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
Последнее равенство получается из (3-236) й (3-238), так как
Угол ф - угол между током и напряжением симметричного двухфазного двигателя, имеющего при данной нагрузке круговое поле.
Из (3-238) следует, что при изменении нагрузки должны изменяться п k л С, чтобы вргщаюпхееся поле оставалось круговым. Практически это е может быть выполнено. Поэтому конденсаторный двигатель обычно рассчитывается таким образом, чтобы получалась симметричная система напряжений или при номинальной нагрузке Рн, илн при 0,75Рн.
Коэффициент мощности cos ф двухфазных двигателей прн Р =100-н600 для указанных нагрузок составляет примерно: созфг - raquo;0,62-0,73. В этом случае для конденсаторного двигателя будем иметь:
==(1,4-:- 1,6)С;; cosfl, kQ,9~ 1,2.
Так как при симметрии напряжений обе обмотки потребляют одинаковую мощность, то ток в главной фазе
2(;vicosy. (3-240)
и во вспомогательной фазе = IJk.
Если подставить (3-240) в (3-239), то найдем емкость конденсатора в зависимости от мощности н напряжения двигателя:
Р cos у,
2.2.t/,6=-sin у,
(3-239а)
Если сюда подставить значения cos у, и обычные значения к. п. д. для указанных двигателей (7) =s 0,62 0,73), то прн = 50гч получим-
с (2 100 2 3 00) I мкф\, (3-2396)
где Р-в ваттах nU - в вольтах.
Начальный пусковой момент конденсаторного двигателя с емкостью, рассчитанной по 3-2396), составляет в обычных случаях 0,2-0,4 номинального момента
д) Однофазные дтгателй с экранирошннылш полюсами
Однофазные двигатели с экранированными полюсами получили в последние годы широкое распространение. Они обычно выполняются на малые мощности (0,5-30 вт) и применяются ъ тех случаях, где не требуется боль-luofi начальный вращающий момент.
По устройству они являются одними из наиболее простых электродвига- телей (рис. 3-97): их статорная (главная) обмотка состоит из катушек, надетых на полюсы; ротор имеет корот-козамкнутую обмотку в виде клетки. Для создания пускового момента на
Ри;. 3-97. Однофазный двигатель с экранированными полюсами. / н 2 -обмотки статора и ротора; /С -короткозамкнутый виток; /Я-магнитный шунт.
статоре помещается вспомогательная обмотка в виде короткозамкнутых витков, охватывающих части полюсов.
Магнитные потоки под этими частями оказываются сдвинутыми по фазе (во времени) и в пространстве относительно потоков под основными частями полюсов, вследствие чего под полюсами возникают бегущие магнитные поля, которые, взаимодействуя с наведенными ими в обмотке ротора токами, создают пусковой вращающий момент.
Направление вращения двигателя указано на рис. 3-97. Оно будет таким же, как направление вращения поля в зазоре от основной части полюса к его экранированной части.
Двигатели имеют относительно низкие значения Л1нач, Мм и к. п. д. Некоторое улучшение их пусковых и рабочих характеристик удается получить путем применения магнитных шунтов, которые выполняются из стальных пластинок и помещаются между полюсными наконечниками (рис. 3-97).
3-23. Асинхронные исполнительные двигатели
Для осуществления автоматического управления, регулирования или контроля во многих случаях требуется преобразование laquo;электрического сигнала raquo; в механическое вращение. При этом применяются исполнительные двигатели, в качестве которых часто используются асинхронные двигатели г двумя обмотками на статоре и коррт-козамкнутым ротором. Обмотки в пазах статора размещаются так же, как
АС...
Рис. 3-1
Схемы включения асинхронных исполнительных двигателей.
В однофазном двигателе, имеющем главную и вспомогательную фазы.
Обычные схемы включения асинхронных исполнительных двигателей приведены на рис. 3-98. Здесь одна из фаз статора называется обмоткой возбуждения (В), а другая фаза - обмоткой управления (У). Такие схемы позволяют пускать в ход и останавливать двигатель и регулировать его скорость вращения путем изменения напряжения Uy на обмотке управления; при этом обмотка возбуждения остается приключенной к сети.
В отличие от обычных асинхронных двигателей к исполнительным асинхронным двигателям предъявляется ряд особых требований:
1) отсутствие laquo;самохода raquo; (вращения двигателя после снятия сигнала управления);
2) изменение скорости врашения двигателя в широких пределах при изменении напряжения управления Uy по величине и фазе;
3) устойчивость работы при всех скоростях вращения;
4) большой начальный пусковой момент;
5) линейность регулировочных и механических характеристик;
6) малая мощность управления;
7) быстродействие.
Под самоходом двигателя понимается его вращение после снятия сигнала (напряжения) с обмотки управления. Такого вращения (самохода) не должно быть. Двигатель должен быстро останавливаться после отключения обмотки управления. В противном случае он перестает быть управляемым. Для устранения самохода двигателя необходимо, чтобы обмотка
его ротора имела большое активное сопротивление.
Обратимся к рис. 3-99, где показаны кривые моментов однофазного двигателя (включена только одна обмотка В): от прямого поля М\ от обратного поля М и результирующего М; здесь же показана кривая момента Mg двухфазного двигателя (включены обе обмотки В и У). Из рис. 3-99,а следует, что при отключении обмотки У работа двигателя переходит с кривой Mg на кривую М и двигатель будет продолжать вращаться в направлении вращения прямого поля, если момент М равен тормозяще.му моменту на его валу. Следовательно, в этом случае имеем самоход двигателя. Кривые тех же моментов двигателя, обмотка ротора которого имеет большое активное сопротивление, показаны на рис. 3-99,6. Из этого рисунка следует, что здесь самохода не будет, так как при отключении;обмотки Ура-бота двигателя переходит с кривой (при скольжении ротора относительно прямого поля inp lt;l) на кривую М и двигатель быстро тормозится.
Активное сопротивление роторной обмотки выбирается таким образом.
Рис. 3-99. Кривые моментов двигателя при различных активных сопротивлениях роторной обмотки.
о -при .малом сопротивлении; б -при большом сопротивлении.
4 /2 6
Рис. 3-100. Двигатель с немагнитным полым ротором.
/-внешний статор: 2 -внутренний статор: 5 -полый ротэр; 4 - Корпус; 5 - подшипниковые щиты: 6 - обмотки: 7 - вал.
чтобы критическое скольжение двигателя в однофазном режиме было больше единицы; обычно Sk = 24.
Большое сопротивление обмотки ротора исполнительного двигателя в то же время обеспечивает его устойчивую работу при широких пределах изменения напряжения на обмотке управления.
Линейность регулировочных характеристик ln=f{Uy) при Alg=const] и механических характеристик [n = f(Mg) при L/y = const] также в значительной степени обеспечивается при большом активном сопротивлении обмотки ротора; при этом под линейностью характеристик здесь понимается их приближение к пропорциональным зависимостям. I
Из схем включения асинхронных псполнитель.ных двигателей следует предпочесть (гхему на рис. 3-98,6, так как при этой схеме вследствие компенсации индуктивного сопротивления обмотки У емкостью заметно снижается мощность управления и в то же время возрастает начальный пусковой момент .
Быстродействие двигателя будет определяться практически только моментом инерции его вращающихся частей, так как электромагнитные процессы зДесь затухают весьма быстро из-за относительно больших активных српротивлений его обмоток. Наиболь-
Ю. С. Ч е ч е т. Электрические микромашины автоматических устройств, Госэнергоиздат, 1957.
Рис. 3-101. Схемы включения обмоток статора.
а -раздельная: б -мостовая.
шее быстродействие имеет двигатель с немагнитным полым ротором.
Асинхронный исполнитель-пый двигатель с немагнитным полым ротором наиболее часто применяется как исполнительный двигатель переменного тока в различных схемах автоматических устройств. Мощность его колеблется от десятых долей ватта до нескольких сотен ватт при скорости вращения от 1 500 до 30 ООО об/мин.
Конструкция двигателя представлена на рис. 3-100, и схемы включения его обмоток - на рис. 3-101*.
Внешний статор / собирается из тонких лакированных листов электротехнической стали толщиной 0,2 0,5 мм (при частоте тока соответственно 500-50 гц). В пазах статора помещаются обмотки 6 - возбуждения и управления. Они могут быть выполнены или в виде двух отдельных обмоток, изолированных одна от другой, или в виде обмоток, соединенных по мостовой схеме (рис. 3-101). Последняя схема применяется сравнительно редко, несмотря на то, что электрические потери здесь будут меньше, чем при двух раздельных обмотках. К недостаткам ее следует отнести электрическую связь между цепями возбуждения и управления и увеличенное число проводников для обмоток из-за наличия параллельных ветвей.
Внутренний статор 2 также собирается из лакированных листов электротехнической стали и служит для уменьшения магнитного сопротивления
* Ф. М. Ю ф е р о в. Электрические двигатели автоматических устройств, Госэнергоиздат, 1959.
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 |