Asünkroonse mootori mehaaniliste omaduste analüüs. Mootori mehaanilised omadused. Asünkroonse mootori töörežiimid

3. loeng

Asünkroonseid mootoreid kasutatakse tööstuses laialdaselt tänu mitmetele olulistele eelistele muud tüüpi mootorite ees. Asünkroonse mootori töö on lihtne ja töökindel, kuna sellel puudub kollektor; asünkroonmootorid on odavamad ja palju kergemad kui alalisvoolumootorid.

Asünkroonmootori mehaaniliste omaduste võrrandi tuletamiseks võite kasutada joonisel fig. 3.1, kui aktsepteeritakse järgmisi nimetusi:

Uf - primaarfaasi pinge; I 1 - staatori faasivool; I / 2 - rootori vähendatud vool; X 1 ja X "2 - primaarsed ja sekundaarsed vähendatud lekke reaktantsid; Ro ja X 0 - magnetiseeriva vooluahela aktiivne ja reaktiivne takistus; s \u003d\u003d (w 0 - w) / w 0 - mootori libisemine; w 0 \u003d 2pn 0/60 - mootori sünkroonne nurkkiirus; w 0 \u003d 2 pf 1 / p; R1 ja R / 2 - primaarne ja sekundaarne vähendatud aktiivtakistus; f 1 - võrgu sagedus; r - pooluste paaride arv.

Joonis: 3.1 Asünkroonmootori lihtsustatud samaväärne vooluahel.

Vastavalt antud samaväärsele vooluringile saab sekundaarse voolu avaldise

(2.1)

Asünkroonse mootori pöördemomendi saab määrata kaodude avaldise põhjal Mw 0 s \u003d 3 (I / 2) 2 R / 2, kust

(2.2)

Asendades praeguse I / 2 väärtuse punktis 2.1, saame:

(2.3)

Hetke kõver M \u003d f (s) on kaks maksimumit: üks generaatori režiimis, teine \u200b\u200bmootoris 1.

Võrdsustamine dM / ds \u003d 0, määrame kriitilise libisemise Sg väärtuse, mille juures mootor arendab maksimaalset (kriitilist) pöördemomenti

(2.4)

Rootoriringi märkimisväärsete takistuste korral võib maksimaalne pöördemoment olla vastupidises pidurdusrežiimis.

Asendades Sk väärtuse punktis (3.3), leiame avaldise maksimaalseks hetkeks

(2.5)

“+” Märk võrdustes (2.4) ja (2.5) viitab mootori režiimile (või vastupidisele pidurdamisele), märk “-” - generaatori töörežiimile paralleelselt vooluvõrguga (w\u003e w 0 korral)

Kui avaldis (2.3) jagatakse (2.5) -ga ja tehakse vastavad teisendused,

Joonis: 3.2 Asünkroonse mootori mehaanilised omadused.

siis saad:

(2.6)

kus Mk - mootori maksimaalne pöördemoment; S K - kriitiline libisemine, mis vastab maksimaalsele momendile; ja\u003d R1 / R / 2 .

Siinkohal tuleb rõhutada praktika jaoks väga olulist asjaolu - võrgupinge muutuste mõju asünkroonmootori mehaanilistele omadustele. Nagu nähtub punktist 3.3, on antud libisemise korral mootori pöördemoment proportsionaalne pinge ruuduga; seetõttu on seda tüüpi mootor võrgu pinge kõikumiste suhtes tundlik.

Kriitiline libisemine ja ideaalne tühikäigukiirus ei sõltu pingest.

Joonisel fig. 3.2 näitab asünkroonmootori mehaanilisi omadusi. Selle iseloomulikud punktid:

1) s \u003d 0; М \u003d 0, samal ajal kui mootori kiirus on võrdne sünkroonsega;

2) s \u003d s HOM; M \u003d M nom, mis vastab nimikiirusele ja nimipöördemomendile;

3) s \u003d\u003d sk; M == M max - maksimaalne pöördemoment mootori režiimis;

Esialgne algushetk;

5) s \u003d - s K; M \u003d M K.G. - maksimaalne pöördemoment generaatori töörežiimis paralleelselt võrguga.

Kui s\u003e 1,0, töötab mootor pöörlemisvastases pidurdusrežiimis, s< 0 имеет место генераторный режим работы параллельно с сетью.

Tuleb rõhutada, et mootori ja generaatori režiimides paralleelselt elektrivõrguga on S k absoluutväärtused samad

Kuid punktist (2.6) järeldub, et mootori ja generaatori režiimide maksimaalsed momendid on erinevad. Generaatori töörežiimis võrguga paralleelselt on maksimaalne pöördemoment absoluutväärtuses suurem, mis tuleneb suhtest

Kui jätame võrrandi (2.6) staatori aktiivse takistuse tähelepanuta, siis saame arvutamiseks mugavama valemi:

(2.7)

Asendades avaldises (2.7) M ja s praeguste väärtuste asemel nende nimiväärtused ja tähistades maksimaalse pöördemomendi M K / M NOM paljusust läbi l, saame:

Viimases avaldises tuleks märk enne "+" võtta juur.

Valemi (2.6) analüüs näitab, et s\u003e s k (karakteristiku mittetöötav osa) korral saadakse hüperboolivõrrand, kui sellisel juhul jäetakse tähelepanuta valemi (3.6) nimetaja teised terminid, s.t.

See karakteristiku osa vastab praktiliselt ainult käivitamis- ja pidurdusrežiimidele.

Väikeste libisemisväärtuste (s< s k) для M \u003d f (s) saame sirgjoone võrrandi, kui jätame nimetaja (3.6) esimese termini tähelepanuta:

See karakteristiku lineaarne osa on selle tööosa, millel mootor töötab tavaliselt stabiilses olekus. Tunnuse samas osas on punktid, mis vastavad mootori nimiandmetele: M NOM, I NOM, n NOM, s NOM.

Staatiline kiiruse langus (diferentsiaal) suhtelistes ühikutes asünkroonmootori looduslikele mehaanilistele omadustele nimipöördemomendil määratakse selle nimilibisemise järgi.

Hinnatud libisemine sõltub rootori takistusest. Väikseimat nominaalset libisemist sama võimsuse ja pooluste arvuga omavad tavaliselt normaalse konstruktsiooniga oravapuurimootorid. Nendes mootorites on rootori takistuse konstruktsiooniliste omaduste tõttu suhteliselt väike väärtus, mis viib kriitilise libisemise s k (3.4) ja nimilibisuse s NOM väärtuste vähenemiseni. Samadel põhjustel väheneb mootori võimsuse suurenemisega selle nimilibisemine ja loodusliku karakteristiku jäikus suureneb. Viimast illustreerib joonisel fig. 11, ehitatud erineva võimsusega mootorite keskmiste andmete põhjal.

Maksimaalne hetk, nagu nähtub punktist (3.5), ei sõltu rootori R 2 aktiivsest takistusest , kriitiline libisemine vastavalt punktile 3.4 suureneb rootori takistuse suurenemisega. Selle tagajärjel nihkub haavatud rootoriga mootorite puhul, kui rootorid vooluahela sisse tõmmatakse takistid, pöördemomendi kõvera maksimum libisemise suunas.

Faasirootoriga mootori looduslike ja reostaatiliste omaduste loomiseks vajaliku takistuse R2 väärtus määratakse avaldise järgi

kus E 2k, I 2NOM - statsionaarse rootori ja rootori nimivooluga liinipinge.

Joonisel fig. 12 näitab reostaadi omaduste perekonda mootori režiimis koordinaattelgedel Mja co rootori vooluahela takistuse erinevate väärtuste jaoks. Tuntud lähenduse korral võib reostaadi omadusi nende tööosas pidada lineaarseteks. See võimaldab asünkroonmootori rootorahelasse kuuluvate takistite takistuste arvutamisel kasutada sarnaseid meetodeid

Joonis: 11. Nominaalse joonise kõver. 12 Looduslik ja reostaatiline mehaaniline

faasidega asünkroonse mootori asünkroonsete omaduste libisemine

erineva võimsusega mootorid. rootor

sõltumatu ergastusega alalisvoolumootori armatuuri vooluahela takistuse arvutamiseks. Takisti takistuse määramisel lisatakse mõningane ebatäpsus põhjusel, et asünkroonse mootori karakteristikut graafiku jaotises M \u003d 0 kuni maksimaalse pöördemomendini käivitamisel peetakse lineaarseks.

Täpsem meetod on siis, kui omadused sirgendatakse väiksemal alal. Maksimaalse pöördemomendi l \u003d M KD korrutis. / M nom peab olema faasrootoriga mootorite puhul vähemalt 1,8 ja oravapöördrootoriga mootorite puhul vähemalt 1,7. Kraanamootoreid eristab maksimaalse pöördemomendi suurem arvukus. Näiteks mootorite puhul, millel on MTK seeria oravapöördega l \u003d 2,3 - 3,4.

Nimetatud seeria haavrotoriga mootoritel on ligikaudu samad väärtused l .

Oravapöördrootoriga mootorite puhul on algkäivitusmomendi ja algkäivitusvoolu mitmekordsus elektriajami seisukohalt märkimisväärse tähtsusega.

Joonisel fig. 13 on näidatud ümmarguste piludega tavalise oravapuuriga rootori mootori looduslikud omadused. Need omadused näitavad, et oravapuurmootoril, mis tarbib võrgust väga suurt voolu, on suhteliselt

Joonis: 13. Tunnused \u003d \u003d f (M) ja u \u003d\u003d D (/) ümmarguste piludega oravapuuriga induktsioonmootori jaoks.

madal algkäivitusmoment. Mootorite algkäivitusmomendi arv

ja kraanamootorite jaoks

Algvoolu paljusus

Mootori pöördemomendi ja staatori voolu vahelise proportsionaalsuse puudumine käivitamise ajal (joonis 13) on seletatav nii mootori magnetvoo olulise vähenemisega kui ka sekundaarse vooluahela võimsusteguri vähenemisega käivitamisel.

Asünkroonmootori, nagu iga elektrimasina, hetk on proportsionaalne magnetvoo Ф ja sekundaarvoolu aktiivse komponendiga

(2.8)

Suureneva libisemise korral kasvab rootori EMF E 2 \u003d E 2K s , rootori vool I / 2 suureneb vastavalt punktile 3.1, asümptootiliselt kaldudes teatud piirväärtuseni, ja cos y 2 väheneb s suurenemisega (töösektsioonis on karakteristik väga väike), asümptootiliselt kaldudes nullini s ® ¥. Samuti ei jää mootori voog konstantseks, väheneb voolu suurenemisega staatori mähise takistuste pingelanguse tõttu. Kõik see määrab voolu ja mootori pöördemomendi proportsionaalsuse puudumise.

Spetsiaalse konstruktsiooniga oravapuurimootoreid kasutatakse algkäivitusmomendi suurendamiseks ja käivitusvoolu vähendamiseks. Elektrimootorite rootoritel on kaks kontsentrilist puuri ehk sügav ja pikkade ning kitsaste varrastega puur. Nende mootorite rootoritakistus käivitamisel

Joonis: 14. Oravapuurrootoriga asünkroonse mootori mehaanilised omadused, mis sukelduvad madalate nurkkiiruste korral.

periood on nominaalsel pöörlemiskiirusel oluliselt pikem, kuna pinnaefekt on põhjustatud rootori voolu suurenenud sagedusest suure libisemise korral. Seetõttu suureneb sügava soone või topeltrootoriga mähisega mootoritele üleminekul oluliselt algmomendi arv (cos y 2 voog suureneb) ja käivitusvoolu arv väheneb. Tõsi, sel juhul vähendatakse võimsustegurit ja efektiivsust mõnevõrra, mis vastab nimikoormusele.

Tuleb märkida, et oravapuururiga mootorite puhul ei ole algmoment praktiliselt alati mootori režiimi piirkonnas kõige väiksem pöördemomendi väärtus. Nagu näha jooniselt fig. 14 on orava puuriga rootoriga mootori mehaaniline omadus madalate nurkkiiruste korral mõnikord langenud, mis on põhjustatud hambaväljade kõrgemate harmooniliste mõjude mõjul. Seda asjaolu tuleks arvestada mootori käivitamisel koormuse all.

Haavatud rootoriga mootorites suureneb algkäivitusmoment, kui takisti takistus suureneb teadaolevate piirideni (joonis 12), ja takistus suureneb käivitusvool. Esialgse pöördemomendi saab viia maksimaalse pöördemomendini. Rootoriahela takistuse edasise suurenemisega kompenseerib cos y 2 suurenemine rootori voolu vähenemist ja algmoment väheneb.

Mehaanilised omadused

asünkroonne mootor pidurdusrežiimides

Paragrahvis 3.7 käsitleti mootorirežiimis töötava asünkroonse masina mehaanilisi omadusi. Kuid asünkroonmootor võib töötada ka pidurdusrežiimides: võrku energia ülekandmisel pidurdamisel, opositsiooniga pidurdamisel ja dünaamilise pidurdamise ajal.

1. Pidurdamine energia tagasivooluga võrku (generaatori töörežiim

Joonis: 15. Asünkroonse mootori mehaanilised omadused erinevate töörežiimide jaoks.

võrguga paralleelselt) võimalik sünkroonsest kiirusel. Asünkroonmootori mehaanilised omadused koordinaatides M ja w) on näidatud joonisel fig. 15. 1. ruut sisaldab rootori vooluahela kolme erineva takistuse mootorirežiimi omaduste jaotisi. Kui mootori pöörlemiskiirus läheneb tühikäigule või sünkroonsele pöörlemiskiirusele, läheneb mootori pöördemoment nullile.

Nurkekiiruse edasise suurenemisega välise pöördemomendi mõjul, kui w\u003e w 0, töötab mootor võrguga paralleelselt generaatori režiimis, millele see võib anda elektrienergiat, tarbides samal ajal ergutuseks reaktiivvõimsust. Võrgu energia ülekandega pidurdamine vastab 2. kvadrandi ülemises osas paiknevatele karakteristikute sektsioonidele. Selles režiimis, nagu nähtub punktist 3.5, on maksimaalne pöördemoment suurema tähtsusega kui mootori pöördemomendil. Energiavõrku tagasipöörduvat pidurdusrežiimi kasutatakse praktiliselt poolamootorite jaoks, samuti tõstemasinate (tõstukid, ekskavaatorid jms) ajamiteks ja mõnel muul juhul.

2. Pidurdamine opositsiooni abil on palju praktilisem rakendus. Vastupidise pidurdusrežiimi, samuti alalisvoolumootori puhul saab koormuse Ms pöördemomendiga > M P (joonis 15). Voolu piiramiseks ja vastava pöördemomendi saamiseks on haavatud rootoriga mootori kasutamisel vaja lisada selle rootorahelasse täiendav takisti. Näiteks punkt - w UST, MC karakteristikul (joonis 15) vastab püsiseisundile opositsiooniga pidurdamisel.

Rp 1 mehaaniline omadus vastupiduriga pidurdusrežiimis ja М С \u003d\u003d const ei taga stabiilset tööd. Opositsioonipidurduse saab ka staatori mähise kahe faasi vahetamise teel, mis viib magnetvälja pöörlemissuuna muutumiseni (üleminek punktist JA täpselt IN joonisel fig. kuusteist). Sellisel juhul pöörleb rootor välja liikumise suuna vastu ja aeglustub järk-järgult. Kui nurkkiirus langeb nulli (punkt C joonisel 16), tuleb mootor vooluvõrgust lahti ühendada, vastasel juhul võib see minna tagasi mootorirežiimi ja selle rootor pöörleb eelmisega (punkt D) vastupidises suunas.

3. Asünkroonse mootori dünaamiline pidurdamine see viiakse tavaliselt läbi staatori mähise sisselülitamisega alalisvõrku; seejärel suletakse rootori mähis välistakistite vastu. Mootorirežiimist dünaamilise pidurdusrežiimi lülitamiseks pöörduge kontaktori K1 poole (Joonis 17) lahutab staatori vahelduvvooluvõrgust ja K2 kontaktor ühendab staatori mähise alalisvooluvõrguga. Rootori vooluahelas on välised takistid, et piirata voolu ja saada erinevaid pidurdusomadusi.

Staatori mähisest läbides moodustab alalisvool statsionaarse välja, mille peamine laine annab induktsiooni sinusoidjaotuse. Pöörlevas rootoris tekib vahelduvvool, luues oma välja, mis

ka staatori suhtes statsionaarselt. Kogu magnetvoo ja rootori voolu vastasmõju tagajärjel tekib pidurdusmoment, mis sõltub staatori MDF-st, rootori takistusest ja mootori nurkkiirusest. Selle režiimi mehaanilised omadused on toodud 2. kvadrandi alumises osas (vt joonis 15). Need läbivad alguspunkti, kuna kui nurkkiirus on , on ka pidurdusmoment selles režiimis null. Maksimaalne pöördemoment on proportsionaalne staatorile rakendatud pinge 1 ruuduga ja suureneb pinge suurenedes. Kriitiline libisemine sõltub

Joonis 16. Mehaanilised omadused Joon. 17 Ühendusskeem

Mootori mehaanilised omadused nimetatakse rootori kiiruse sõltuvuseks võlli momendist n \u003d f (M2). Kuna koormuse korral on tühikäigu moment väike, siis M2 ≈ M ja mehaanilist omadust tähistab sõltuvus n \u003d f (M). Kui arvestada suhet s \u003d (n1 - n) / n1, siis mehaanilise karakteristiku saab, esitades selle graafilise sõltuvuse koordinaatides n ja M (joonis 1).

Joonis: 1. Asünkroonse mootori mehaanilised omadused

Asünkroonse mootori loomulik mehaaniline omadus vastab selle kaasamise peamisele (passi) skeemile ja toitepinge nimiparameetritele. Kunstlikud omadusedsaadakse, kui on lisatud täiendavaid elemente: takistid, reaktorid, kondensaatorid. Kui mootor on varustatud nimipingega, erinevad omadused ka looduslikest mehaanilistest omadustest.

Mehaanilised omadused on väga mugav ja kasulik vahend elektriajamite staatiliste ja dünaamiliste režiimide analüüsimiseks.

Mehaaniliste omaduste põhipunktid: kriitiline libisemine ja sagedus, suurim pöördemoment, algmoment, nimipöördemoment.

Mehaaniline omadus on pöördemomendi sõltuvus libisemisest või teisisõnu pöörete arvust:

Alates väljendusest võib näha, et see sõltuvus on väga keeruline, kuna nagu valemid näitavad)
ja , slip on lisatud ka väljenditesse Mina 2 ja cos? 2... Asünkroonmootori mehaanilised omadused antakse tavaliselt graafiliselt

Tunnuse lähtepunkt vastab n \u003d 0 ja s \u003d 1: see on mootori käivitamise esimene hetk. Käivitusmoment M n on mootori jõudluse väga oluline omadus. Kui a M n on väike, väiksem kui nimipöördemoment, saab mootorit käivitada ainult koormuseta või vastavalt vähendatud mehaanilise koormusega.

Tähistagem sümboliga Mp reaktsiooni (pidurdamise) pöördemoment, mille tekitab võlli mehaaniline koormus, mille juures mootor käivitub. Mootori käivitamise võimaluse ilmne tingimus on: M n > Mp ... Kui see tingimus on täidetud, hakkab mootori rootor liikuma, selle pöörete arv n suureneb ja libiseb s vähenemine. Nagu ülaltoodud pildilt näha, suureneb mootori pöördemoment alates M n maksimaalselt M m vastab kriitilisele libisemisele s kp, seega üleliigne mootori võimsus, mis on määratud hetkede erinevusega M ja Mp .

Mida suurem on erinevus mootori pöördemomendi vahel (võimalik antud libisemise korral piki tööomadust) M ja vastanduvad Mp , seda lihtsam on käivitusrežiim ja seda kiiremini saavutab mootor püsikiiruse.

Nagu näitab mehaaniline omadus, teatud pöörete arvul (kiirusel s = s kp) saavutatud mootori pöördemoment saavutab antud mootori jaoks maksimaalse võimaliku (antud pinge korral) U ) väärtused M t ... Lisaks suurendab mootor jätkuvalt pöörlemiskiirust, kuid selle olemasolev pöördemoment väheneb kiiresti. Mõne väärtuse jaoks n ja s mootori pöördemoment muutub võrdseks vastumomendiga: mootori käivitamine lõpeb, selle pöörete arv seatakse väärtusele, mis vastab suhtele:

See suhe on kohustuslik kõigi mootori koormusrežiimide jaoks, see tähendab kõigi väärtuste puhul Mp mootori maksimaalset pöördemomenti ületada M t ... Nendes piirides kohandub mootor automaatselt kõigi koormuse kõikumistega: kui mootori töötamise ajal selle mehaaniline koormus suureneb, korraks M np mootori poolt arendatav pöördemoment on suurem. Mootori pöörlemiskiirus hakkab vähenema ja pöördemoment suureneb.

Pöörlemiskiirus kehtestatakse uuel tasemel, mis vastab võrdsusele M ja Mp ... Kui koormus väheneb, muutub uuele laadimisrežiimile üleminekuprotsess vastupidiseks.

Kui koormuse hetk Mp ületab M t , seiskub mootor koheselt, kuna mootori pöördemoment väheneb kiiruse edasise vähenemisega.

Seega mootori maksimaalne pöördemoment M t nimetatakse ka ümberminekuks või kriitiliseks hetkeks.

Kui hetkevalemis asendaja:

saame:

Esimese tuletise võtmine M ja võrdsustades selle nulliga leiame, et pöördemomendi maksimaalne väärtus toimub tingimusel:

see tähendab sellise slaidiga s = s kp , mille juures rootori aktiivtakistus on võrdne induktiivtakistusega

Väärtused s kp enamik asünkroonseid mootoreid jääb vahemikku 10–25%.

Kui aktiivtakistuse asemel ülalpool kirjutatud pöördemomendi valemis r 2 asendada induktiivne valemiga

Asünkroonmootori maksimaalne pöördemoment on proportsionaalne magnetvoo ruuduga (ja seega ka pinge ruuduga) ning pöördvõrdeline rootori mähise lekkeinduktsiooniga.

Mootorile tarnitava konstantse pinge korral on selle voog F jääb praktiliselt muutumatuks.

Samuti on rootori vooluahela lekkeinduktsioon praktiliselt konstantne. Seetõttu rootori vooluahela aktiivse takistuse muutmisel pöördemomendi maksimaalne väärtus M t ei muutu, vaid toimub erinevate libisemiste korral (rootori aktiivse takistuse suurenemisega - suurte libisemisväärtuste korral).

Ilmselt määratakse mootori maksimaalne võimalik koormus selle väärtuse järgi M t ... Mootori karakteristiku tööosa asub kitsas pöörete vahemikus alates nvastav M t , enne. Millal n = n 1 (tunnuse lõpp-punkt) M \u003d 0, kuna rootori sünkroonkiirusel s \u003d 0 ja I 2 = 0.

Nimipöördemoment, mis määrab mootori nimivõimsuse, võetakse tavaliselt võrdseks 0,4–0,6 M t ... Seega võimaldavad asünkroonmootorid lühiajalisi ülekoormusi 2 - 2,5 korda.

Asünkroonmootori töörežiimi iseloomustav peamine parameeter on libisemine s - mootori rootori pöörlemiskiiruse n ja selle välja n suhteline erinevus umbes: s \u003d (n o - n) / n o.

Mehaaniliste omaduste pindala, mis vastab 0 ≤ s ≤ 1, on mootorirežiimide pindala ja s jaoks< s кр работа двигателя устойчива, при s > s cr - ebastabiilne. Sest s< 0 и s > 1 on mootori pöördemoment suunatud selle rootori pöörlemissuuna vastu (vastavalt regeneratiivpidurdus ja vastupidine pidurdamine).

Mootori mehaaniliste omaduste stabiilset osa kirjeldatakse sageli Klossi valemiga, asendades nominaalse režiimi parameetrid, millesse saab kriitilise libisemise s cr määrata:

,

kus: λ \u003d M kp / M n - mootori ülekoormusvõime.

Teatmiku või kataloogi andmetele vastavaid mehaanilisi omadusi saab ligikaudselt konstrueerida nelja punktiga (joonis 7.1):

Punkt 1 - ideaalne tühikäik, n \u003d n o \u003d 60 f / p, M \u003d 0, kus: p on mootori magnetvälja pooluste paaride arv;

Punkt 2 - nominaalne, režiim: n \u003d n n, M \u003d M n \u003d 9550 P n / n n, kus P n on mootori nimivõimsus kilovattides;

Punkt 3 - kriitiline režiim: n \u003d n cr, M \u003d M cr \u003d λ M n;

Punkt 4 - stardirežiim: n \u003d 0, M \u003d M algus \u003d β M n.

Analüüsides mootori tööd koormusvahemikus kuni M n ja veidi rohkem, saab mehaanilise karakteristiku stabiilset lõiku ligikaudselt kirjeldada sirgjoone n \u003d n 0 - bM võrrandiga, kus koefitsient “c” on hõlpsasti määratav, asendades võrrandisse nominaalse režiimi n n ja M n parameetrid.

Staatori mähise disain. Ühe- ja kahekihilised silmusmähised.

Mähiste kujunduse järgi on mähised jagatud pehmete mähistega lahtisteks mähisteks ja kõvade või poolmähistega mähisteks. Pehmed mähised on valmistatud ümmargusest isoleeritud traadist. Nõutava kuju saamiseks keritakse need eelnevalt mallidele ja asetatakse seejärel isoleeritud trapetsikujulistesse soontesse (vt joonis 3.4, aastal, rja 3.5, aastal); mähise paigaldamise käigus on paigaldatud faasist faasi isoleerivad vahetükid. Seejärel tugevdatakse rullid pilude või kiiludega piludesse, annavad neile lõpliku kuju (moodustavad esiosad), siduvad mähist ja immutavad seda. Kogu lahtiste mähiste valmistamise protsessi saab täielikult mehhaniseerida.

Jäigad poolid (poolmähised) on valmistatud ristkülikukujulisest isoleeritud traadist. Lõplik kuju antakse neile enne soonte asetamist; samal ajal rakendatakse neile kere ja faasist isolatsiooni. Seejärel asetatakse mähised eelnevalt isoleeritud avatud või poolavatud piludesse , tugevdada ja immutada.

1. Ühekihilised mähised - kõige sobivam mehhaniseeritud paigaldamiseks, kuna sel juhul peab mähis olema kontsentriline ja mahtuma mähise mõlemal küljel asuvatesse staatori piludesse korraga. Kuid nende kasutamine suurendab mähistraadi tarbimist esiosade märkimisväärse pikkuse tõttu. Lisaks ei ole sellistes mähistes võimalik sammu lühendada, mis viib magnetvälja kuju halvenemiseni õhulõhes, lisakadude suurenemiseni, mehaaniliste omaduste languste esinemiseni ja müra suurenemiseni. Kuid oma lihtsuse ja madala hinna tõttu kasutatakse selliseid mähiseid laialdaselt asünkroonsetes mootorites, mille võimsus on kuni 10-15 kW.

2. Kahekihilised mähised- võimaldavad mähise sammu lühendada mis tahes arvu hambajaotustega, parandades seeläbi mähise tekitatud magnetvälja kuju ja summutades EMF kõvera kõrgemad harmoonilised. Lisaks saadakse kahekihiliste mähistega otsakinnituste lihtsam kuju, mis lihtsustab mähiste valmistamist. Selliseid mähiseid kasutatakse mootorite puhul, mille mootorid on üle 100 kW, käsitsi paigaldatud jäikade mähistega.

Staatori mähised. Ühe- ja kahekihilised lainemähised

Staatori südamiku soontesse pannakse mitmefaasiline mähis, mis on ühendatud vahelduvvooluvõrguga. Mitmefaasilised sümmeetrilised mähised faaside arvuga thõlmama tfaasimähised, mis on ühendatud tähe või hulknurga all. Niisiis, näiteks kolmefaasilise staatori mähise korral faaside arv t \u003d3 ja mähised võivad olla ühendatud tähe või deltaga. Faasimähised nihutatakse omavahel 360 ° nurga all t rahe; kolmefaasilise mähise korral on see nurk 120 °.

Faasimähised on valmistatud eraldi rullidest, mis on ühendatud järjestikku, paralleelselt või järjestikku. Sel juhul all mähistermin "staator" tähendab mitu staatorimähise järjestikku ühendatud pööret, mis on paigutatud samadesse soontesse ja millel on soone seinte suhtes ühine isolatsioon. Omakorda mähisvaadeldakse kahte aktiivset (s.t staatori südamikus endas asuvat) juhti, mis on paigutatud kahesse pilusse külgnevate vastaspooluste alla ja ühendatud üksteisega järjestikku. Juhte, mis asuvad väljaspool staatori südamikku ja ühendavad aktiivjuhtmeid üksteisega, nimetatakse mähise otsteks. Piludesse asetatud mähiste sirgeid osi nimetatakse poolide külgedeks või pilu osadeks.

Staatori pilud, millesse mähised asetatakse, moodustavad staatori siseküljele nn hambad. Nimetatakse staatori südamiku kahe külgneva hamba keskpunktide vaheline kaugus, mõõdetuna piki selle õhupilu poole jäävat pinda hammaste jaguneminevõi pesa jagamine.

Mitmekihilised silindrikujulised mähised (joonis 3) on keritud ümmargusest traadist ja koosnevad mitmekihilistest ketimähistest, mis paiknevad piki südamikku. Radiaalkanaleid võib jahutamiseks jätta poolide vahele (läbi iga mähise või läbi kahe või kolme mähise). Selliseid mähiseid kasutatakse kõrgepinge poolel, kui S st ≤ 335 kV × A, Mina st ≤ 45 A ja U ln ≤ 35 kV.

Ühekihilised ja kahekihilised silindrilised mähised (joonis 4) on keritud ühest või mitmest (kuni neljast) paralleelsest ristkülikukujulisest juhist ja neid kasutatakse S st ≤ 200 kV × A, Mina st ≤ 800 A ja U ln ≤ 6 kV.

Asünkroonse elektrimootori tööd on mugav analüüsida selle mehaaniliste omaduste põhjal, mis on graafiliselt väljendatud kuju sõltuvus p = f(M). Nendel juhtudel kasutatakse kiiruse karakteristikuid väga harva, kuna asünkroonse elektrimootori puhul on kiiruse karakteristik pöörete arvu sõltuvus rootori voolust, mille määramisel tuleb kokku puutuda mitmete raskustega, eriti orava puuriga rootoriga asünkroonsete elektrimootorite puhul.

Asünkroonsete mootorite, samuti alalisvoolumootorite puhul eristatakse loomulikke ja kunstlikke mehaanilisi omadusi. Asünkroonne elektrimootor töötab looduslikel mehaanilistel omadustel, kui selle staatori mähis on ühendatud kolmefaasilise vooluvõrguga, mille pinge ja sagedus vastavad nimiväärtustele, ja kui rootori vooluahelasse ei kuulu täiendavad takistused.

Joonisel fig. 42-le anti sõltuvus M = f(s), mis muudab mehaaniliste omaduste saavutamise lihtsaks n = f(M ), kuna vastavalt avaldisele (82) sõltub rootori kiirus libisemisväärtusest.

Valemi (81) asendamine avaldisesse (91) ja saadud võrrandi lahendamine p 2 saame järgmise induktsioonmootori mehaaniliste omaduste võrrandi

Liige r 1 s selle väiksuse tõttu välja jäetud. Sellele võrrandile vastavad mehaanilised omadused on näidatud joonisel fig. 44.

Võrrand (95) on praktiliste konstruktsioonide jaoks ebamugav, seetõttu kasutatakse praktikas tavaliselt lihtsustatud võrrandeid. Niisiis, kui elektrimootor töötab looduslikul omadusel, mille pöördemoment ei ületa 1,5 selle nimiväärtust, ei ületa libisemine tavaliselt 0,1. Seetõttu võime joonisel Eqn (95) viidatud juhtumi puhul jätta selle termini tähelepanuta x 2 s 2 /kr’ 2 · M , mille tulemusena saame järgmise lihtsustatud võrrandi:

mis on abstsissteljele kaldus sirge võrrand.

Kuigi võrrand (97) on ligikaudne, näitavad kogemused seda, kui pöördemoment muutub M \u003d 0 kuni M=1,5M n asünkroonmootorite omadused on tõepoolest sirged ja võrrand (97) annab tulemused, mis on eksperimentaalsete andmetega hästi kooskõlas.

Kui rootori ahelasse sisestatakse täiendavad takistused, on iseloomulik p = f(M) praktiliseks otstarbeks piisava täpsusega võib pidada pöördemomendi määratud piirides sirgjooneliseks ja ehitada see vastavalt võrrandile (97).

Seega on asünkroonse elektrimootori mehaanilised omadused vahemikus M\u003d 0 kuni M = 1,5 M n rootorahela erinevatel takistustel esindavad sirgjoonte perekonda, mis lõikuvad ühes punktis, mis vastab sünkroonsele pöörete arvule (joonis 45). Nagu näitab võrrand (97), määratakse iga karakteristiku kalle abstsissteljele rootori vooluahela aktiivse takistuse väärtuse järgi r’ 2 ... Ilmselt, mida suurem on rootori igasse faasi sisestatud takistus, seda rohkem on karakteristik abstsisstelje suhtes kaldu.

Nagu näidatud, tavaliselt praktikas ei kasutata asünkroonsete elektrimootorite kiirusnäitajaid. Algus- ja reguleerimistakistuste arvutamiseks kasutatakse võrrandit (97). Loodusliku tunnuse ehitamist saab teostada kahes punktis - sünkroonsel kiirusel n­ 1 = 60f /r nulli pöördemomendil ja nimipöördemomendil pöördemomendil.

Tuleb meeles pidada, et asünkroonsete elektrimootorite puhul sõltub pöördemomendi sõltuvus rootori voolust Mina 2 on keerulisem kui pöördemomendi sõltuvus armatuuri voolust

alalisvoolumootorid. Seetõttu ei ole asünkroonmootori pöörlemiskiirus identne mehaaniliste omadustega. Iseloomulik p = f(Mina 2 ) on joonisel fig. 46. \u200b\u200bOn ka omadus n = f (Mina 1 ).

Föderaalne haridusamet

Riiklik kõrgkool

Petrozavodski Riiklik Ülikool

Kola haru

"Kõrgepinge elektrotehnika ja elektrotehnika" osakond

Distsipliin "_Elektromehaanika_"

Seade asünkroonmasin.

Test

õpilane __2___ kursus

(Grupp AVEE - / 06 / 3.5)

kirjavahetusosakond

Füüsika ja energeetikateaduskond

eriala: 140201 - "Kõrgepinge elektrotehnika ja elektrotehnika"

Vakhovski Vladimir Aleksandrovitš

õpetaja -

prof., dots. tehnik. teadused A.I. Rakajev

Apatiit

Asünkroonse mootori (AM) mehaanilised omadused.

1. Sissejuhatus.

2. Asünkroonsed masinad.

3. Asünkroonse mootori mehaaniliste omaduste võrrand.

4. Asünkroonse mootori mehaaniliste omaduste lineariseerimine.

5. Asünkroonsete mootorite mehaanilised omadused sümmeetrilistes režiimides

8. Seade asünkroonmasin.

9. ToimimispõhimõteAsünkroonsed masinad.

10... Viidete loetelu

Asünkroonse mootori (AM) mehaanilised omadused.

1. Sissejuhatus.

Toiteallikaid kasutatakse laialdaselt tööstuses, transpordis, ehitustööstuses ja teistes rahvamajanduse sektorites. Nende valdav levik on tingitud: vahelduvvoolu masina suurest töökindlusest kollektori puudumise tõttu, püsiajamite juhtimise lihtsusest, kuna enamik neist on otseselt võrku ühendatud, elektrimasinate madal hind ning lihtsad nõuded nende hooldus- ja käitamisreeglitele.

Sõltuvalt kasutatava mootori tüübist ei eristata mitte ainult vahelduvvoolu- ja alalisvooluajamid, vaid ka asünkroonseid, sünkroonseid, astmelisi ja muud tüüpi ajameid. Siiski ei tohiks arvata, et vahelduvvooluajateid saab alalisvooluajamite asemel kasutada kõikjal ja igal pool. Iga ajamitüübi jaoks on välja töötatud paljulubavad kasutusalad. Pealegi on raske üheselt ja kindlasti eelnevalt loetleda kõiki tegureid, mis määravad ajami voolutüübi valiku. Koos traditsiooniliste asünkroon- ja sünkroonmasinatel põhinevate ajamitega on viimastel aastakümnetel kasutatud universaal- ja astmemootorite, kahesöötmeliste mootorite ning elektromagnetilise kiiruse vähendamisega vahelduvvoolu ajameid.

2. Asünkroonsed masinad.

Asünkroonse masina tööpõhimõte selle kõige üldisemal kujul on järgmine: üks masinaelementidest - staatorit kasutatakse teatud kiirusel liikuva magnetvälja loomiseks ja EMF indutseeritakse teise rootori elemendi suletud juhtivates passiivsetes vooluringides, põhjustades voolude voolamist ja jõudude (momentide) moodustumist. kui nad suhtlevad magnetväljaga. Kõik need nähtused toimuvad rootori asünkroonse-asünkroonse liikumisega välja suhtes, mis andis seda tüüpi masinatele nime - asünkroonne.

Staator valmistatakse tavaliselt mitmete soontes paiknevate mähiste kujul ja rootor on "oravapuur" (oravapuurrootor) või mitme pooli kujul (faasirootor), mis on omavahel ühendatud, viidud võllil asuvatesse rõngastesse ja kasutades libisemist mööda neid saab harjad sulgeda väliste takistite või muude vooluahelate külge.

Vaatamata füüsikaliste nähtuste lihtsusele ja neid realiseerivatele konstruktsioonidele on asünkroonse masina protsesside täielik matemaatiline kirjeldus väga keeruline:

esiteks on kõik pinged, voolud, vooühendused muutuvad, s.t. mida iseloomustavad sagedus, amplituud, faas või vastavad vektorite suurused;

teiseks, liikuvad kontuurid suhtlevad omavahel, mille suhteline asend ruumis muutub;

kolmandaks on magnetvoog mittelineaarselt seotud magnetiseeriva vooluga (ilmub magnetilise vooluahela küllastus), rootori vooluahela aktiivsed takistused sõltuvad sagedusest (voolu nihke mõju), kõigi vooluahelate takistused sõltuvad temperatuurist jne.

Vaatleme asünkroonmasina lihtsamat mudelit, mis sobib asünkroonse elektriajamiga seotud põhinähtuste selgitamiseks.

Mootori mehaanilised omadused määravad täielikult elektromehaanilise süsteemi töö kvaliteedi püsiseisundis ja selle jõudluse. Need mõjutavad ka elektriajamite dünaamilisi režiime, iseloomustades liigset dünaamilist pöördemomenti, mis määrab mootori kiirenduse või aeglustuse.

3. Asünkroonse mootori mehaaniliste omaduste võrrand

Kaasaegses disainipraktikas kasutatakse programme, mis võtavad mehaaniliste omaduste arvutamisel arvesse masina magnetilise süsteemi magnetiseerumist, kuid see kaotab nende uurimisel selguse. Seetõttu leitakse kõik edasised sõltuvused siis, kui see põhieeldus on täidetud.

Võrgust mootorile tarnitud elektrienergiat kulutatakse magnetiseerimisahela kadude katmiseks lk μ , vasest staatoris lk M 1 ja selle ülejäänud osa muundatakse elektromagnetiliseks jõuks. Sellel viisil,

(4-12)

Omakorda

kus ω 0 \u003d 2π f 1 /lk - masina staatori pooluste paaride arv.

Pärast väiksemaid teisendusi leiame

(4-14)

Seega sõltuvus M = f(s) on keeruline libisemisfunktsioon. Uurime seda ekstreemumi osas, võttes tuletise

(4-15)

Avaldise (4-15) lugeja nullimisel leiame kriitilise libisemise väärtuse s K, mille juures sõltuvus M \u003df(s) on maksimaalne:

(4-16)

Füüsiliselt väheneb M kell s s K. ja s > s K on selgitatud järgmiselt. Millal s s K libisemise vähenemine on seotud mootori voolu ja pöördemomendi vähenemisega ning s > s K, kuigi mootori vool on suurenenud, ei suurene selle aktiivkomponent, mis määrab elektromagnetilise momendi, vaid väheneb, mis viib ka mootori poolt välja töötatud pöördemomendi vähenemiseni.

Positiivne märk s K vastab mootori režiimile ja negatiivne - masina generaatori režiimile.

Tuleb meeles pidada, et nagu alalisvoolumasin, suhteline suurus r 1 väheneb masina võimsuse suurenemisega ja juba 100 kW mootorite puhul on see 10-15% väärtusest x 1 + x 2 ". Seetõttu saab valemit (4-16) kasutada lihtsustatud kujul, jättes tähelepanuta r 1

kus x КЗ - induktiivne vähendatud lühise takistus.

Seda ei saa teha keskmise ja eriti väikese võimsusega masinate puhul, millel on takistus r 1 proportsionaalne x K.Z.

Valemite (4-14) ja (4-16) abil on võimalik saada erinev rekord induktsioonmootori mehaaniliste omaduste kohta, kui leiame selle kriitiliste momentide väärtused mootor M KD ja generaator M K.G töörežiimid:

(4-18)

Kriitiliste momentide suhe

(4-19)

Siin aktsepteeritakse levinumat tähistust:

(4-20)

Valem (4-19) näitab, et masina kriitilise momendi väärtus generaatorrežiimis võib olla oluliselt suurem kui mootorirežiimis (vt joonised 4-8).

Praktiliseks kasutamiseks on mugavam väljendada asünkroonmootori mehaanilisi omadusi kui valemis (4-14). Leiame selle valemite (4-14), (4-17) ja (4-20) abil:

(4-21)

Kui me unustame staatori aktiivse takistuse mõju, siis ε \u003d 0 ja valem (4-21) saab järgmise kuju (at M KD \u003d M K.G \u003d M TO):

(4-22)

Avaldise (4-22) sai esmalt M. Kloss, seetõttu nimetatakse seda Klossi valemiks.

Valemid (4-21) või (4-22) on arvutamiseks mugavamad kui (4-14), kuna need ei nõua mootori parameetrite tundmist. Sellisel juhul tehakse kõik arvutused vastavalt kataloogi andmetele. Tulenevalt asjaolust, et väärtus s K mida pole kataloogides täpsustatud, tuleb see kindlaks määrata muu teabe, näiteks masina ülekoormusvõime väärtuse põhjal M K / M HOM \u003d λ M. Seejärel saame valemist (4-21):

(4-23)

kust ruutvõrrandi lahendades leiame

kus γ \u003d λ М + (1 - λ М) ε.

Avaldises (4-24) peaksite juurte ette võtma plussmärgi, kuna teine \u200b\u200bväärtus s K on vastuolus füüsilise tähendusega.

Ligikaudse lahendi võrrandile (4-24) saab koefitsiendiga ε \u003d 0, kuid parem on määrata selle väärtus. Kõige usaldusväärsemad tulemused saadakse, kui masina parameetrite korral määratakse ε väärtus valemiga (4-20), s K - avaldisest (4-16). Haav rootoriga asünkroonmootorite puhul annavad avaldised (4-14) ja (4-21) usaldusväärsemad tulemused, kuna nendes masinates on terase küllastumise ja rootori mähistes voolu nihutamise (naha efekt) mõju vähem märgatav.

4. Asünkroonse mootori mehaaniliste omaduste lineariseerimine

Mehaanilise karakteristiku tööosas libisemisväärtus s palju vähem kriitiline s K. Seetõttu jätame võrrandis (4-21) selle termini tähelepanuta ss K -1 ja pane ε \u003d 0. Siis saame

(4-25)

Seega tähistab avaldis (4-25) mootori mehaaniliste omaduste lineariseeritud osa. Seda saab kasutada libisemismuutuste jaoks 0 s jooksul s NOM.

Joonis: 4.-5. Asünkroonmootorite lineariseeritud mehaanilised omadused

Kunstlike omaduste saamiseks piisab, kui kirjutada kaks sirgjoone võrrandit samade libisemisväärtustega s i (joonis 4-5):

kus indeksid "i" ja "e" tähistavad kunstlikke ja looduslikke omadusi, millest on lihtne leida

(4-26)

Valemi (4-26) järgi saate ehitada mis tahes mehaaniliste omaduste algosad. Sellisel juhul ei tohiks libisemine ületada kindlaksmääratud piire.

Kui kogu takistus sisestatakse rootori ahelasse R 2 NOM, siis kell s \u003d 1 voolab rootoris nimipöördemomendile vastav vool M NOM . Siis saab avaldise (4-26) kuju

Viimane avaldis võimaldab meil kirjutada kunstlike või looduslike omaduste jaoks järgmise suhte:

kus ρ P - masina rootori vooluahela impedantsi suhteline väärtus ρ P \u003d ρ 2 + ρ DOB; s - libistades vastavat mehaanilist omadust.

Tuleb meeles pidada, et R 2 = R 2 NOM nominaalne libisemisväärtus s H NOM \u003d 1 antud kunstlikul tunnusel .

5 Asünkroonsete mootorite mehaanilised omadused sümmeetrilistes režiimides

Mootori omadused staatori vooluahela toitepinge või takistuse muutmisel .

Nimetatakse asünkroonsete mootorite sümmeetrilisi töörežiime (AM), milles toitevõrk on pinge väärtuse ja faasinihke osas sümmeetriline, kõigi faaside elektriskeemidesse sisestatud aktiiv- või reaktiivtakistused on samad ja nende sisemised parameetrid on sümmeetrilised (pöörete arv faasides, pilude nurkade nihked ja muud tegurid).

Vaatame kõigepealt võrgu muudatusi. Seosest (4-9) järeldub, et vool Mina 2 "on proportsionaalne rakendatud pingega ja hetk on [vt avaldist (4-14)] selle ruudu suhtes. See võimaldab teil ehitada mootori mehaanilised omadused mis tahes pinge korral (joonised 4-6). Ilmselt kinnitab valem (4-16) kriitilise libisemise püsivust s K. Isegi siis, kui pinge langeb 0,7-ni U NOM kriitiline hetk on

Joonis: 4-6. Asünkroonmootori mehaanilised omadused erinevatel toitepingetel.

ainult 49% M K nimerežiim. Praktikas on mootori käivitamisel pinge langus suure algvoolu tõttu veelgi suurem. Kõik see toob kaasa asjaolu, et pikkade elektriliinide korral või suurte masinate puhul, mille võimsus on vastavuses trafo alajaamade võimsusega, on vaja läbi viia spetsiaalsed arvutused, mis kinnitavad AM-i normaalse käivitamise võimalust ja selle tööd vähendatud pingega.

Samadel põhjustel on elektrienergia kvaliteedi jaoks loodud spetsiaalne GOST 13109-87, mis näeb ette avariijärgse pingemuutuse tööstusvõrgus ainult ± 10% ulatuses selle nimiväärtusest.

Pingelangus on eriti ohtlik ajamite puhul, mis tuleb vastavalt töötingimustele käivitada koormuse korral (konveierite, tõsteseadmete, muundurite ja paljude muude mehhanismide ajamid). Näiteks koormuse (tühikäigul) alustamisel ei ületa konveieri staatiline hetk (0,2–0,3) M NOM. Kui konveieri ajam oli täiskoormusel töötamise ajal lahti ühendatud, siis vähendatud pingega taaskäivitamisel peab see ületama M C ≈ M NOM .

Suurte asünkroonmasinate käivitusvoolude piiramiseks või asünkroonse ajami sujuva käivitamise saavutamiseks kasutage staatori ahelas aktiivsete või induktiivtakistuste lisamist, mis väljastatakse käivitamise lõpus (joonised 4-7). Selliste vooluahelate eripära on mootori klemmide pinge sõltuvus praegusest väärtusest.

Aktiivtakistuse lisamine, kuigi see mõnevõrra suurendab ajami võimsustegurit käivitusrežiimides, kuid suurendab samal ajal energiakadusid, võrreldes "reaktori" käivitamisega.

Joonis: 4-7. Asünkroonmootori mehaanilised omadused nimi- ja alakoormusel või aktiivsel ( r DOB) ja reaktiivne ( x ADB) täiendavad takistused staatoris.

Viimastel aastakümnetel on sageli sisse- ja väljalülitamiseks kasutatud suure võimsusega mootoreid "sageduse" abil, mis on säästlikum. Sel eesmärgil on paigaldatud spetsiaalne muundur, mis sujuvalt muudab käivitamise ajal mootori toite sagedust, see tähendab ω 0 väärtust. Samal ajal väheneb pinge, mis piirab ka käivitusvoolu.

Asünkroonse mootori omadused, kui rootori vooluahelasse kuuluvad aktiivtakistused.

Faasirootoriga asünkroonseid mootoreid kasutatakse laialdaselt tõste- ja transpordi- ning metallurgiaseadmete ajamites, võimsaid mootoreid ventilaatorite, tuuletunnelite ja pumpade ajamites. Tänu aktiivtakistuste lisamisele rootorahelasse on võimalik muuta sellise AD kriitilist libisemist, selle mehaaniliste omaduste tüüpi, käivitusvoolu ja pöördemomenti.

Faasiga keritud rootormootorite kasutamine pumba- ja ventilaatorajamites võimaldab nende jõudlust ökonoomselt reguleerida, mis toob suure majandusliku efekti. Tuletame meelde, et kriitiline hetk ei sõltu rootori ahelasse sisestatud aktiivsest takistusest, valides seetõttu r ADB-l on võimalik muuta IM-i mehaanilisi omadusi nii, et ajamil oleks maksimaalne pöördemoment käivitamisel (ω \u003d 0) või isegi pöörlemisvastases režiimis s K \u003e 1 (joonis 4-8).

Suurendus r DOB viib rootori voolu aktiivse komponendi suurenemiseni Mina 2 a "\u003d Mina 2 "cosψ 2, sest

(4-30)

kus R 2 " = r 2 " + r" DOB - masina teisese vooluahela vähendatud aktiivtakistus kokku.

Samal põhjusel on faasrootorimootoritel, erinevalt oravapuurimootoritest, madalamad voolud suurte pöördemomentidega. Selliste masinate selline omadus on peamine tingimus nende valdavaks kasutamiseks raskete käivitamisrežiimidega ajamites (kraanad, metallurgiaseadmed, pöördmasinad ja muud energiamahukad mehhanismid). Tuleb meeles pidada, et ülemäärane tõus r Sünniaeg viib voolu aktiivse komponendi järsu vähenemiseni Mina 2 ". Seejärel mootori käivitamise pöördemoment M P vähem staatilist pöördemomenti alustamisel M TR . Seetõttu ei saa ajamit käivitada.

Kunstliku mehaanilise karakteristiku saab arvutada valemite (4-14) või (4-18), (4-20), (4-24) ja (4-27) abil. Faasirootoriga IM-i kunstlike omaduste arvutamise meetodit saab lihtsustada järgmiste seoste põhjal. Kirjutame avaldised hetkede võrdsete väärtuste jaoks M i looduslike ja mis tahes tehislike omaduste põhjal valemi (4-21) alusel:

Ε väärtus ei sõltu takistuse aktiivse komponendi väärtusest masina sekundaarses vooluringis, seetõttu jääb see looduslike ja kunstlike mehaaniliste omaduste jaoks muutumatuks. Seetõttu on valemi (4-31) järgi

Antud väärtusi võib pidada: kriitiline libisemine kunstlike ja looduslike omaduste suhtes s K. Ja ja s K .E ja libistage looduslikele omadustele s ei. Siis saame avaldisest (4-32)

(4-33)

Seega on lihtsustatud arvutuse aluseks mootori loomulik mehaaniline omadus. Nagu faasirootoriga masinate puhul varem mainitud, saab selle umbes avaldise (4-22) ja täpsemalt (4-21) abil. Mõned nende arvutuste jaoks vajalikud masina parameetrid on toodud kataloogides või teatmikutes ja mõned saab määrata ülaltoodud valemite abil.

Joonis: 4-8. Haavrootori mootori mehaanilised omadused

6. Asünkroonsete mootorite pidurdusrežiimid

Paljude asünkroonse masinaga ajamite pidurdusrežiimid on neile kehtestatud töökindluse ja töökindluse nõuete osas olulisemad kui käivitamisrežiimid. Sageli on vajalik täpne peatus kindlas asukohas või ajami aeglustamine määratud ajaks.

Asünkroonsete mootorite puhul kasutatakse järgmisi režiime: generaatori pidurdamine energia ülekandega võrku; vastuseis; dünaamiline pidurdamine mitmesuguste staatori ergutus süsteemidega alalisvooluga (alaldatud), kui masin töötab generaatorina, hajutades sekundaarses ahelas energiat; dünaamiline kondensaator või magnetiline pidurdus iseärritusega. Seetõttu saab staatori magnetvälja ergastamise meetodil olevad pidurdusrežiimid jagada kahte rühma: sõltumatu ergutus, mis toimub vahelduvvoolu- või alalisvooluvõrgust (regeneratiivne, vastulülitus- ja dünaamiline pidurdamine) ning isereaktsiooniga, mis viiakse läbi kondensaatoripangaga energiavahetuse tulemusena või kui mootori staator on lühis kui magnetvoo tekitab eneseinduktsiooni EMF. Definitsiooni järgi on L.P. Petrov, viimast liiki nimetatakse magnetpidurduseks.

Kõiki ülaltoodud režiime kasutatakse nii faasi- kui oravapuurijaga masinate jaoks.

Seoses võimsate pooljuhtseadmete (türistorid ja transistorid) kasutamisega on ilmunud uued skeemid asünkroonse ajami tüüpiliste pidurdusrežiimide rakendamiseks.

Pidurdustõhusust saab suurendada, kasutades selle rakendamiseks kombineeritud meetodeid. Tuleb rõhutada, et enamus kombineeritud pidurdusi on täielikult juhitavad. See suurendab veelgi nende efektiivsust.

Kõige tõhusamad on opositsioon ja kondensaatori dünaamiline pidurdamine (DCB). Viimasel meetodil on palju skeemilahendusi. Seda on soovitatav kasutada suurte vähendatud inertsimomentidega ajamite korral, näiteks kui mootori inertsmoment ületab kaks korda.

Madala inertsiga ajamite puhul saab kasutada kondensaator-magnetpidurit (KMT). Magnetiline dünaamiline pidurdus (MDT) pole vähem tõhus. Muud kombineeritud kahe- ja isegi kolmeastmelised pidurdustüübid on üksikute ajamite jaoks ratsionaalsed: vastassuunaline - dünaamiline pidurdamine (PDT), kondensaatorpidurdus ja vastassuunaline pidurdamine (KTP) jne.

Seega sõltub ABM-i pidurdamise kaasaegsete meetodite rakendamine suuresti elektriajami arendaja kogemustest ja teadmistest. Seetõttu kaalume üksikasjalikult pidurdusrežiime.

Pidurdamine energia tagasivooluga võrku... Asünkroonmootori pööratavus, nagu ka teised elektromagnetilise induktsiooni põhimõtet kasutavad masinad (Maxwelli tüüp), võimaldab tal töötada generaatori režiimis. Kui mootori võllil puudub koormus, kulutatakse võrgust tarbitud energia staatori kadude, samuti terase ja rootori mehaaniliste kadude katmiseks. Rakendades masina võllile välist pöördemomenti, mis toimib rootori pöörlemissuunas, on võimalik saavutada sünkroonne kiirus. Sellisel juhul katavad rootori kadud juba välise energiaallikaga ja staatori kadude katmiseks kulub võrgust ainult energiat. Kiiruse edasine suurenemine üle sünkroonkiiruse viib asjaolu, et asünkroonne masin läheb generaatori režiimi.

Selles režiimis töötades ristuvad staatori juhte magnetväli samas suunas ja rootori juhid - vastupidises suunas, seetõttu rootori EMF E 2 muudab märki, st. E 2 "s = (- s)E 2 " ≈ - E 2 "s. Rootori vool on vastavalt võrdne

(4-34)

Joonis: 4-13. Generaatorrežiimis töötava induktsioonmootori vektordiagramm

Avaldisest (4-34) võib näha, et kui IM lülitub generaatori režiimile, muudab suunda ainult rootori voolu aktiivne komponent, kuna võlli pöördemoment on oma suunda muutnud võrreldes mootorirežiimis aset leidnud pöördemomendiga. Seda illustreerib vektoriskeem joonisel fig. 4-13. Siin nurk φ 1\u003e π / 2, mis kinnitab voolu väljanägemise põhjuse muutust Mina 1 EMF-i kujul E 1 (mitte võrgupinge U 1 , nagu mootorirežiimis), kuigi magnetiseeriva voolu suund Mina μ jäi samaks. Märgi voolu aktiivse komponendi ümberpööramine Mina" 2 a viib asjaolu, et ka elektromagnetiline võimsus muutub negatiivseks, see tähendab, et see antakse võrgule, kuna s 0:

Sekundaarse voolu reaktiivvõimsuse märk jääb muutumatuks sõltumata masina töörežiimist, mis tuleneb avaldisest

Aktiivsete staatiliste momentide olemasolu tõttu kasutatakse pidurdamist tõsteseadmetes (joonised 4-14, a), transpordiajamites (joonised 4-14, b). Nende pidurdusrežiimide erinevus seisneb selles, et esimesel juhul (joonised 4-14, a) lülitub mootor suure koormuse langetamisel selle langetamisele (ω 3 neljandas kvadrandis | ω | jaoks \u003e | ω 0 |). Koormusmomendi piir M PÄRAST ei tohiks ületada M NOM. Kui sõiduk liigub "allamäge", hakkab transporditava koorma potentsiaalne energia liikumist soodustama ja loob mootori võllile rakendatava välise sõidumomendi. Seega on antud juhul ajami kiiruse suurenemise (ω\u003e ω 0) ja EMF-märgi muutuse tõttu E 2, mootor otse staatori mähiseid vahetamata lülitub generaatori režiimi koos energia tagasivooluga võrku (punkt 6) 2 joonisel fig. 4-14, b).

Joonis: 4-14. Aktiivse staatilise momendiga asünkroonse mootori mehaanilised omadused: a - raske koormuse langetamine; b - sõiduki töö "allamäge"

Reaktiivse staatilise pöördemomendi olemasolul võib energia taastamiseks võrku pidurdava generaatori saada asünkroonsetes mootorites, kus on pooluste arv ümber lülitatud, või ajamides, mille sageduse, sageduse-voolu ja vektorkiiruse abil reguleeritakse IM-i pöörlemiskiirust.

Esimesel juhul (joonised 4-15, a) lülitatakse masina staator väiksema arvu postide vahel suuremaks, sünkroonkiirus ω 02

Kiiruse sageduse reguleerimisega, vähendades staatori toitmise sagedust peamisest f 1 kuni f 2 f 1 ja f 3 f 2, lülitage mootor järk-järgult ühelt mehaaniliselt karakteristikult teisele (joonised 4-15, b). Ajam töötab pidurdusrežiimis, tagastades energia tagasi võrku, samal ajal kui selle tööpunkt liigub mööda teises kvadrandis asuvaid mehaaniliste omaduste sektsioone. Sujuvalt ja automaatselt muutes mootori toitmise sagedust, on võimalik saada ajami pidurdusrežiim, pidurdusmomendi väikese muutusega. Kuid sel juhul tuleb ka toitepinget teatud viisil reguleerida.

Joonis: 4-15. Induktsioonmootori mehaanilised omadused generaatori pidurdusrežiimis reaktiivse staatilise momendiga: a - pooluste arvu vahetamine; b - kiiruse sageduse reguleerimine

Vastupidav pidurdamine... Seda tüüpi pidurdamine toimub siis, kui mootori rootor pöörleb staatilise momendi mõjul staatori välja pöörlemisele vastupidises suunas. Reaktiivmomendi olemasolul on pidurdamise kestus lühike, pärast mida lülitub masin pidurdusrežiimist uuesti mootorirežiimile (joonis 4-16, a). Esialgu töötas mootor ühes punktis 1 mootori režiimis ja seejärel pärast staatori mähise kahe faasi vahetamist masina magnetvälja pöörlemissuund ja selle elektromagnetiline hetk (punkt 2 ). Ajami liikumine aeglustub punktini Umbesja seejärel pööratakse rootor ümber ja mootor kiirendab vastassuunas kuni punktis püsiva liikumiseni 3 .

Suure lisatakistusega keritud rootoriga mootorite korral on ajami täielik peatamine pidurdusmomendiga M TR (punkt 5 joonisel fig. 4-16, a).

Aktiivse pöördemomendi juuresolekul (joonised 4-16, b), kui magnetvälja pöörlemissuund muutub, nagu eelmisel juhul, muudab mootor ka töörežiimi, see tähendab vastupidist pidurdamist - teine \u200b\u200bkvadrant, mootori režiim vastupidise pöörlemissuunaga rootor - kolmas kvadrant ja uus režiim - võrku energiaväljundiga generaator - neljas kvadrant, kus püsiseisundi pikaajalise liikumise punkt asub 3 .

Aktiivse staatilise pöördemomendiga haavatud rootoriga mootorite puhul saab opositsioonirežiimi staatori faase vahetamata ainult siis, kui sisestate rootorisse suured lisatakistused (joonised 4-16, b). Siis on auto punktist liikumisrežiimis 1 tõlgib punkti 4 lisatakistuse sissetoomisega r D, ja siis muudab see oma liikumist vastavalt kunstlikule mehaanilisele tunnusele, liikudes neljandasse kvadranti. Täpp 5 vastab asünkroonse mootori pika püsiseisundi liikumisele opositsioonirežiimis.

Joonis: 4-16. Asünkroonse mootori ühendusskeem ja mehaanilised omadused: a - reaktsioonirežiimis staatilise pöördemomendiga; b - sama, aktiivse staatilise momendiga

Materjali käitlemise rakendustes kasutatakse sageli vastupidurdusrežiimi. Staatori faaside ümberlülitamist ilma lisatakistust kasutamata kasutatakse ainult oravapuuriga asünkroonsetes mootorites, kuna voolude algväärtused punktis 2 (Joonis 4-16) veidi rohkem kui algus, mis on (5-6) Mina NOM. Haavatud rootoriga mootorite puhul on sellised voolutipud üldiselt vastuvõetamatud. Vastupidiste pidurdusomaduste puuduseks on nende suur järskus ja märkimisväärsed energiakadud, mis muundatakse täielikult mootori sekundaarses ahelas hajutatud soojuseks. Mehaaniliste omaduste järsu tõttu on ajami kiiruse suured kõikumised väikeste koormuse muutustega võimalikud.

Kui hetk on teada M C, mille juures on vaja pidurdada, on libisemise väärtust selles punktis lihtne arvutada valemi (4-25) abil ja seejärel valemi (4-29) abil lisatakistuse määramiseks.

Elektrodünaamiline (dünaamiline) pidurdus. Kui ühendate IM staatori võrgust lahti, moodustab jääkmagnetiseerimise magnetvoog tühise EMF-i ja voolu rootor.

Sõltumatu ergastusega saadakse statsionaarne staatori voog, mis indutseerib pöörleva rootori mähistes EMF-i ja voolu.

Joonis: 4-17. Sünkroonmootori staatori mähiste konstantse (alaldatud) pingevõrguga ühendamise skeemid

Staatori mähiste konstantse (alaldatud) voolu ühendamiseks võrguga kasutatakse nende ühendamise erinevaid skeeme, millest mõned on näidatud joonisel fig. 4-17.

Dünaamilise pidurdusrežiimi analüüsimiseks on MDS mugavam asendada F P loodud alalisvoolu, muutuva ekvivalendi MDS abil F ~ moodustatud staatori ja rootori mähiste abil ühiselt, nagu tavalises asünkroonmootoris. Seejärel asendatakse sünkroongeneraatori režiim samaväärse induktsioonmasina režiimiga. Sellise asendamise korral tuleb järgida võrdsust: F P = F ~ .

Joonis: 4-18. Staatori mähiste alguse (H) ja otsa (K) ühendusskeemid "täheks" (a), staatori mähiste MDS-i suundade määramine (b), MDS-i geomeetriline liitmine (c)

Magnetvoo ja voolu väikeste väärtuste vastasmõju rootoris ei ole võimeline tekitama suurt elektromagnetilist momenti. Seetõttu on vaja leida võimalusi magnetvoo märkimisväärseks suurendamiseks. Seda saab teha dünaamilise pidurdamise korral masina staatori ühendamisel alalisvoolu või alaldatud pingeallikaga. Samuti saate luua mootori isereguleerimise ahela, ühendades kondensaatorid staatori mähisega. Selle tulemusena saame asünkroonse masina dünaamilise pidurdamise režiimid sõltumatu ergastuse ja enese ergastusega

DC MDS-i määramine vooluahelale joonisel fig. 4-17, a selgitab joon. 4-18.

Staatori mähise kolmefaasilise ühendusega vahelduvvooluvõrguga on vaja kindlaks määrata masina maksimaalne MDS, mis võrdub järgmisega:

(4-36)

kus Mina 1 - vahelduvvoolu efektiivväärtus; ω on ühe staatori faasi mähise pöörete arv.

Kõigepealt kaaluge staatori mähise alalisvooluallikat. Kui masina mootorirežiimis töötamisel muutub selle libisemine ja magnetivool vähe, siis dünaamilise pidurduse režiimis muutub rootori libisemine laias vahemikus. Järelikult muutub kiiruse muutumisel rootori EMF, rootori vool ja selle poolt loodud MDF, millel on oluline mõju tekkivale MDF-ile.

Joonis: 4–19. Asünkroonse masina vektordiagramm dünaamilises pidurdusrežiimis

Ilmselt on saadud staatoriks taandatud magnetiseeriv vool

Vektordiagrammi (joonised 4-19) abil kirjutame voolude jaoks järgmised seosed:

(4-37)

Võttes EMF väärtuse masina rootorisse, nagu varemgi, võrdne E 2 rootori pöörlemiskiirusel ω 0, muudel kiirustel, mis meil on

Vastavalt rootori induktiivsele reaktantsile

kus x 2 - rootori induktiivtakistus sagedusel ω 0.

Nüüd saate kirjutada masina teisese vooluahela kohta

Pärast EMF-i toomist E 2 meie poolt kasutatava primaarahela parameetritele E 1 = E 2 "ja siis

Avaldiste (4-38) asendamine valemiga (4-37) saame:

(4-39)

Võrrandi (4-39) lahendamine voolu suhtes Mina 2 ", leiame

(4-40)

Masina elektromagnetilise momendi väärtus määratakse selle sekundaarses vooluringis tekkivate kadudega, nimelt

(4-41)

Selle avaldise ekstreemsuse uurimisel on lihtne saada rootori kriitiline suhteline kiirus ν KP, mille korral on maksimaalne pöördemoment:

(4-42)

(4-43)

Valemite (4-41) - (4-43) põhjal saab vererõhu mehaaniliste omaduste kohta järgmise avaldise:

(4-44)

Väljend (4–44) sarnaneb Klossi valemiga, mis muudab selle mõistmise lihtsamaks. Vererõhu dünaamilisele pärssimisele iseloomulike valemite (4-40) - (4-44) ja füüsikaliste nähtuste analüüs võimaldab meil teha järgmised järeldused.

1. Dünaamilises pidurdusrežiimis on induktsioonmasina mehaaniliste omaduste omadused sarnased mootorirežiimi sarnaste omadustega, see tähendab, et kriitiline hetk ei sõltu sekundaarvoolu aktiivsest takistusest ja kriitiline kiirus ν KP on sama mis s KP mootorirežiimis, proportsionaalne väärtusega r 2 ".

2. Parameeter x μ ja vool Mina 1 võivad oluliselt erineda mootori režiimi sarnastest väärtustest, kuna need sõltuvad staatori magnetlülituse küllastusest.

3. Masina staatori vool mootorirežiimis on rootori libisemise funktsioon ja dünaamilise pidurdamise ajal on see pidev.

4. Dünaamilisel pidurdamisel ja rootori madalal pöörlemiskiirusel tekkiv magnetvoo suureneb, kuna see vähendab rootori reaktsiooni demagnetiseerivat mõju ja mootorirežiimis jääb see ligikaudu konstantseks.

Joonis: 4-20. Dünaamilise pidurdusega induktsioonmootori mehaanilised omadused ja rootori vooluahela välivoolu või lisatakistuste erinevad väärtused

Joonisel fig. 4-20 näitavad omadusi, millest 1 ja 2 saadakse staatori voolu kahe väärtuse juures Mina 11 I 12 ja pidev takistus r 21 ja omadused 3 ja 4 leitud samadel vooludel, kuid erinev väärtus r 22 > r 21 . Võrdluseks esitatakse mootorirežiimis töötava masina mehaanilised omadused. Kui rootori vooluahelas on võimalik takistust muuta, siis on võimalik saada ligikaudu püsiva pöördemomendiga karakteristikud ajami kiiruse laias muutuste vahemikus.

Magnetiseeriva vooluahela reaktsioon x μ määrab masina tühikäigul töötamise universaalne omadus või katseandmed. Viimasel juhul, võtmata arvesse magnetlülituse küllastust, väärtus x μ leitakse valemiga:

kus U 0 , Mina 0 - faasipinge ja -vool masina tühikäigul.

Täpsemalt sõltuvus x μ = f(Mina μ) võib leida järgmiselt. Kui asünkroonmasinale tarnitakse erineva suurusega faasipinge, mille rootor pöörleb välise mootori abil sünkroonsel kiirusel, vastab see EMF-le E 1. Seetõttu voolu mõõtmine Mina μ, on sõltuvust lihtne arvutada x μ = E 1 Mina μ -1, mis võtab arvesse masina magnetilise süsteemi küllastust. Sellisel juhul viiakse mehaaniliste omaduste ülesehitus läbi punktide. Sel juhul väärtused M KP, ν KP ja arvutage valemite (4-42) ja (4-43) abil väärtus r 2 " ja praegune Mina 1. Siis leitakse muutmise abil ν i Mina μi nullist kuni Mina 1 vastavatel väärtustel x μi, vastavalt valemile:

(4-45)

Ekspressioon (4-45) saadi pärast operatsioone valemitega (4-37) - (4-38). Valemi (4-41) abil saate arvutada mehaanilised omadused, võttes arvesse masina magnetlülituse küllastuse mõju.

Seda tüüpi pidurdamist kasutatakse reguleeritava vahelduvvooluvõrgu toitel olevates tõste- ja transpordiseadmetes ning masinate ajamites sagedusjuhtimisega ajamites.

Asünkroonmootorite kondensaatorpidurdust on viimastel aastakümnetel kasutatud masinaseadmetes. Sellise režiimi võimaluse kehtestas juba 1895. aastal M. LeBlanc, kuid 1920. ja 1940. aastatel peeti seda tüüpi pärssimist irratsionaalseks. Alles 1944. aastal oli A.T. Golovan ja I.N. Barbash näitas lubadust selle kasutamiseks. Kuid alles 50ndate lõpus, tänu L.P. Petrov, saavutati praktilisi tulemusi nii kondensaatori kui ka muud tüüpi kombineeritud pidurdamise kasutamisel. See sai võimalikuks tänu kondensaatorite maksumuse ja suuruse vähenemisele ning uute vooluahelate väljatöötamisele, mis pakuvad asünkroonmasinate intensiivset eneseerutust nende pöörlemiskiiruse laias muutuses. Praegu kasutatakse kondensaatori pidurdamise rakendamiseks erinevaid skeeme.

Joonis: 4-21. Asünkroonse masina iseärrituse sõltuvus kondensaatori pidurdamisel

Vererõhu eneseerutamise põhimõtet illustreerivad joonisel fig. 4-21. Pöörleva rootoriga masinate võrgust lahtiühendamisel ja kondensaatoripanga staatoriga ühendamisel (joonised 4-26, a) jääk-EMF-i tõttu E 0 kondensaatorid hakkavad vooluga laadima Mina μ 0 (Joonis 4-21). See vool tõstab masina EMF-i E 1 i, mis omakorda suurendab kondensaatori laadimisvoolu väärtuseni Mina μi ja siis protsess jätkuks joonisel näidatuna punktini 1 (mootori välja ühtlasel pöörlemiskiirusel), kus E 1 i \u003d E 1 ja Mina μi \u003d Mina μ .

Vastavalt samaväärsele vooluringile (joonised 4-22) EMF E 1 võrdub

kus φ \u003d f X f 0-1 ja f 0 - nimisagedus vooluahelas.

Eeldades, et enese ergastamise alguses on rootori vool võrdne nulliga ja Mina 1 ≈ Mina μ, võime leida enese ergastamise esialgse suhtelise sageduse φ NAC. Siis leiame valemist (4-46)

ja x μ , x 1 , x C - samaväärse vooluahela takistuse reaktiivsed komponendid (joonised 4-22) võrgusagedusel (50 Hz).

Joonis: 4-22. Kondensaatori ergutusega asünkroonse masina ekvivalentne vooluring

Väärtuste ignoreerimine IN ja x 1 2 võrreldes x μ 2 ja kahevõrrandi (4-47) lahendamine:

Või (4-48)

Joonis: 4-23. Asünkroonse masina kondensaatori eneseerutuse režiimi staatilised omadused F - magnetvoog; Mina 1 , Mina 2 " , Mina μ - staatori vool, rootori vool (vähendatud väärtus), vastavalt magnetiseeriv vool; φ on staatori voolu vabade võnkumiste sagedus; ω on rootori nurkkiirus; s - libisemine; M- elektromagnetiline hetk

Niisiis on asünkroonse generaatori isereguleerimisprotsessi algsagedus ligikaudu võrdne küllastumata masina võnkeringi loodusliku sagedusega. Seda illustreerivad ka joonisel fig. 4-23 (suhtelistes ühikutes). Need võimaldavad meil teha järgmised järeldused.

1. Režiimi piiravad rootori nurkkiirus väärtustega ω NAC, kus algab masina eneseergastus ja ω K, kus see protsess lõpeb, ning ω K\u003e ω 0.

2. Rootori pöörlemiskiiruse oluliste muutuste vahemikus jääb masina magnetahel küllastatuks ja voog jääb ligikaudu konstantseks (1,5–2,0) Ф NOM.

3. Rootori ja staatori voolude väärtused on palju suuremad kui nimiväärtused.

Arvestades masinas toimuvaid füüsikalisi protsesse, saab kindlaks teha järgmise. Kui rootori kiirus ületab ω NAC, suureneb staatori voolu vaba komponendi sagedus masina magnetilise süsteemi küllastumise tõttu (vt joonised 4-23) ja φ on suurem kui φ NAC. Staatori vooluvektor pöörleb päripäeva (joonis 4-24), kuid selle amplituud suureneb. Samal ajal rootori voolu suurenemine Mina 2 viib magnetvoo demagnetiseeriva komponendi ilmumiseni õhulõhes. Rootori pöörlemiskiirusel ω K muutuvad voolude reaktiivkomponendid võrdseks Mina 1 ja Mina 2 "ja masina eneseerutusprotsess peatub.

Arvestades võrdset Mina 1 ja Mina 2 "nende aktiivsete komponentide väiksuse tõttu ja väljendit (4-49) kasutades leiame:

kus φ K on staatori välja suhtelise sageduse kriitiline väärtus.

Joonis: 4–24. Asünkroonse generaatori eneseerutuse vektordiagramm

Mootori faasi samaväärne vooluahel ja selle vektordiagramm võimaldavad leida sõltuvusi elektromagnetilisest võimsusest ja pöördemomendist, viimase määravad soojuskaod masina staatoris ja rootoris. Kuid need arvutused on seotud kõigi joonisel fig. 1 näidatud sõltuvuste väga keerukate ja kohmakate arvutustega. 4-23. Seetõttu kasutame mehaaniliste omaduste arvutamiseks lihtsustatud meetodit, mille määrab järgmine suhe:

kus M 0 - algne (arvutatud) pidurdusmoment kiirusel ω 0.

Kogus M 0 saadakse katseliselt tootena M NOM kC° , kus k - koefitsient sõltuvalt konkreetse mootori tüübist. Nelja- ja kuuepooluseliste masinate puhul võib seda võtta võrdselt 0,7 ja kahepooluselise korral 0,5 C ° - kondensaatorite faasimahtuvus suhtelistes ühikutes alates C NOM. Specif INH väärtuse määramisega saate arvutada C ° valemi järgi

Kondensaatoripanga nimivõimsus (faas)

kus Mina μ NOM on masina magnetiseeriv vool staatori nimipingel (faas); ω 0 - magnetvälja sünkroonne pöörlemiskiirus võrgusagedusel 50 Hz.

Joonis: 4-25. Kondensaatorpidurdusega induktsioonmasina staatilised mehaanilised omadused: faasilise mahtuvusega PÄRAST 1 (kõver 1), mahtuvusega faasis PÄRAST 2 (kõver 2 ja 3) ning magnetiseeriva voolu erinevad väärtused Mina μ 2 " Mina μ 3

Mehaanilised omadused (joonised 4-25) näitavad, et kondensaatorite mahtuvuse suurenemine vähendab nurkkiiruste ω NAP ja ω K väärtust ning maksimaalset pidurdusmomenti. Magnetiseeriva voolu suurenemisega (kõver 3 ) suureneb magnetlülituse küllastus, mis viib masina induktiivtakistuse vähenemiseni ning maksimaalse pidurdusmomendi ja nurkkiiruse ω K. suurenemiseni.

Joonis: 4-26. Kondensaatori dünaamiline kombineeritud pidurdamine: a - skeem; b - mehaanilised omadused

Nagu eespool mainitud, on kombineeritud pidurdusmeetodid ajami täieliku seiskamise saavutamiseks tõhusad. Sõltuvalt pidurikontaktori kontaktide sulgemishetkedest Kompuutertomograafiasellises süsteemis on võimalik saada isegi kolm järjestikku muutuvat pidurdusrežiimi (joonised 4-26, b): kondensaator (kõver 1 ), magnetiline (kõver 2 ) ja dünaamiline (kõver 3 ) või ainult esimene ja viimane. Ajami üleminek mootorirežiimist pidurdusrežiimile ja erinevate pidurdusrežiimide ümberlülitamine on joonisel näidatud nooltega. Näiteks kui kontakti sulgemine Kompuutertomograafiatoimub punktile vastaval hetkel alates, siis toimub selles üleminek kondensaatorilt magnetpidurdusele, mis lõpeb punktis d, siis toimub dünaamiline pidurdamine peaaegu ajami peatumiseni.

7. Tehnilised teostused. Rakendused

Oravapuuriga asünkroonset mootorit on kasutatud umbes 100 aastat ja seda kasutatakse praktiliselt ainsana massilise reguleerimata elektriajamina, mis moodustab praeguseks üle 90% kõigist tööstuslikest elektriajamitest. Viimase 10-20 aasta jooksul on paljud ettevõtted Ameerikas ja Euroopas püüdnud välja töötada ja laiemale turule lasta nn energiatõhusaid mootoreid, mille puhul suurendades aktiivmaterjalide massi 30% võrra, nominaalset efektiivsust suurendatakse 1–5% koos vastava kulude kasvuga. Viimastel aastatel on Ühendkuningriigis läbi viidud suurprojekt energiatõhusate mootorite loomiseks ilma kulusid suurendamata.

Viimasel kümnendil on tänu elektroonika (FC) edusammudele orava puuri induktsioonmootor muutunud muutuva sagedusega ajami aluseks, asendades edukalt varem domineerinud alalisvooluajami paljudes piirkondades. Eriti huvitav on sellise elektriajami kasutamine traditsiooniliselt reguleerimata pumpades, ventilaatorites ja kompressorites. Kogemused näitavad, et see tehniline lahendus võib säästa kuni 50% elektrit, kuni 20% vett ja rohkem kui 10% soojust.

Paljudes tehnoloogiates üleminekut reguleerimata elektriajamilt juhitavale peetakse elektriajamite peamiseks arengusuunaks, kuna see tõstab oluliselt tehnoloogiliste protsesside kvaliteeti ja säästab kuni 30% elektrist. See määrab sagedusjuhtimisega elektriajamite väljavaated.

Reostaadi reguleerimisega faasrootoriga mootoritega elektriajamit kasutatakse traditsiooniliselt kraanatööstuses ja seda kasutatakse ka muudes tehnoloogiates. Kaskaadahelasid ja kahekordse etteandega masinaid võib leida väikese juhtimisulatusega gaasipumbajaamade võimsatest elektriajamitest, laevade elektriseadmetest.

Asünkroonsete masinate seade

Induktsioonmasina tööpõhimõte põhineb pöörleva magnetvälja kasutamisel, mis indutseerib rootori mähises elektromotoorjõu (EMF). Kui praegune rootor suhtleb pöörleva magnetväljaga, tekib elektromagnetiline moment, mis ajab rootori pöörlema \u200b\u200b(mootorirežiimis) või aeglustab seda (pidurdusrežiimides)

8 - Asünkroonse masina tööpõhimõte

Asünkroonse masina tööpõhimõte põhineb avastatud elektromagnetilise induktsiooni seadusel

M. Faraday ning D. Maxwelli ja E. Lenzi teosed.

Asünkroonses masinas asetatakse üks mähistest staatorile 1 (joonis 1.1 a) ja teine \u200b\u200brootorile 5. Rootori ja staatori vahel on õhuvahe, mis on tehtud võimalikult väikeseks mähiste vahelise magnetühenduse parandamiseks. Staatori mähis 2 on mitmefaasiline (või konkreetsel juhul kolmefaasiline) mähis, mille mähised on paigutatud ühtlaselt ümber staatori ümbermõõdu. Staatori mähisfaasid OH,KÕRVAL ja CZ ühendatud vastavalt skeemile Y või A ja ühendatud kolmefaasilise vooluvõrguga. Rootori mähis 4 sooritage mitmefaasiline oravapuur või kolmefaasiline ja asetatakse ühtlaselt mööda rootori ümbermõõtu.

Elektrotehnika teoreetiliste aluste põhjal on teada, et kui kolmefaasiline staatori mähis tarnitakse kolmefaasilise sinusoidvooluga, ilmub pöörlev magnetväli, mille pöörlemissagedus (p / min)

P1 \u003d 60f1 | p Kus f 1- toiteallika sagedus. R-. pooluste paaride arv

Pöörlev magnetväli indutseerib lühikese rootori mähise juhtides EMF E 2 ja neid läbib vool 1 2.

Joonisel 1.1, a on kujutatud (vastavalt parema käe reeglile) rootori juhtides indutseeritud EMF-i suund, kui magnetvoo F pöörleb päripäeva (sel juhul liiguvad rootori juhid voo F suhtes vastupäeva). Kui rootor on statsionaarne või selle pöörlemissagedus on väiksem kui sagedus n1, langeb rootori voolu aktiivkomponent faasis kokku indutseeritud EMF-iga; Kuid sümbolid (ristid ja punktid) joonisel fig. 1.1 näitavad samaaegselt voolu aktiivse komponendi suunda.

Joonis: 1.1. Asünkroonse masina elektromagnetiline vooluring ja selle elektrilise suundtromagnetiline hetk, kui masin töötab järgmistes režiimides:(ja), geenratornomb) ja elektr. pidurdamine(sisse)

Elektromagnetjõud toimivad magnetväljas asuva vooluga juhtmetele, mille suuna määrab vasakpoolne reegel. Kõigile rootori juhtidele rakendatav kogujõud F pe 3 moodustab elektromagnetilise momendi M, mis kannab rootorit pöörleva magnetvälja taga.

Rootori voolu I2 magnetvoo Phi vastastikmõjul tekkiv elektromagnetiline moment

M \u003d sphI2sph2

kus c on proportsionaalsuse koefitsient; I2cosph2 - rootori voolu aktiivne komponent; f2 - faasinurk voolu I2 ja EMF vahel E 2 rootori mähises.

Kui elektromagnetmoment M on piisavalt suur, siis pöörleb rootor ja selle püsiseisundi pöörlemissagedus n 2 vastab elektromagnetilise pidurdusmomendi võrdsusele, mille tekitab pöörlemisse juhitav mehhanism ja sisemised hõõrdejõud. See asünkroonse masina töörežiim on mootor.

Rootori P2 pöörlemissagedus erineb alati magnetvälja P1 pöörlemissagedusest, kuna nende sageduste kokkulangemisel ei ületa pöörlev väli rootori mähist ja EMF-i selles ei indutseerita ning seetõttu pöördemomenti ei teki.

Magnetvälja ja rootori pöörlemissageduste suhtelist erinevust nimetatakse libisemiseks:

S \u003d (P1-P1) | P1

Seda väljendatakse rootori pöörlemiskiiruse P1 suhtes suhtelistes ühikutes või protsentides, võttes arvesse

Seega on asünkroonse masina iseloomulik tunnus libisemine, s.t. pöörlemissageduste P1 ja P1 ebavõrdsus Seetõttu nimetatakse masinat asünkroonseks (selle rootor pöörleb väljaga asünkroonselt).

Kui asünkroonne masin töötab mootorirežiimis, on rootori kiirus väiksem kui magnetvälja P1 pöörlemissagedus. Masinas muundatakse elektrienergia mehaaniliseks energiaks.

Kui rootor on lukustatud (S \u003d 1), on see lühisrežiim. Kui rootori pöörlemiskiirus langeb kokku magnetvälja pöörlemiskiirusega (sünkroonsagedus), st S \u003d 0, siis pöördemomenti ei toimu.

Kui asünkroonse masina rootorit kiirendatakse välise pöördemomendi abil (näiteks mõne mootori abil) sagedusele P2, mis on suurem kui magnetvälja P1 pöörlemissagedus, siis rootori juhtides oleva EMF-i suund ja rootori voolu aktiivkomponent muutuvad. Samal ajal muudab elektromagnetiline moment M ka oma suunda, mis muutub pidurdamiseks, see tähendab, et asünkroonne masin läheb generaatori režiimi (joonis 1.1, b). Generaatorrežiimis saab asünkroonne masin mootorilt mehaanilise energia, muundab selle elektrienergiaks ja annab võrku tagasi 0\u003e S\u003e - ∞.

Kui pöörate rootorit välisest mootorist magnetvälja pöörlemisele vastupidises suunas (joonised 1.1, c), siis suunatakse EMF ja rootori juhtide voolu aktiivkomponent samamoodi nagu mootorirežiimis, see tähendab, et masin saab võrgust elektrienergiat ... Kuid selles režiimis on elektromagnetiline moment M suunatud rootori pöörlemise vastu, see tähendab pidurdamist. See asünkroonse masina töörežiim on elektromagnetiline pidurdusrežiim. Selles režiimis pöörleb rootor vastupidises suunas (magnetvälja suuna suhtes), seetõttu P2

9 - asünkroonsete masinate seade

Peamised mootorite tüübid.Asünkroonsed mootorid jagunevad kaheks põhitüübiks: oravapuuriga ja faasrootoriga (viimaseid nimetatakse libisemisrõngastega mootoriteks). Vaadeldavatel mootoritel on sama staatori konstruktsioon ja need erinevad ainult rootori konstruktsiooni poolest.

Kiirushoidikuga mootorid on kõige rohkem

tavaline; elektritööstus toodab neid kümneid miljoneid aastas.

Joonisel fig. 1.2, janäidatud on kõige tavalisema suletud puhutud konstruktsiooniga oravapuurija rootoriga asünkroonse mootori üldvaade. Staatoril on kolmefaasiline mähis. Rootori mähis on valmistatud oravapuuris, see tähendab, et see on lühis.

Kesta disain (kere, kilbid jne) sõltub suuresti masina konstruktsioonist kaitse taseme ja valitud jahutussüsteemi osas. Vaadeldavas konstruktsioonis on masina kere paremaks jahutamiseks varustatud uimedega. Mootori võllil väljaspool masina kesta asuv tsentrifugaalventilaator puhub mootoriga soonikut. Ventilaator on kaetud õhujuhikattega.

Masina sees segatakse õhk kokku lühiserõngastega vormitud ventilatsioonilabade abil. Kere külge on kinnitatud klemmikarp, millesse on paigaldatud klemmipaneel koos staatori mähise eemaldatud otstega.

Võimsamates mootorites surutakse õhk rootori aksiaalsete kanalite kaudu jahutuse intensiivsuse suurendamiseks läbi eraldi ventilaatori või sama ventilaatori, mis puhub masina välispinda. Sel eesmärgil sisestatakse ühe tavalise ventilaatori kasutamisel rootori aksiaalsetesse aukudesse õhku juhtivad torud, mis on kinnitatud rootori võllile paigaldatud tugikettade aukudesse (joonis 1.2, b). See väldib välisõhu niiskuse sattumist masina mähistesse. Otsapaneelidel on õhu läbipääsuks ja väljumiseks sulgurid.

Staatori südamik (magnetahel) on valmistatud templiga rõngakujulistest elektriterasest lehtedest paksusega 0,35 ... 0,5 mm. Lehtedes on mähise mahutamiseks tembeldatud sooned (joonis 1.3). Suurtes masinates monteeritakse staator segmentide kujul lehtedest. Mõlemal küljel asetatakse lehtedele isolatsioon (oksiidkile, lakk jne). Südamikpakendis olevad lehed on klammerdatud, keevitatud või suurtes naastudega masinates. Üle 400 kW võimsusega masinatel on parema jahutamise jaoks südamikes tavaliselt radiaalsed kanalid. Need moodustatakse südamiku pikisuunas jagamiseks mitmeks pakendiks ja nende vahele paigaldatavate terasvahede abil, mis on keevitatud pakendi välimiste lehtede külge.

Joonis: 1.2. Orava puuri induktsioonmootorid: 1 - rootori mähise lühiserõngad; 2, 10 kandvat kilpi; 3 - ventilatsioonilabad; 4 - staatori mähis;

5 - kast järeldusi; b - keha (voodi); 7 - staatori südamik; 8 südamikuga rootor; 9-teljeline; 11 ventilaatoriga korpus; 12 - ventilaator; 13-vaagen; 14 - õhuvarustustoru

Ristkülikukujulisest või ümmargusest traadist mähis asetatakse staatori magnetlülituse soontesse. Ristkülikukujulise traadi mähised tehakse jäikade sektsioonide kujul ja asetatakse avatud või poolavatud soontesse (joonised 1.4, a, b). Ümmargused traadimähised valatakse spetsiaalsete staatori kerimismasinatega tavaliselt poolkinnitatavatesse soontesse läbi soone pilu (joonis 1.5). Kõrgepingemasinates tehakse mähiste kere isolatsioon tavaliselt pressitud hülsi kujul (vt joonis 1.4). Kaasaegsetes asünkroonmasinates kasutatakse B ja F kuumuskindlusklasside elektrilisi isoleermaterjale ning rasketes tingimustes töötavate spetsiaalsete masinate jaoks kasutatakse H klassi materjale.

Joonis 1.3 Staatori südamik ja tembeldatud leht

Kaasaegsetes asünkroonmasinates kasutatakse soojuskindlusklasside B ja F elektrilisi isoleermaterjale ning rasketes tingimustes töötavate spetsiaalsete masinate puhul H-klassi materjale.

Masinates eristatakse pööret pöörde ja kere isolatsiooni. Pöördepöörde isolatsioon (mähise pöörete vahel) tagab juhi enda isolatsiooni, mis on sellele rakendatud kaablikombinaatide tootmisprotsessi käigus või elektrimasina valmistamisel. Kere isolatsioon eraldab mähisejuhid elektrimasina kerest. Selle jaoks kasutatakse enne masinasse paigaldamist vastavatele mähistele mitmesuguseid tihendeid, hülsiid või rida kihte isolatsiooni.

Joonis 1.4Avatud(ja)ja poolavatud (b) staatori sooned jäikade sektsioonide kerimiseks -

1.4.5-isoleerivad vahetükid 2- juhid 3- mähiseisolatsioon (kere) 6-kiiline Masina rootor koosneb tembeldatud soontega elektriterasest lehtede paketist. Lühilülitatud rootorites täidetakse sooned alumiiniumiga. Sel juhul moodustatakse oravapuust vardad (joonis 1.6 a). Samal ajal valatakse lühisevad otsarõngad ja ventilatsioonilabad, sellise rootori üldvaade on näidatud joonisel fig. 1.6, b. Suuremates ja spetsiaalsetes masinates sisestatakse rootori piludesse vasest (pronksist, messingist) vardad, mille otsad joodetakse (keevitatakse) lühisvaskrõngasteks (joonis 1.6, c). Alumiiniumpuuriga kott surutakse võllile.Vaskpuuriga rootorite jaoks on lehed kokku pandud

otse võlli külge ja alles siis sisestatakse vaskvardad pakendi soontesse .

Mootorite rootorid pöörlevad laagrites, reeglina kasutatakse veerelaagreid, üle 1000 kW masinates kasutatakse ka hülsilaagreid. Vajadusel paigaldatakse võllile ventilaator. Laagrid on kinnitatud otsakilpidesse, otsakilbid on kinnitatud staatori korpuse külge. Haavrootoriga mootorid leiavad palju vähem rakendust kui oravapuuriga rootorid ja neid toodab tööstus peamiselt üle 100 kW võimsusega masinatena.

Joonis 1.5 Joonis: 1.5. Staatori pesad lahtikihiline(ja) ja kahekihilineb) obmopraegune:

1 - juhid; 2 - soone isolatsioon (korpus); 3 - kate - kiil; 4 - tihend

Joonisel fig. 1.7 näitab haava rootoriga kaitstud konstruktsiooniga asünkroonmootori üldvaadet. Parema jahutamise huvides on suure ja keskmise võimsusega masinate staatori ja rootori magnetahelad jagatud eraldi pakenditeks, mille vahel on ventilatsioonikanalid. Ventilatsioonilabad, tugevdatud

Joonis: 1.6. Orava puuri rootori disain:

/ - rootori südamik; 2 - oravapuuri vardad; 3 - ventilatsioonilabad

4 - lühisrõngad

mähise jäikade sektsioonide esiosadel (välistel) osadel imetakse õhku masinasse kilpide aukude kaudu ja

visake see läbi korpuse aukude välja. Seda ventilatsiooni nimetatakse sümmeetriliseks radiaalseks ventilatsiooniks. Libisemisrõngad asuvad väljaspool masina kesta.

Joonis: 1.7. Haavrootoriga asünkroonmootor:

7 - klemmikarp; 2-teljeline; 3 - ventilatsioonilabad; 4 - rootori mähis; 5 - staatori mähis;

6.11 laagrikilbid; 7-staatori südamik; 8- rootori südamik; 9 - radiaalne ventilatsioonikanal; 10 - hajuti; 12 harjaga läbisõit; 13 - ümbris; 14-kontaktilised rõngad

Joonis: 1.8. Faasirootori pilud lahtikeeratud ümmarguse traadiga(ja) ja jäiga mähisegab):

1 - kiil; 2 - juhid; 3- tihend; 4 - soonte isolatsioon (korpus)

rootori mähise väljalaskeava otsad läbivad võlli augu ja on poltidega libisemisrõngaste külge kinnitatud. Harjadega harjahoidjad kinnitatakse harjaga, mis liigub kilbi külge. Faasirootoriga mootorites asetatakse rootori pesadesse ümmarguse traadi (joonis 1.8, a) lahtine mähis või avatud rootori piludesse laotud jäikadest sektsioonidest koosnev mähis (joonis 1.8.6) või varraste mähis. otsast poolenisti suletud sooned. Faasimähiste kolm otsa on ühendatud mootori võlli külge kinnitatud libisemisrõngastega.

10. Kirjanduse loetelu

1 I.P. Kopylov - "Elektrimasinad" - Moskva 2002

mootor faasirootoriga looduslik iseloomulik ... ohm. Joonis 1. Mehaaniline omadused , S \u003d. M S küsimus nr 2 Poolt mootor alalisvoolu paralleel ...

Asünkroonne mootor oravapuurrootor

Laboratoorne töö \u003e\u003e Füüsika

Eksperimentaalselt määrake mehaaniline iseloomustus n (M), sõltuvus mehaaniline hetk võlli peal mootor libisemisvastane M (S), töötab omadused asünkroonne mootor n (P2 ...

Asünkroonmootor on vahelduvvoolumasin. Asünkroonne tähendab mitte samaaegset. See tähendab, et asünkroonsetes mootorites erineb magnetvälja pöörlemissagedus rootori pöörlemissagedusest. Masina põhiosad on staator ja rootor, mis on üksteisest eraldatud ühtlase õhuvahega.

Joonis 1. Asünkroonse mootori seade

Staator on masina statsionaarne osa (joonis 1, ja). Pöörisvoolukadude vähendamiseks võetakse selle südamik tembeldatud elektriteraslehtedest paksusega 0,35 - 0,5 mm, eraldatakse üksteisest lakikihiga. Mähis asetatakse staatori magnetlülituse soontesse. Kolmefaasilistes mootorites on mähis kolmefaasiline. Mähise faasid saab ühendada tähe või deltaga, sõltuvalt võrgu pinge suurusest.

Rootor on mootori pöörlev osa. Rootori magnetahel on silinder, mis on valmistatud stantsitud elektriterasest lehtedest (joonis 1, b, aastal). Rootori soontesse asetatakse mähis, sõltuvalt mähise tüübist jaotatakse asünkroonmootorite rootorid lühisesse ja faasidesse (libisemisrõngastega). Lühismähis koosneb paljastest vask- või alumiiniumvardadest (joonis 1, r), mis on otstest ühendatud samast materjalist rõngastega ("oravapuur").

Faasirootor (vt joonis 1, aastal) magnetahela soontesse asetatakse kolmefaasiline mähis, mille faasid on ühendatud tähega. Mähisfaaside vabad otsad on ühendatud kolme mootori võllile paigaldatud vasest libisemisrõngaga. Libisemisrõngad on üksteisest ja võllist isoleeritud. Sõrmustele surutakse süsiniku- või vask-grafiitpintslid. Kolmefaasilise käivitamise ja reguleerimise reostaadi saab ühendada rootoriga mähisega libisemisrõngaste ja harjade kaudu.

Elektrienergia muundamine asünkroonse mootori mehaaniliseks energiaks toimub pöörleva magnetvälja abil. Pöörlev magnetväli on pidev voog, mis pöörleb ruumis püsiva nurkkiirusega.

Pöörleva magnetvälja põnevaks muutmiseks on vajalikud tingimused:

Staatori poolide telgede ruumiline nihe,

Voolude ajaline nihe staatori mähistes.

Mähise faasiteljed nihutatakse ruumis 120º nurga all. Teine tingimus on ette nähtud kolmefaasilise pingesüsteemi rakendamisega staatori mähistele.

Mootori sisselülitamisel kolmefaasilisse võrku seatakse staatori mähises sama sageduse ja amplituudiga voolude süsteem, mille perioodilised muutused üksteise suhtes tehakse 1/3 perioodi viivitusega.

Mähise faasivoolud loovad staatori suhtes pöörleva magnetvälja sagedusega n 1, p / min, mida nimetatakse sünkroonmootori kiiruseks:

kus f 1- toitevoolu sagedus, Hz;

r - magnetvälja pooluste paaride arv.

Võrgutugevuse Hz sagedusel väli pöörlemissagedus vastavalt valemile (1) ja sõltuvalt pooluste paaride arvust on järgmine tähendus:

R
n 1, p / min

Pöörates läbib väli rootori mähise juhte, indutseerides neis EMF-i. Kui rootori mähis on suletud, põhjustab EMF voolu, pöörleva magnetväljaga suhtlemisel tekib pöörlev elektromagnetiline moment. Asünkroonse masina mootori režiimis on rootori kiirus alati väiksem kui välikiirus, st. rootor jääb pöörleva välja taha. Ainult selle tingimuse korral indutseeritakse rootori juhtides EMF, voolab vool ja tekib pöördemoment. Magnetväljast maha jääva rootori nähtust nimetatakse libisemiseks. Rootori magnetväljast viivituse määra iseloomustab suhtelise libisemise suurus

kus n 2 - rootori kiirus, p / min.

Asünkroonmootorite puhul võib libisemine varieeruda vahemikus 1 (algus) kuni väärtuseni, mis on lähedal 0 (tühikäik).

Mootoritele koos lühisrootor kasutage otsest ja vähendatud pinge käivitamist.

1. Otsene algus - staatori mähis on ühendatud täispinge korral otse võrku. Otsene käivitamine on lubatud ainult väikese ja keskmise võimsusega (kuni 15-20 kW) asünkroonsete oravapuurimootorite puhul. Märkimisväärse elektrivarustusvõrgu korral saab seda meetodit laiendada ka suurema võimsusega mootoritele (kuni umbes 50 kW).

2. Alapinge algus. Mootori käivitusvool on proportsionaalne staatori mähise faaside pingega U 1, seetõttu kaasneb pinge U 1 vähenemisega vastav algvoolu vähenemine. Kuid see meetod viib esialgse pöördemomendi vähenemiseni, mis on proportsionaalne staatori mähise faaside pinge ruuduga. Lähtemomendi märkimisväärse vähenemise tõttu on see käivitamismeetod rakendatav ainult väikese võlli koormuse korral.

Pinge langetamiseks on mitu võimalust U 1 käivitamise ajal:

a) keskmise võimsusega asünkroonmootorite kerge käivitusega, mis töötavad normaalselt, kui staatori mähise faasid on ühendatud kolmnurgaga, rakendage nende faaside klemmidel pinge vähendamine, lülitades need täheks;

b) mis tahes tüüpi staatori mähise faaside ühendamisel võib pinget vähendada staatori mähisega järjestikku ühendatud reaktori (kolmefaasilise induktiivpooli) abil. Staatori pinge vähendamine reostaatide järjestikuse sisselülitamise abil on vähem ökonoomne, kuna sel juhul muutuvad need väga kuumaks ja tekivad täiendavad elektrienergia kadud;

c) suure võimsusega mootorite puhul on soovitatav pinget vähendada kolmefaasilise astmelise autotrafo abil. See meetod on parem kui eelmine, kuid palju kallim. Pärast mootori rootori kiirenemist ja voolu langemist rakendatakse staatori mähisele kogu võrgupinge.

Mootori käivitamine faasirootor teostatakse käivitava reostaadi lisamisega rootori ahelasse. Käivitusreostaat vähendab algse käivitusvoolu väärtust ja suurendab samaaegselt algkäivitusmomenti, mis võib jõuda maksimaalse pöördemomendi lähedase väärtuseni. Mootori kiirendamisel eemaldatakse käivitav reostaat.

Reguleerimine - kiiruse sunnitud muutmine pideva koormuse korral teljel. Asünkroonmootorite puuduseks on nende vähene juhtimisvõime. Siiski on mõned regulatiivsed võimalused.

Libisemisvalemist (2) saate asünkroonmootori rootori kiiruse avaldise

. (3)

Võrdsusest (3) järeldub, et pöörlemissagedust saab muuta järgmiselt: staatori voolu sageduse muutmisega f 1, pooluste paaride arv p ja libisemine s... Rootori kiirust saab reguleerida toitepinge muutmisega U 1... Vaatleme neid meetodeid.

Reguleerimine staatori voolu sageduse muutmisega f 1... Asünkroonmootorite sageduse juhtimine on kõige lootustandvam tänu lihtsate ja usaldusväärsete kolmefaasiliste türistori sagedusmuundurite kättesaadavusele, mis on ühendatud tööstusvõrgu ja asünkroonse mootori vahel. Sageduse reguleerimisega f 1 mootori pöörlemiskiirust saab sujuvalt muuta nii, et selle maksimaalne väärtus oleks kümneid või sadu kordi suurem kui miinimum. p\u003e

Reguleerimine poolusepaaride arvu muutmisega R... Asünkroonsete mootorite pooluste paaride arvu vahetamine tagab rootori kiiruse astmelise reguleerimise ja on ökonoomne. Seda kasutatakse staatori mähise spetsiaalse konstruktsiooniga masinates, mis võimaldavad selle mähiseid vahetada erineva arvu pooluste paaride jaoks, samuti kui staatori magnetlülituse soontesse on paigutatud mitu vaheldumisi lülitatud mähist, näiteks erineva arvu pooluste jaoks. r \u003d 1 ja r \u003d 2. Mootoripoolte arvu muutusega mootoreid nimetatakse mitmekäiguliseks, tööstus toodab mootoreid kahe, kolme ja nelja kiirusega.

Reguleerimine toitepinge muutmisegaU 1... Pinge langetamine põhjustab rootori kiiruse vähenemist. Stressi vähendama U 1 staatori ahelasse on võimalik lisada reostaate, autotrafosid või reguleeritavaid drosseleid. Seda meetodit kasutatakse ainult väikese võimsusega mootorite puhul, kuna pinge vähenemisel väheneb mootori maksimaalne pöördemoment, mis on proportsionaalne pinge ruuduga. Maksimaalse pöördemomendi vähendamine vähendab mootori stabiilsusvaru. Lisaks on kiiruse reguleerimise vahemik suhteliselt väike.

Ülaltoodud juhtimismeetodeid kasutatakse asünkroonsete oravapuurimootorite puhul.

Haavatud rootoriga mootorite puhul reguleeritakse kiirust libisemise muutmisega. Selleks on rootori mähises kaasas reguleeriv reostaat. Reguleeriva reostaadi takistuse suurenemisega suureneb libisemine ja kiirus väheneb (joonis 2).

See meetod tagab kiiruse sujuva muutuse.

Rootori pöörlemissuuna muutmist nimetatakse tagurdamiseks. Tagurdamiseks on vaja vahetada mootori staatori mähise klemmidel kaks juhtmest.