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

Полагая, что напряжения (/, и 6, действуют независимо одно от другого, и обозначая через и полные сопротивления

машины соответственно для токов прямой и обратной последовательностей, получаем:

(3-210)

Теперь, учитывая (3-208) и (3-209), можно написать:

С = {а- а?)(/,Z - /,Z2 gt; (3-21D О = /Г 3 /, (Z + Z,.) = / (Z -f Z,2); (3-212)

laquo;2

. и I

(3-213)

Уравнению (3-213) соответствует схема замещения однофазного двигателя, представленная иа рис. 3-90. Здесь сопротивления Z Z,2,

/2 те же,

что и для трехфазного двигателя (для малых

двигателей

гл,; для средних и

больших двигателей Tj gt; г и х2 lt; х2 вследствие вытеснения тока в проводниках обмотки ротора).

В соответствии с рис. 3-90 [или с (3-213)] можно мысленно представить себе, что рассматриваемый однофазный двигатель заменен двумя одинаковыми трехфазными асинхронными машинами, имеющими механически соединенные роторы и последовательно включенные статорные обмотки, создающие поля, вращающиеся в разные стороны (ис. 3-91).

Найдем напряжения на фазах статора (рис. 3-89). Они согласно (3-207), (3-210) и (3-212) равны:

йа = 1г - Z,2 ); f/ft = /, (a raquo;Z - aZ,2 у.

U = I\(aZ,-aZ2)-

(3-214)

12

12

Рис. 3-90 Схема замещения однофазного двигателя (см. рис. 3-89).

Отсюда, учитывая (3-213), получим:

... и sX-Zs2

/Y3-2 -fz,2

0. = -.

aZ

. и aZ,i-aZ2 ~ /КЗ- Z,2

(3-215)

Из (3-215) следует, что фазные напряжения зависят от скольжения по величине и фазе: например, при s= 1, когда Z, =Zj2,

а -а

Ь ; 1/ Q

1УЪ 2

и а- а

при S 0,

Z, + Z,Z

J Zs2

(3-216)

-S2

-S2

а - а-

(3-217)

Уравнения (3-127) показывают, что при S5i = О получается почти симметричная система напряжений, чему соответствует почти кругог вое вращающееся поле в машине.

Приведенные уравпеиия и схема замещения позволяют для любого скольжения при известных параметрах машины рассчитать Z, и Zj, модуль IZji-]-Zj2 . затем токи 1т


Рис. 3-91. Агрегат из двух трехфазных асинхронных машин, схема замещения которого соответствует схеме замещения однофазного двигателя (рис. 3-90).




Рис. 3-92. Кривые М = f (s) однофазного асинхронного двигателя прн различных активных сопротивлениях цепи ротора.

(3-213), напряжения С/, =/,z,i , Vthso и соответствующие им мощности и вращающие моменты (Л1; /И и /И).

Значения комплексов Z, и могут

быть также определены при помощи круговой диаграммы, построенной для трехфазного двигателя. Для этого надо вектор напряжения, для которого построена круговая диаграмма, разделить на векторы тока при скольжениях s и 2 - S. Для тех же скольжений, определив, как указывалось, /, = /j и затем [/, и U, по той лее круговой диаграмме можно определить моменты М и М. При этом масштаб для момента должен быть изменен пропорционально квадрату соответственного напряжения: Сд-=

= Сд,(У HC =C (gJ, где С -

масштаб для момента круговой диаграммы, построенной для напряжения С/((/ф = [ (/З ).

Исследования на основе изложенного метода показывают, что максимальный момент двигателя при laquo;однофазном питании raquo; снижается до 45-50% максимального момента двигателя при нормальном laquo;трехфазном питании raquo;. Мощность на валу однофазного двигателя должна быть снижена примерно до 50-55% номинальной мощности трехфазного двигателя, чтобы электрические потери в его обмотках были равны тем же потерям трехфазного двигателя при номинальной нагрузке.

В отличие от трехфазного двигателя максимальный вращающий момент Л1 однофаз-

ного двигателя зависит от активного сопротивления / 2 роторной цепи, так как он получается в результате сложения моментов М и М от прямого и обратного полей (см. рис. 3-87). При увеличении лг максимальные моменты AfM и Л1м не изменяются по величине, ро соответствующие им скольжения увеличиваются Поэтому при увеличении момент Мм уменьшается (рис. 3-92).

Изложенный метод может быть также применен для исследования однофазного двигате? ля, имеющего главную обмотку, занимающую две трети окружности стаюра, и вспомогательную обмотку, занимающую оставшу10Ся треть этой окружности и отключенную после пуска. Как указывалось, такой двигатель при пуске работает в качестве двух1фазного с обмотками на статоре, сдвинутыми пространственно на 90 эл. град, но в общем случае при несимметричной двухфазной системе напряжений иа его зажимах.

в) Даухфазные дчагатела. Пуск в ход однофазны V дшгателей

Пусковые схемы однофазных двигателей представлены на рис, 3-93. При пуске, когда рубильник замкнут, мы имеем двухфазную машину с главной фазой (илИ обмоткой) а и вспо.могательной фазой (или с)бмоткой) Ь. Будем считать, что в исследуемой машине обе обмотки пространственно сдвинуты на 90 эл. град и имеют равные числа витков, обмоточные коэффициенты, числа пазов, в которых они расположены, и, кроме того, их полные сопротивления также равны между собой, В воздушном зазоре такой машины создается круговое вращающееся поле, если к фазам а и b подведена симметричная двухфазная си-, стема напряжений L и Vb = -jUa.

Такое же поле будет создаваться и в том случае, если эффективные числа витков фаз а и b (wjt и ffitjfeob - произведения чисел витков на обмоточные коэффициенты) различны, но к ним подводятся напряжения i/ и - jkU, где

. Если привести фазу b к фазе а, то на-

до принять, что к ней подведено напряжение и ток в ней равен fe/j,. Мы при этом будем счи-



4, lt;

gt;а


Рис. 3-93. Пусковые схемы однофазного асинхронного двигателя с активным (я), индуктивным (б) и емкостным (в) сопротивлениями во вспомогательной фазе.



тать, что сопротивления фаз а и b связаны соотношениями: г,(,= и = .

Если к обмоткам подведены несимметрич-ГУ

ные напряжения t/ и , то, как и в случае

трехфазной машины, следует обратиться к методу симметричных составляющих. В применении к двухфазной системе основные уравнения этого метода имеют следующий вид: для напряжений (рис. 3-94)

Оа = и, + й,; = - /(/, + iU, (3-218) для токов

/ =/,-Ь/,: ki,-ji,+il (3-219)

где U{, -iO, и /,; -/7, - напряжения и токи прямой последовательности, а 0, jU и /j; j/г - напряжения и токи обратной последовательности.

Из (3-218) и (3-219) следует:

Можем считать, так же как для трехфазной машины, что системы напряжений (/,;-/(/, и Ui, id действуют независимо одна от другой.

Примем, что ротор вращается в сторону вращения поля, соответствующего напряжениям (/, и - yt/ тогда по отношению к этим напряжениям двухфазная асинхронная машина будет работать двигателем со скольжением s, а по отношению к напряжениям 0 и /i/j она будет работать тормозом со скольжением 2-s.

Если обозначить через и Z, полные

сопротивления машииы соответственно при скольжениях s и 2 - s, то можно написать:

получается из двухфазного путем отключения от сети фазы Ь:

(3-221)

Рассмотрим теперь уравнения для токов и напряжений однофазного двигателя, который


Рис. 3-94 Симметричные составляющие двухфазной системы напряжений (при k-\).

и = A + h = 2/.;

u = Ua = u, + u, = i,z +

+ / raquo;Z2 = A(2 +Z,);

(3-222)

Приведенные уравнения показывают, что для данного двигателя может быть начерчена схема замещения, не отличающаяся от схемы замещения однофазного двигателя, полученного из трехфазного путем отключения от сети

одной его фазы (см. рис. 3-90, где вместо;-г

/ V -5

надо взять 0). Следовательно, здесь также можно считать, что однофазный двигатель аналогичен агрегату, состоящему из двух механически соединенных одинаковых двухфазных мащин с последовательно включенными статорными обмотками, создающими поля, вращающиеся в разные стороны (см. рис. 3-91, где надо заменить трехфазные обмотки дв\х-

фазными и вместо у у- взять U).

Очевидно, что исследование однофазного двигателя при его работе и в этом случае может производиться при помощи схемы замещения или круговой диаграммы соответствующего симметричного двухфазного двигателя.

Отметим, что если обмотка однофазного двигателя (главная его обмотка занимает не две трети окружности статора, как в рассмотренном ранее случае, в кривой ее н. с. будут иметь место высшие гармонические порядка, кратного трем. Они повышают потери в машине и могут вызвать вибрации и шум при ее работе. Однако в обычных случаях их амплитуды невелики, и мы будем считать, что поле токов машины распределено в воздушном зазоре вдоль окружности синусоидально.

Исследуем пуск двигателя. При этом обратимся к рассмотренной в предыдущем двухфазной мащине. Ее фаза а непосредственно приключена к сети и используется как главная обмотка, а фаза Ь используется как вспомогательная обмотка; она может быть приключена к сети через активное, индуктивное или емкостное сопротивление (рис. 3-93).

Обозначим в общем случае через Z внешнее сопротивление, включенное в фазу Ь. В соответствии с обозначениями рис. 3-93 напишем:

й==й;и + и = -й. (3-223)

Отсюда следует:

0 + Ub + U==(y,U + t,Z). (3-224)

Учитывая (3-218) и (3-219), из (3-224) полу-

чим:

и = -

- jk ф, - и,) - / -г- (/, - /,) Z

или, подставляя (3-221),

\ /и, и,\

L=/(t/.- /.)-f/(2--;jz.



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