Регулирование скорости вращения ротора

изменением числа пар полюсов обмотки статора.

Для этого способа изготавливают АД у которых в пазы статора закладывают 2 независимые обмотки с разным числом пар полюсов или 1 обмотка, но с дополнительными выводами, позволяющими переключать число пар полюсов. Изготовляются двигатели 2-х, 3-х и 4-х скоростные. Этот способ регулирования экономичен, прост, но позволяет только ступенчатое изменение оборотов.

 

 

Тормозные режимы АД.

 

1.Торможение противовключением.

Если работающий АД среверсировать, то поле статора мгновенно изменит направление вращения. При этом, электромагнитный момент начинает действовать в новом направлении, обеспечивая быстрое торможение ротора до полной остановки.

Либо так:

Если ротор АД вращать против поля статора сразу после реверса, когда , то (S): , следовательно роторный и статорный токи будут больше, чем при пуске, что обусловит большой тормозной момент. Поэтому, для ограничения роторного тока в режиме противовключения у АД с фазным ротором включают в цепь добавочные сопротивления. При этом характеристики для этого режима рассчитываются точно также по формуле Клосса, как и для двигательного режима, но при этом значение (S) нужно брать больше единицы.

 

2.Динамическое торможение.

Производится путём подачи постоянного напряжения на 2 фазы статора.

Если работающий АД отключить от сети и тот час же на статор подать постоянное напряжение, то в статоре будет создано постоянное магнитное поле.

В роторе из-за вращения по инерции наводится ЭДС и потечёт ток (I₂). При взаимодействии обмоток ротора с током (I₂) и постоянного магнитного поля создаётся тормозной электромагнитный момент, который действует до полной остановки двигателя.

 

Либо так:

Данный режим можно получить 2-мя способами:

1) За счёт возбуждения от постороннего источника постоянного тока.

2) За счёт возбуждения посредством конденсаторов.

 

1. За счёт возбуждения от постороннего источника постоянного тока.

 

При независимом возбуждении после отключения напряжения (U1) на обмотки АД подают напряжение постоянного тока (U2).

Постоянный ток создаёт в статоре неподвижное магнитное поле. Из-за вращения ротора по инерции в магнитном поле статора в нём наводится ЭДС и протекает ток ротора (переменный с изменяющейся частотой) в результате чего появляется тормозной электромагнитный момент действующий до полной остановки ротора. Величина его зависит от напряжения (U2) и скорости вращения ротора.

 

3.Генераторное торможение.

Если под действием внешней силы ротор вращать со скоростью то ток ротора меняет свою фазу на 180^о и энергия возвращается в сеть, т.е. происходит рекуперация энергии, а электромагнитный момент двигателя становится тормозящим.

Либо так:

Если ротор (АД) посторонней силой вращать со скоростью , то скольжение (S): т.е станет отрицательным.

Ток ротора меняет фазу на 180^О и подмагничивая статор меняет ток по фазе и в статорной обмотке. Статорный ток не потребляется, а возвращается в сеть. Электромагнитный момент АД меняет знак на противоположный и значит, становится тормозящим.

 

Однофазные АД.

 

Две третьи пазов статора занимает однофазная рабочая обмотка и по ней протекает переменный ток (I₁) создающий пульсирующий магнитный поток.

 

Магнитный поток (Фm) ожно условно разложить на 2 одинаковых магнитных потока, которые вращаются в разные стороны с однинаковой скоростью. Каждый из этих потоков обусловит действие электромагнитных моментов действующих на ротор в разных направлениях.

Как видно из графика пусковой момент (Мп) равен нулю. Если ротор вручную подтолкнуть в любую строну он дальше раскрутится под действием электромагнитного момента до номинальной скорости.

Для создания первоначального толчка в оставшуюся часть пазов статора размещают пусковую обмотку, но так чтобы её магнитный поток был направлен перпендикулярно потоку рабочей обмотки.

РО – рабочая обмотка.

ПО – пусковая обмотка

С – конденсатор для создания сдвига фаз в ПО.

 

Чтобы результирующий магнитный поток был вращающимся необходимо, чтобы между токами сдвиг фаз был (90^о). Для этого в цепь пусковой обмотки (ПО) включается конденсатор.

 

Включение трёхфазного АД в однофазную цепь.

 

Трёхфазный АД может работать в однофазной цепи, однако, при этом теряется до 30% мощности.

Подключение двигателя звездой: Подключение треугольником:

 

 

 

Практики считают на каждые 100Вт = 7мкФ получают примерные значения.

 

Синхронные машины (СМ).

Делятся на Синхронные Двигатели (СД) и

Синхронные Генераторы (СГ).

Устройство и принцип действия:

Синхронные машины состоят из статора и

ротора. Статор мало отличается от статора АД.

Ротор (СМ) бывает двух конструкций:

1.Явнополюсный (тихоходный).

у Гидрогенераторов, наприер (гидростанции).

2.Не явнополюсные (быстроходные)

у Турбогенераторов (теплостанции).

 

Синхронные двигатели (СД).

 

 

При подаче трёхфазного напряжения на обмотку статора его вращающееся магнитное поле мгновенно набирает обороты, но из-за инерции ротор не может раскрутиться и по-прежнему стоит на месте.

Чтобы (СД) заработал необходимо раскрутить его до подсинхронной скорости с помощью постороннего привода.

Далее при наличии тока возбуждения за счёт магнитного притяжения полюсов поля и ротора он (ротор) раскрутится до скорости вращения Магнитного Поля (статора) и далее будет вращаться с этой скоростью.

Электромагнитный момент СД обусловленмагнитным сцеплением полей ротора и статора и имеет следующую формулу:

m1 – число фаз; U1 – напряжение подводимое к статору; E₀ – ЭДС наводимое в статоре магнитным полем ротора; ω – угловая скорость вращения ротора; X_C – синхронное сопротивление в статорной обмотке; sin θ – угол между осями полюсов ротора и полем статора.