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

11сточнику однофазного тока; его обмотка синхронизации Сд соединяется с обмоткой синхронизации второго сельсина, который здесь работает в трансформаторном режиме как сельсин-трансформатор (СТ). Его обмотка является первичной обмоткой, а обмотка статора В,- вторичной (выходной) обмоткой. Она через усилитель (У) соединяется с исполнительным двигателем (ИД), который работает на некоторую нагрузку. В то же время исполнительный двигатель через редуктор связан с валом СТ. Рабочий процесс элементов схемы протекает следующим образом.

При включенной обмотке Вд в фазах обмотки Сд наводятся э. д. с, которые создают токи в обеих обмотках синхронизации Сд н С . Токи в обмотке Ср вызовут пульсирующую п. сПри показанном на рис. 3-117 положении роторных обмоток сельсинов относительно их статорных обмоток ось н. с. в сельсине СТ будет сдвинута на 90 deg; по отношению к оси об-TiiOTKH Bfj и, следовательно, в этой -обмотке никакой э. д. с. не возникнет. Если теперь повернуть ротор сельсина СД на некоторый угол б, то токи в фазах обмоток Сд и C,j изменяются и ось н. с. обмотки Ср также повернется на угол д. При этом на за-:жимах обмотки Bp возникнет напряжение, зависящее от угла 6. Оно не-110средственно воздействует на усилитель У, выход которого соединен с исполнительным двигателем ИД. Двигатель ИД приводит в действие нагрузку и одновременно поворачивает ротор СТ в такое положение, при котором ось н. с. его обмотки Ср сно ва будет сдвинута на 90 deg; относительно оси обмотки Bp. Таким образом, нагрузочный механизм будет повторять повороты или вращение ротора СД. Исполнительный механизм и датчик СД не нуждаются в .механической свя-



Рис. 3-117. Схема соединения при трансформаторном режиме работы сельсина СТ.

Рис. 3-118. Схема управления дифференциальным сельсином-приемником ДС при помощи двух обычных сельсинов-датчиков Ду и Д.

ЗИ и могут быть расположены ;на большо.м расстоянии один от другого, причем линия связи Л здесь не требует больших затрат, так как передаваемая ею мощность (в соответствии с мощностью СД и СТ) весьма мала.

Если необходимо осуществить управление нз двух пунктов, применяется дифференциальный сельсин. В отличие от ранее рассмотренных сельсинов он имеет на роторе и на статоре трехфазные обмотки и используется обычйо в качестве приемника, а в качестве датчиков для него служат два однофазных сельсина (рис. 3-118). Работа дифференциального сельсина протекает следующим образом.

Предположим, что ротор датчика D, совершил поворот по часовой стрелке на угол 6,. При этом ось н. с. обмотки С, и создаваемого ею потока Ф также повернется на угол 6 но против часовой стрелки. Поворачивая ротор датчика Dj по часовой стрелке на угол 6г, получим поворот оси н. с. обмотки С2 и создаваемого ею потока на тот же угол Oj, но также против часовой стрелки. Создается вращающий момент, действующий таким образом, чтобы магнитные потоки Ф, и Ф совпали по направлению. Следовательно, ротор дифференциального сельсина должен повернуться на угол 6г - О,. Если ротор датчика Dj повернут на угол 6 против часовой стрелки, то ротор дифференциального сельсина поворачивается на угол, равный сумме углов 6, 6j.

3-30. Переходные процессы в асинхронных машинах

Изменение режима работы асинхронной машины связано с переходными процессами, которыми сопро-



всждается переход от одного установившегося режима ее работы к другому. Они характеризуются возникновением уравнительных токов и магнитных полей, постепенно затухающих до пулевых значений.

Переходные процессы в асинхронной машине значительно сложнее, чем в трансформаторе, так как одна из ее обмоток вращается относительно другой, при этом уравнительные токи и поля создают переменные вращающие моменты, которые воздействуют на ротор машины и вызывают изменение его скорости вращения. Они обычно исследуются приближенно при ряде допущений.

Мы здесь ограничимся только качественным рассмотрением некоторых переходных процессов в асинхронных машинах и приведем значения характеризующих их токов и моментов.

Рассмотрим процессы при включении. Обратимся сначала к короткозамкнутому двигателю. При его включении на установившийся пусковой ток будет накладываться свободный ток, который приближенно можно считать апериодическим, быстро затухающим до нуля. Свободный ток будет наибольа1им в одной из фаз Ьбмотки статора. В момент включения при наиболее неблагоприятном случае он равен амплитуденачального установившегося тока )/2/нач. Спустя приблизительно полпериода, он складывается с установившимся пусковым током. Тогда максимальное мгновенное значение тока в фазе обмотки статора получается примерно равным:

Так как у малых машин затухание свободного тока происходит значительно быстрее из-за относительно больших активных сопротивлений обмоток, то для тих /макс имсст меньшсе значение.

\ Прн включении двигателей с контактными кольцами их обмотка ротора замкнута, как правило, на большое

пусковое сопротивление. Поэтому здесь не получается больших бросков тока. Если же двигатель включается при разомкнутой обмотке ротора, то

возникают процессы, аналогичные процессам при включении трансформато-

ра, имеющего разомкнутую вторичную обмотку ( sect; 2-20,а). Магнитный поток, сцепляющийся, с одной из фаз обмотки статора, в самом неблагоприятном случае может быть равен, спустя примерно полпериода после включения, 1.8-1,9 его номинального значения. При этом, учитывая насыщение стальных участков магнитной цепи, получим наибольший мгновенный ток в данной фазе, превышающий амплитуду номинального тока в 2-2,5 раза.

Следует также отметить, что после включения короткозамкнутого двигателя в нем наряду с установившимся пусковым моментом возникают переменные переходные моменты, которые, накладываясь на первый, могут значительно повысить результирующий момент в начальный период пуска. Они возникают из-за наличия уравнительных токов в обмотках и вызванных ими магнитных полей. Наибольший результирующий момент получа,-ется, примерно, спустя (0,6-5-0,8) периода после включения, и может быть больше установившегося начального момента в 3-4 раза.

Процессы при выключении двигателей также заслуживаю: внимания. В этом случае магнитная энергия, запасенная главным образом в воздушном зазоре, после быстрого отключения двигателя делается свободной и может вызвать в обмотках повышенные напряжения. Если роторная обмотка при выключении двигателя разомкнута, то магнитное поле быстро исчезает. Магнитная энергия переходит в тепловую в искровых промежутках между расходящимися контактами выключателя. Вследствие быстрого изменения потокосцеплений обмогок в них могут возникнуть опасные перенапряжения, особенно в случае мощных двигателей. Поэтому не следует двигатель с контактными кольцами выключать при разомкнутой обмотке ротора. Пусковой реостат, следовательно, должен выполняться так, чтобы роторная цепь не могла быть разомкнутой. При выключении короткозамкнутых двигателей магнитное поле исчезает относительно медленно, так как оно будет поддержи-заться наведенными им токами в роторной обмотке. Перенапряжения лдесь практически не возникают.




При коротком замыкании асинхронного двигателя также возникают переходные процессы, при которых получаются большие то-,ки в обмотках и большие вращающие моменты. Здесь под коротким замыканием двигателя понимается случай, когда произошло внезапное короткое замыкание в сети, от которой двигатель получает питание. Наибольший мгновенный ток, получающийся в одной из фаз статора спустя приблизительно полпериода после короткого замыкания, достигает значения, в 1,2- 1,35 раза превышающего значение амплитуды установившегося начального пускового тока. Возникающий при этом наибольший вращающий момент будет тормозящим, т. е. направленным против вращения ротора. Он примерно равен 2,3-2,7 Мнач.

Приведенные значения вращающих моментов, действующих на ротор и статор в начальные периоды переходных процессов, необходимо учитывать при конструировании двигателей. Момент, действующий на вал двигателя, зависит от отношения внешнего махового момента (GD) рабочей машины к маховому моменту ротора двигателя. Он тем больше, чем больше это отношение.

3-31. Мощность машины, ее потери, скорость вращения и размеры

Размеры машины, так же как и трансформатора, зависят от мощности

Р = Е1. (3-244)

Для э. д. с. мы можем написать:

= шФ = ш55, (3-245)

где W - число витков фазы; Ф - магнитный поток; - индукция в сечении какого-либо участка магнитной цепи. Для тока можем написать;

(3-246)

где Д - плотность тока в проводнике, имеющем сечение . Подставляя (3-245) и (3-246) в (3-244), получим:

(3-247)

или, обозначая общее сечение меди всех витков через S-ws,

(3-248)

Обратимся к ряду геометрически подобных машин возрастающей мощности, имеющих одинаковые индукции Вс и плотности тока Д. Под гео.метри-чески подобными машинами понимаются машины, соответственные размеры которых находятся в одном и то.м же отношении, так же как для j геометрически подобных трансформа- торов ( sect; 2-22). Для таких машин по- ; лчим те же соотношения между их мощностью, весом, стоимостью и потерями, что и для трансформаторов [см. (2-199), (2-200), (2-201)].

Нами рассматривался ряд геометрически подобных машин возрастающей мощности при п9стоянной скорости их вращения п (об/мин); для них .мы можем, следовательно, принять что вращающий момент М пропорционален мощности:

МР~1\ (3-249)

Если рассматривать те же машины с различны.ми скоростя.ми вращения, то их мощность пропорциональна Мл, т. е.

РМп~1*п. (3-250)

Последнее соотношение показывает, что при одинаковых геометрических размерах и электромагнитных нагрузках Sc и А мощность машины пропорциональна скорости вращения. Следовательно, машины имеют тем меньшие размеры и стоимость, чем больше их скорость вращения (в известных пределах, так как нужно считаться с .механической прочностью вращающихся частей машины).

Полученные соотношения на практике оправдываются лишь с некотб-ры.м приближением. Для машин ог них приходится еще больше отступать, чем для трансфор.маторов. Однако они дают правильную общую ориентировку при определении зависимости мощности и потерь машины от ее размеров и скоростп вращения.

Связь между главными размерами электрической машины, ее мощностью, скоростью вращения и основными электромагнитными нагрузками может быть установлена на основе приведенных далее соотношений.




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