Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
Регулирование изменением числа пар полюсов приводит к скачкообразному изменению частоты вращения магнитного поля, что из-за инерции механической системы электропривода сопровождается переходным процессом. Чтобы наглядно показать этот переходный процесс, построим две механические характеристики асинхронной машины — при р парах и при р' = 2р парах полюсов. Предположим, что тормозной момент на валу двигателя остается постоянным при
п V^. J Двигатель
1 -~ ¦^)
! /
1 V
_ jfpy
Генератор і / / і / / і / / і / /
о мтор мвр
Рис. 8.20
199
п
Двигатель
—^-a>
изменении частоты вращения магнитного поля. При переходе от р' пар к р парам полюсов (см. рис. 8.20) частота вращения магнитного поля увеличивается, двигатель сначала оказывается в условиях, близких к пусковым, и имеет место скачок тока. При переходе от р пар к р' парам полюсов (рис. 8.21) частота вращения магнитного поля уменьшается, машина оказывается сначала в режиме генератора и работает, отдавая энергию в сеть. Такой режим иногда используется для быстрого и экономично-
У = 2р
0 M1
'тор
M1
1Bp
Рис. 8.21
го торможения электропривода.
Две отдельные обмотки размещаются на статорах двигателей небольшой мощности. В двигателях большой мощности используется переключение катушечных групп обмоток фаз статора для получения различного числа пар полюсов, обычно с отношением
Асинхронный двигатель с двумя независимыми обмотками на статоре, каждая из которых переключается с отношением числа пар полюсов 1:2, будет иметь четыре ступени частоты вращения, например 3000, 1500, 1000 и 750 об/мин.
Реостатное регулирование. Метод реостатного регулирования частоты вращения применяется в трехфазных асинхронных двигателях с фазным ротором. При этом частота вращения магнитного поля остается постоянной. Это достигается включением в цепь обмоток фаз ротора трехфазного реостата, как при пуске двигателя (см. рис. 8.4), который в отличие от пускового реостата рассчитывается на длительную, а не на кратковременную нагрузку током. Изменение активного сопротивления цепи ротора влияет на характеристику двигателя M41(S) и положение на ней рабочей точки при заданном тормозном моменте на валу. Например, при увеличении сопротивления реостата (Api < rpl< rp3) и постоянном тормозном моменте на валу изменение положения рабочей точки (см. рис. 8.16, точки 1—4) будет сопровождаться увеличением скольжения, т.е. уменьшением частоты вращения ротора.
Недостатком метода реостатного регулирования является большая потеря энергии.
8.11. Работа трехфазной асинхронной машины в режимах генератора и электромагнитного тормоза
Работу трехфазной асинхронной машины в режимах двигателя, генератора и электромагнитного тормоза (см. подразд. 8.3)
1:2.
200
^вр
M 1глър ma
к
0 р.П)
-1,0 -0,6 0,2 0,6 1,0 1,4 1,8
I M
fx тор maj
N V
J
Генератор Двигатель Тормоз
Рис. 8.22
отражает универсальная характеристика MBp(s), представленная на рис. 8.22.
Режим двигателя был подробно рассмотрен ранее, в этом подразделе остановимся на режимах генератора и электромагнитного тормоза.
Режим генератора. Для работы асинхронного генератора (s<0), как и для работы асинхронного двигателя, необходим реактивный индуктивный ток, т. е. ток намагничивания. Баланс реактивных мощностей возможен либо при подключении асинхронного генератора к сети синусоидального тока, либо при автономной работе — подключением параллельно обмоткам фаз статора конденсаторов. В последнем случае при запуске асинхронного генератора имеет место явление самовозбуждения, аналогичное описанному в подразд. 9.9.
Режим электромагнитного тормоза. В режиме электромагнитного тормоза (s> 1) направление тока в обмотке ротора по сравнению с режимом двигателя не изменится. Поэтому вращающий момент будет противодействовать тормозному моменту при их отношении Мвр < Мтор. Следовательно, машина будет получать механическую энергию, подводимую со стороны вала, и электрическую энергию из сети, преобразуя и ту и другую в тепловую энергию потерь.
Чтобы перевести двигатель в режим электромагнитного тормоза, применяется противовключение, т.е. изменение порядка подключения к сети любых двух фаз статора (см. рис. 8.8, б). При этом направление вращения магнитного поля машины изменится на противоположное. Когда ротор остановится, необходимо отключить машину от сети, чтобы избежать ее перехода в режим двигателя.
Режим электромагнитного тормоза применяется, например, для торможения приводного механизма, в подъемных устройствах при спуске грузов.
201
8.12. Двухфазные и однофазные асинхронные двигатели
Для работы от однофазного источника питания применяются асинхронные двигатели, которые по способу создания начального момента подразделяют на двухфазные и однофазные.
Двухфазные асинхронные двигатели. Такие двигатели имеют две обмотки, расположенные в пазах статора так, что их оси смещены в пространстве на угол л/2. Обмотка Wx включается в сеть непосредственно, а обмотка W2 — через фазосдвигающее устройство, в качестве которого используется конденсатор С (рис. 8.23). При этом выполняются условия создания вращающегося магнитного поля: наличие двух синусоидальных магнитных потоков, смещенных в пространстве и сдвинутых по фазе.
