Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция № 2 «элетромеханические Индукционные Преобразователи» По Электромеханическим Системам (Никаноров В. Б.).ppt
Скачиваний:
26
Добавлен:
07.10.2014
Размер:
6 Мб
Скачать
☆

5.Принцип действия АД

1.Обмотку статора подключают к трехфазной сети, под действием

напряжений uА, uВ. uС фаз по трем фазам статора протекает трехфазная система токов,

•Трехфазная система токов

ia I msin 1t

ib I msin( 1t 120 )

iс Imsin( 1t 240 )

ω1 – угловая частота, рад/с; ω1=2 f1

f1 – частота

питания, Гц

 

2.Трехфазная система токов протекает по трем

фазам, которые в сдвинуты в пространстве друг

относительно друга на 120, и создает

 

вращающееся магнитное поле (полюса N1-S1)

Никаноров В.Б.

•

с индукцией

B B

m

sin( t p )

 

m 2

1

 

 

 

m – число фаз; p – число пар полюсов; α – пространственный угол

вдоль расточки статора.

При В =const - поле круговое – годограф индукции круг. Минимум

потерь!!! В силовых АД.

Три условия получения кругового поля:

Равенство МДС фаз (IфWф=const);Временной сдвиг токов по фазе - 120˚(90˚);

Пространственный сдвиг осей фазных обмоток - 120˚(90˚).

3.Вращающееся поле сцепляется с обмотками статора и ротора и

наводит в них ЭДС.

4.В обмотке ротора протекают токи.

5.Взаимодействие этих токов с полем статора создает на роторе

электромагнитные силы Fэм (направление по правилу «левой руки»). Совокупность Fэм создает электромагнитный момент М, приводящий ротор во вращение по направлению вращения поля

статора.

Никаноров В.Б.

12

Частота вращения поля статора

•Синхронная частота вращения кругового поля статора:

•B=const при ω1t-pα=const. Дифференцируя. получим

d 1 2 f1

1 dt p p

n1 60 1 60 f1 2 p

Синхронная частота вращения зависит

только от числа пар полюсов и частоты

питания АД.

- синхронная частота вращения в об/мин

Для АД общепромышленного применения при f1=50Гц

Для изменения направления вращения (реверс) достаточно

 

изменить порядок подключения двух фаз, например А-В-С изменить

на В-А-С.

 

Никаноров В.Б.

13

Частота вращения ротора, скольжение

•Под действием М ротор вращается в направлении поля статора с частотой Ω2(n2).

•Ротор «скользит» относительно поля статора с частотой скольжения Ωs=Ω1- Ω2 (ns=n1-n2 ).

•Поэтому в обмотке ротора наводится ЭДС Е2 с частотой f2=pns/60.

•Скольжение

n n

 

 

2

 

s 1

2

1

 

 

 

n

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

•При пуске Ω2=0, s=1;

 

 

 

 

 

 

В номинальном режиме Ω2н=Ω1(1-sн), sн=(2…5)%

 

Идеальный холостой ход Ω2 = Ω1, s=0 (ЭДС =0 и момент равен 0)

 

АД не может самостоятельно работать в режиме хх 2 ≠ 1

Частота вращения поля ротора:

 

 

В двигательном режиме

0<s≤1

 

•Относительно ротора ΩS=2 f2/p;

 

•

 

 

 

 

 

 

Сам ротор вращается с Ω2;

 

 

 

 

•Поле ротора в пространстве вращается с частотой Ω2+ΩS = Ω1

 

•

 

 

 

 

Никаноров В.Б.

14

Поля статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью

 

6.ЭДС обмоток

•На основании закона электромагнитной индукции вращающееся поле статора, наводит в обмотках статора и ротора ЭДС.

•В неподвижной обмотке статора поле наводит ЭДС с частотой питания f1

E1 4,44 f1 mw1kоб1

 

•В обмотке ротора частота ЭДС и токов:

f

 

 

p

 

s p

2 f s p

sf

2

s

 

1

 

 

1

 

2

2

 

p 2

1

Действующее значение ЭДС ротора

E2s 4,44 f2 mw2kоб2 4,44 f1 mw2kоб2 s E2 s

где ЭДС ротора при пуске (s=1)

E2 4,44 f1 mw2kоб2

Никаноров В.Б.

15

Лекция

№3

Никаноров В.Б.

16

7.Уравнения напряжений АД

•Для фазы обмотки статора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

E1

I1R1

jI1X1

 

U1

E1

 

 

 

 

- R1 и X1 – активное и индуктивное сопротивления рассеяния.

•Ток в обмотке ротора появляется за счет ЭДС Е2

E2s jI2 X2s I2R2 jI2 X2s I2R2

- где R2; Х2 – активное и индуктивное сопротивление рассеяния

X2s 2 f2L2 2 f1L2s X2s

Разделив на s, получаем уравнение напряжений для обмотки

 

ротора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

2

 

s

 

 

E2

jI2X2

I

Никаноров В.Б.

17

8.Уравнения МДС и токов АД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитный поток

 

 

U1

const

 

т.к. напряжение U1=const

 

 

 

4,44 f1w1kоб1

 

 

 

 

 

 

 

F0 I0 w1 kоб1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому МДС от хх тока статора I0

 

 

и суммарная МДС при нагрузке от токов статора и ротора F=I1W1koб1+I2W2koб2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равны

 

 

 

 

 

 

т.к. создают один и тот же поток

 

F F

F

 

 

 

 

0

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

k

об2

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

Уравнение токов

 

 

 

 

 

 

2

 

 

'

 

I

I

 

( I

 

)

 

 

 

 

 

I0 I1

I2

w k

 

I1

I2

 

1

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

об1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ток статора – две составляющие: намагничивающая I0 const – создающую Ф и I2’ – компенсирующая размагничивающее действие ротора.

Никаноров В.Б.

18

9.Приведение параметров обмотки

ротора

для упрощения схемы замещения и расчета параметров АД.

• Параметры ротора пересчитывают через коэффициент

трансформации

 

 

 

 

k

w1koб1

 

 

 

 

w2koб2

 

 

Приведенные ток, ЭДС и сопротивления ротора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

'

2

X' X k2

I

 

I

 

 

 

 

 

k

 

R2 R2 k

 

 

2 2

 

2

 

2

 

k

 

E2

E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение токов и напряжений ротора в приведенной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

'

 

' '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

I0

( I2)

 

 

 

 

' R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразуем

 

 

E2

jI2 X 2

I2

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

'

 

' 1 s

 

 

 

 

 

'

 

'

'

 

 

'

'

 

'

' (1 s)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

R2

s

 

 

R2 / s R2 R2 s

 

 

 

 

E2

jI2X2

I2

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.Схема замещения

 

соответствует уравнениям U и I

 

Совокупность трех ветвей:

 

 

Первичной R1, Х1;

 

 

намагничивающей R0 ,Х0;

 

 

вторичной – R2’;Х2’

и

 

сопротивление нагрузки R'

R' (1 s) / s

 

д

2

 

R0 и X0 определяются потерями в магнитопроводе и Ф.

•

 

 

Изменением Rd могут быть воспроизведены все

 

режимы работы АД:

 

 

•

 

 

Хх при s→0 Rd’→ ;

 

 

•

 

 

рабочий режим при sн;

 

 

•

 

 

Кз при s→1 (пуск) Rd’=0.

 

 

Тох хх существенно меньше

 

 

номинального, поэтому ветвь

 

намагничивания может быть исключена

 

В упрощенной схеме: Rk=R1+R2’;

20

Никаноров В.Б.

Xk=X1+X2’ – сопротивления к.з.