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

кронного преобразователя частоты. Обмотка статора преобразователя (П) приключается к первичной сети нормальной частоты /ь а его обмотка ро--ора через посредство контактных колец и щеток - ко вторичной сети частоты 2- Приводной двигатель (Д) также приключается к первичной сети.

Для повышения частоты {f2 gt;fi) ротор преобразователя приводится во вращение против поля. Тогда э. д. с. 2,4=5nJ2, наведенная в его обмотке, будет иметь частоту f2 = Snf\ gt;f\, так как при вращении против поля скольжение преобразователя Sn gt;l.

Полная электрическая мощность Ра2 цепи ротора при s gt;l складывается из мощности Рэм, перенесенной вра-иающимся полем со статора на ротор, и мощности Рг, полученной в результате преобразования механической мощности, подведенной к преобразователю со стороны двигателя.

В соответствии с известными соотношениями [см. (3-69) и (3-70а)] можем написать:

и =

(3-241)

Если двигатель имеет пар полюсов, а преобразователь пар полюсов, то скольжение преобразователя

л, + Пг Рп+ Рд

(3-242)

где rt,-скорбеть вращения поля преобразователя; laquo;2 - скорость вращения его ротора (скольжением двигателя пренебрегаем). Допустим, что в машинах нет потерь. Тогда будем иметь (рис. 3-103) Р2~ (мощности вторичной сети); Р, = Р (мощности преобразователя) и Р\ = Рд (МОЩНОСТИ двигателя). Соотно-щения между указанными мощностями получим, подставив (3-242) в (3-241):

Рд п .. п Ри

Ри =

- -Р и Р., = -li-р.

Рп +J gt;д Рп+ Рд

(3-243)

Если преобразователь служит, например, для преобразования тока частоты fi = 50zii в ток частоты fj =

10 п. с. Сергеев.

= 150 гц, то его скольжение s = = /2 j=3, что согласно (3-242) можно получить при /7д = 1 и /7р, =: 2; тогда по (3-243) Рп = 0,ЗЗР и Рд=0,67Р.

Действительные мощности, потребляемые преобразователем и двигателем из первичной сети, будут из-за потерь больше примерно на 25-35% для преобразователей небольшой мощности (о-30 ква при со5ф2=0,8 0,75). Следует также учитывать, что через вал к преобразователю подводится только активная мощность, тогда как реактивная мощность для вторичной сети и для самого преобразователя подводится через его статор.

К недостаткам асинхронного преобразователя частоты следует отнести довольно большое падение напряжения Uz на его вторичных зажимах при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке (до 10-30% при cos ф2= 1-ь0,7). Регулирование U2 здесь возможно путем изменения Ui на первичных зажимах, что на практике применяется очень редко.

В большинстве случаев нагрузку преобразователя со вторичной стороны составляют асинхронные двигатели. Тогда при переходе этих двигателей от работы вхолостую к работе с нагрузкой изменение U2 будет небольшим в соответствии с небольшим изменением потребляемой ими реактивной мощности.

При изготовлении асинхронных преобразователей частоты могут быть использованы части нормальных (серийных) асинхронных двигателей с контактными кольцами. Однако при этом следует иметь в виду, что частота перемагничивания ротора велика (/2=Sn/i)- Поэтому необходимо существенно снизить значения индукции в его зубцах и ярме.

Для преобразователя можем написать следующие уравнения напряжений и токов:

f/,=-,+/a(r,+/- laquo;a); laquo;П2 = i2 (г2 + 1X2 п) + /;(Р+Д5п)=

= /2(г;+/л2 5п) + бГ ;




Рис. 3-104. Векторная диаграмма асинхронного преобразователя частоты.

где и, R и А --приведенные к обмотке статора вторичное напряжение п сопротивления нагрузки преобразователя. Этим уравнениям соответствует диаграмма преобразователя, работающего с нагрузкой, представленная на рис. 3-104.

3-26. Поворотные автотрансформаторы

Поворотным автотрансформатором будем называть асинхронную мащину, работающую с заторможенным ротором в качестве автотрансформатора и позволяющую путем поворота ротора регулировать напряжение на ее вторичных зажимах.

В трехфазном поворотном автотрансформаторе на роторе помещается трехфазная обмотка с выведенными концами в виде гибких проводников, соединенных с обмоткой статора и позволяющих поворачивать ротор на углы в пределах от О до 180 эл. град. Обычная его схема приведена на рис. 3-105. Обмотка ротора здесь служит первичной обмоткой. Она соединена в звезду (может быть соединена и треугольником). Обмотка статора служит добавочной обмоткой. На ее вторичных зажимах получается регулируемое напряжение \/ 3 Са-

Можно также в качестве первичной обмотки использовать обмотку стато-

ра, а в качестве добавочной - обмотку ротора. Тогда от последней должно быть выведено щесть гибких проводников.

Иногда на практике в качестве трехфазного поворотного автотрансформатора используется машина с контактными кольцами, предназначенная для работы двигателем. В этом случае обычно приходится заменять обмотки ротора и статора другими обмотками с числами витков (на, фазу), соответствующими напряжению Ui и заданным пределам регулирования напряжения U2-

При холостом ходе поворотного автотрансформатора ток будет проходить только по обмотке ротора, которая создает при этом вращающееся магнитное поле. Это поле будет наводить в обмотках э. д. с. , и Ё. Э1лектродвижущая сила обмотки ротора будет почти полностью уравновешивать напряжение U(Uj; - Ё,). Электродвижущая сила Ёг обмотки статора будет складываться с напряжением /,; следовательно, вторичное напряжение C\ = U-Ё. Поворачивая ротор по вращению или против вращения поля, мы будем изменять взаимное расположение осей обмоточных фаз статора и ротора и, следовательно, фазу э. д. с. Ё относительно фазы напряжения U. В соответствии с этим, как показано на рис. 3-106, будет изменяться напряжение от Ц акс-+ + до Ц -fj. При нагрузке напряжение U, будет несколько отличаться от соответствующего напряжения при холостом ходе вследствие падений напряжения в обмотках статора и ротора.

Поворотный автотрансформатор в отношении охлаждения работает в более тяжелых условиях, чем асин-

Применяются также названия laquo;индукционный регулятор raquo; и иногда совершенно устаревшее laquo;потенциал-регулятор raquo;.


фазА/ обмотки апатора

Рис. 3-105. Схема трехфазного поворотного автотрансформатора.



хронный двигатель. Небольшие поворотные автотрансформаторы выполняются с воздушным охлаждением. При большой мощности иногда применяется масляное охлаждение, так же как для масляных трансформаторов.

Для поворота ротора обычно используется червячная передача, причем она должна быть механически достаточно прочной, так как вращающий момент, действующий на ротор при нагрузке поворотного автотрансформатора, достигает больших значений.

Трехфазные поворотные автотрансформаторы применяются в лабораториях, в схемах авто.матики и иногда для регулирования напряжения в распределительных сетях.

На практике находят себе применение также однофазные поворотные автотрансформато-р ы. Обычная схема такого автотрансформатора представлена на рис. 3-107. Здесь однофазная обмотка ротора / является первичной обмоткой; обмотка статора 2- добавочной обмоткой. При отсутствии тока в обмотке статора (холостой ход) н. с. создается только обмоткой ротора /. Ее можно заменить по отношению к оси обмотки статора двумя н. с: продольной Fi cos а и поперечной f i sin а, где а - угол между осями обмоток 1 и 2. Очевидно, что в обмотке статора будет наводиться э. д. с. полем, созданным только продолыой н. с. ficosa. Эта э. д. с, следовательно, может быть принята равной 2 cos а. При а = 0 получается максимальная э. д. с. 2, при а =

. гмаке



гмии

Рис. 3-106. Диаграмма напряжений трехфазного поворотного автотрансформатора, работающего вхолостую, при различных положениях ротора относительно статора.

Рис. 3-107. Схема однофазного поворотного автотрансформатора.

= 90 ЭЛ. град она равна нулю, при дальнейшем увеличении а сверх 90 эл. град э. д. с. меняет фазу и при 180 эл. град становится равной -Яг-Поэтому при холостом ходе Uz = U\ + -b 2C0sa; предельные значения: ViMuKcVi+Ez и 62мин = 1- 2. При нагрузке одновременно с возрастанием тока в статорной обмотке будет возрастать ток в обмотке ротора /, чтобы результирующая и. с, действующая по оси обмотки /, создавала поле, необходимое для получения в этой обмотке э. д. с. Ей почти равной U\{,(j\~-E\). Для компенсации н. с 2 sin а на роторе должна быть помещена короткозамкнутая обмотка;-, ось которой перпендикулярна к ОСИ обмотки /. При отсутствии рбмоткй 5 и. с. 2 sin а вызвала бы сильное поле, которое обусловило бы болЬШбё индуктивное падение напряжения в обмотке 2.

Здесь также возможно первичную обмотку поместить на статоре, а добавочную - на роторе. В этом случае короткозамкнутая обмотка для компенсации поперечной н. с. ротора помещается на статоре; ось ее должна быть сдвинута на 90 эл. град относительно оси обмотки статора.

Однофазные поворотные автотрансформаторы на практике применяются сравнительно редко и выполняются обычно на небольшие мощности. *

3-27. Поворотные трансформаторы

Асинхронная машина при заторможенном роторе может быть использована в качестве преобразователя т\-



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