работать от однофазной сети как однофазный с пусковым элементом или как однофазный конденсаторный с постоянно включенной рабочей емкостью. Применение двигателя в качестве конденсаторного предпочтительнее. При шести выводных концах обмотки двигатель имеет два номинальных напряжения: 127/220 В, 220/380 В. Если напряжение сети равно большему номинальному напряжению двигателя, т.е. Uc = 220 В при номинальном напряжении 127/220 В или UC = 380 В при номинальном напряжении 220/380 В и т.д., то надо пользоваться схемами, приведенными на рис. 1, а, б. При напряжении сети, равном меньшему номинальному напряжению двигателя, следует применять схему, показанную на рис. 1, в. В этом случае при однофазном включении значительно уменьшается мощность двигателя, поэтому целесообразно применять схемы с рабочей емкостью.
2…..
Билет 30
1.
2 Устройство-трансформатора. Магнитопровод. Трансформаторы в зависимости от конфигурации магнитопровода подразделяют на стержневые, броневые и тороидальные. в зависимости от конфигурации магнитопровода подразделяют на стержневые, броневые и тороидальные.
|
|
|
