www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

ветствующее переключение обмотки производится сравнительно просто, если нужно увеличить или уменьшить число пар полюсов вдвое. В этом случае каждая фаза обмотки статора делится на две одинаковые части, которые можно включать последовательно или параллельно.

На рис. 3-69 показана принципиальная схема такой обмотки, из которой видно, что прн последовательном соединении обеих половин фазы получается число полюсов, в 2 раза большее, чем при параллельном.

При обмотке статора, переключаемой на различные числа пар полюсов, как правило, применяется короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой. Если ротор выполняется с контактными кольцами, то его обмотка также должна переключаться на те же числа пар полюсов, что требует устройства большого количества контактных колец и удорожает двигатель.

Для получения большего числа ступеней скорости на статоре помещают обычно две обмотки, причем одна или каждая из них делается переключаемой на числа пар полюсов в отношении 2: 1. В этом случае можно получить три или четыре ступени скорости, например:

3000:1500:1000

3 000:1 500:1 000:500 об/мин.

Асинхронные двигатели с несколькими ступениями скорости вращения называются многоскоростными. Они применяются, в электроприводах к вентиляторам и металлорежущим станкам, где позволяют упростить laquo;коробку скоростей raquo; или совсем от нее освободиться. Достоинством многоскоростного двигателя при применении его, например, для токарного станка является то, что при изменении момента нагрузки он работает на каждой ступени скорости вращения при незна-


Рис. 3-69 И:1менение числа пар полюсов обмотки статора в отношении 2:1,

Рнс. 3-70. Механические характеристики п - = f (М) многоскоростного двигателя для двух, ступеней скорости.

чительном ее изменении, как и обычный асинхронный двигатель.

Сказанное подтверждают механические характеристики П2 = !(М) многоскоростного двигателя, приведенные на рис. 3-70. К недостаткам многоскоростных двигателей нужно отнести их увеличенные размеры по сравнению с нормальными двигателями и вслед-сгвие этого более высокую стоимость.

Другие способы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя здесь не рассматриваются, так как они редко применяются на практике.

3-21. Работа трехфазного двигателя при неноминальных условиях

Условия работы двигателя могут отличаться от номинальных, т. е. or тех условий, для которых он предназначен.

На практике напряжение на его зажимах часто отличается от номинального: U\U\n. Могут быть случаи, когда 1\Ф1\п- Иногда к двигателю подводятся несимметричные напряжения, если, например, нагрузка сети, к которой он приключен, распределена по фазам неравномерно. Напряжения на зажимах двигателя могут быть также несинусоидальными, если большую часть нагрузки сети составляют нелинейные сопротивления, например выпрямители. Поэтому исследование работы двигателя при указанных неноминальных условиях имеет важное практическое значение.

Мы здесь рассмотрим также работу двигателя при неравных сопротивлениях фаз его роторной обмотки, что может быть вызвано ухудшением переходных контактов между кольцами и щетками или дефектами, допущен-



ными при изготовлении короткозамкнутой обмотки ротора (например, плохие контакты или разрывы между lt;:тержнями и короткозамыкающими кольцами, пустоты в стержнях при заливке пазов алюминием).

а) Работа при t/it/, . Отклонение напряжения Ui от номинального Uiu на plusmn;5% считается допустимым. При этом двигатель обычно может нести номинальную нагрузку на валу. При больших отклонениях напряжения нагрузка на валу двигателя, как правило, должна быть снижена.

Работа двигателя при UiUia может быть исследована путем сопоставления его рабочих характеристик при Ui и при Ош. Прежде чем переходить к такому сопоставлению, рассмотрим с качественной стороны, как изменятся характеристики двигателя при U). gt;Uin и при Ui lt;Uin-

Повышение напряжения сверх номинального сравнительно редкое явление на практике, но в отдельных случаях оно может иметь место, например, при неисправностях регулятора напряжения генератора. При этом в машине должен увеличиться магнитный поток Ф, создающий э. д. с. Ей почти полностью уравновешивающую приложенное напряжение Ui. Увеличение потока вызовет увеличение намагничивающего тока, которое может быть значительным из-за чрезмерного насыщения стальных участков магнитной цепи машины. В результате получим ухудшение созф! и увеличение тока статора. Поэтому при Ui gt;Uin

cosaa

0.9-18 -

OjB-16 -

0.7-li -fl

OjB-IZ -I I

0,5-10 il

0.3 0,2

cusv r I \ у


Ю Э 8 7 6 5 4 -3

0 I 2 3 4 5 6 7 в 3 10 11 Шквт

Рис.3 71. Рабочие характеристики двигателя при f/,j, = 220 в (сплошные кривые) и при ill = 127 в (пунктирные кривые).

возрастут не только потери в стали, но и электрические потери в обмотке статора, что может увеличить ее нагрев сверх допустимого.

Если Ui lt;Uia, то вследствие уменьшения магнитного потока уменьшится намагничивающий ток, ио возрастут активные составляющие токов ротор? и статора В результате при номинальной нагрузке на валу токи ротора и статора будут больше номинальных. При этом усиливаются поля рассеяния, что повлечет за собой увеличение реакти1зной составляющей тока статора. Таким образом, и здесь мы будем иметь при номинальной нагрузке на валу ухудшение созф! и увеличение токов статора и ротора сверх допустимого. Следует также иметь в виду, что при U\ lt;Uin может заметно снизиться максимальный момент ;}вигателя Мм, пропорциональный квадрату напряжения ( sect; 3-13,в).

При более подробном исследовании, когда нужно дать кбличественную оценку изменениям /ь cos фи т), s при отклонении Ui от U\ , следует обратиться, как указывалось, к сопоставлению рабочих характеристик при Ui и при Ui .

Рассмотрим характеристики при Ui lt;Uin. Они могут быть построены по круговой диаграмме или расчетным путем ( sect; 3-18). При этом параметры

xi, Гг и лгг остаются без изменения, а для определения тока холостого хода нужно произвести опыт холостого хода при (7i или выполнить расчет магнитной цепи и потерь в стали при El laquo;0,97(71.

На рис. 3-71 представлены рабочие характеристики двигателя на 10 /сет при номинальном фазном напряжении LiH = 220 в (сплошные кривые) и при фазном напряжении t/i = 127 в (пунктирные кривые). По оси ординат здесь отложены фазные токи.

Из сопоставления характеристик мы видим, что при малых нагрузках выгодно работать при пониженном напряжении. Этим иногда пользуются на практике для улучшения созф! и т) двигателя: если его номинальное фазное напряжение равно напряжению сети, то при малых нагрузках [примерно при Р2 lt; (0,40-0,45) Ргн] его обмотку статора переключают с треугольни-



ка на звезду (для такого случая построены кривые на рис. 3-71).

б) Работа прн UUn- В большинстве случаев частота сети достаточно точно поддерживается равной стандартной частоте 50 гц. Лишь иногда, обычно в аварийных случаях, могут быть заметные отклонения 1\ от /iH. Если они не превышают примерно plusmn;5%, то работа двигателя мало ухудшается; поэтому такие отклонения обычно считаются допустимыми.

При больших отклонениях U от Un приходится изменять напряжение на зажимах двигателя: например при регулировании его скорости вращения путем изменения частоты U- Довольно часто при этом напряжение изменяют пропорционально частоте, чтобы по: ГОК Ф оставался приблизительно постоянным (согласно уравнению U\~ - i/iO).

Исследование работы двигателя при /i=7fiH может быть проведено при помощи круговой диаграммы или расчетным путем. Здесь нужно учитывать, что индуктивные сопротивления х\2,х\ и -iV изменяются пропорционально U-Если при изменении /i напряжение из.меняется непропорционально частоте, когда, следовательно, поток Ф не остается постоянным, то при определении Х\2 должно быть учтено не только изменение частоты, но и изменение насыщения машины. Если необходимо произвести исследование двигателя при частоте /ь значительно меньшей, чем /ш, то следует обратиться к точной круговой диаграмме, построенной с учетом Yi (см- sect; 3-17).

в) Работе при несимметричных напряжениях. Работа трехфазного двигателя даже при небольшой несимметрии напряжений на его зажимах может привести к недопустимому нагреванию его обмоток, если он имеет на валу номинальную нагрузку или близкую к ней.

Исследование такой работы производится при помощи метода симметричных составляющих. Заданную систему напряжений 0, f/j, U MifV должны заменить двумя симметричными системами: напряжениями . прямой последовательности [/, . aUx т aUi и напряжениями обратной последовательности и, raquo; aU, laquo; aU,. В обычных случаях заданная система напряжений ие имеет .составляющих нулевой последовательности Ug из-за отсутствия пулевого провода. Тогда определение i/, и может быть произведено по заданным абсолютным значениям напряжений 11, UU, векторы которых при (У, = О образуют замкнутый треугольник.


Рис. 3-72. Определение О, и прн U + U+

Аналогично уравнениям для токов и (2-146) и (2-147) мы можем написать уравнения для Ui и

(3-187)

Согласно этим уравнениям на рнс. 3-72 построена диаграмма для определения U, и 0, из которой мы находим не только абсолютные значения напряжений i/, и но и взаимный сдвиг нх по фазе.

Критерием для оценки неснмметрии напряжений служит отношение гр-, которое иногда и,

называют коэффициентом несимметрин. Значения i/, и и, определяются по рис. 3-72 или аналитически. При аналитическом определении Ui и и, надо заданные напряжения расположить в следующем порядке: U (в част-

ном случае два напряжения из трех могут быть равны между собой). Предварительно находим:

а =

Далее рассчитываем:

X = (а -I- 6) -f 0,5 (д2 - 62). 0,867 - - Y (1 - bf - (0,5- xf. После этого получим:

и отсюда модули симметричных составляющих:



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92