ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ ДО ТЕМИ №18
ЗРОБИ КРЕСЛЕННЯ СХЕМ ТА КОНСПЕКТ У СЕБЕ В ЗОШИТІ
НАВЧАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ 4 ЧАСТИНА (20)
СИМУЛЯТОР ЛАБОРАТОРІЯ ЗМІННОГО СТРУМУ
| Клацніть для запуску |
ТЕМА 18
Трифазний асинхронний двигун з коротко замкненим ротором складається з нерухомої частини статора, рухомого ротора та двох підшипникових щитів. Статор має станину, осердя, виготовлене з листів електротехнічної сталі, у пазах якого знаходиться трифазна обмотка. Ротор складається із вала, осердя, виготовленого з листів електричної сталі, в пазах якого розміщена неізольована короткозамкнена обмотка, виготовлена з алюмінію або міді. На роторі розташований вентилятор для кращого охолодження. У підшипникових щитах закріплені підшипники ротора.
Трифазний асинхронний двигун з фазним ротором використовують у тих випадках, коли потрібно регулювати частоту обертання ротора або поліпшити пускові властивості двигуна.
Подивись відео
Статор асинхронного двигуна з фазним ротором такий самий, як в асинхронного двигуна з коротко замкненим ротором. Фазний ротор складається з вала, осердя і трифазної обмотки, з'єднаної зіркою. Початки обмотки ротора припаяні до трьох контактних кілець, через які за допомогою графітних щіток до обмотки ротора приєднують регулювальний реостат.
Якщо по трифазній обмотці асинхронного двигуна пропустити трифазний струм, то утвориться обертове магнітне поле, яке, пересікаючи обмотку ротора, буде індукувати в нiй струм. Взаємодiя обмотки ротора, по якій протікає струм, з обертовим магнітним полем змусить ротор обертатися у той же бік, що і обертове магнітне поле, але з меншою частотою.
Ковзання — це рiзниця мiж частотою обертання обертового магнітного поля i ротора, роздiлена на частоту обертання обертового магнiтного поля.
Обертовий момент асинхронного двигуна прямо пропоршйний магyнiтному потоку ротора Ф, струму в обмотці ротора l2 та коефіцієнту потужності в роторі cos φ2.
Обертовий момент асинхронного двигуна прямо пропорційний напрузi мережі в квадратii залежить вiд ковзання. У момент пуску асинхронного двигуна з коротко замкненим ротором, коли ковзання S=1, обертовий момент М невеликий. iз зменшенням ковзання обертовий момент зростає, а потім зменшується.
Подивись відео
В асинхронних двигунах з фазним ротором у момент пуску обертовий момент максимальний, при цьому в коло обмотки ротора вводять реостат, який підвищує соs φ2.
Для збiльшення пускового моменту в асинхронних двигунах з коротко-замкненим ротором обмотку ротора роблять подвійною (з робочою та пусковою). У момент пуску робоча обмотка має великий індуктивний опір, i струм в основному протiкає по пусковiй обмотцi. У пускової обмотки активний опiр великий, в результат чого пiдвищується соs φ2 i пусковий момент iз пiдвищенням частоти обертання ротора частота струму в роторi зменшується, що призводить до зменшення iндуктивного опору робочої обмотки, i струм протікатиме по нiй. Для збiльшення пускового моменту коротко замкнену обмотку ротора виготовляють також глибокопазною.
У момент пуску асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором струм в обмотцi статора зростає у 5—7 разiв. Цей великий струм не шкідливий для обмотки статора, оскільки пуск триває короткий час, але в момент пуску падає , що призводить до зменшення обертового моменту асинхронних двигуiв, якi працюють i можуть вийти з ладу. При пуску асинхронних двигунiв малої потужності з пусковими струмами боротьбу не проводять. При пуску двигунів великої потужностi зменшують пусковий струм, знижуючи за допомогою автотрансформатора напругу на двигунi або перемикаючи обмотку статора iз зiрки на трикутник.
Хоч пусковi струми не шкiдливi для обмотки статора, проте слiд пам'ятати, що не можна пускати двигун пiдряд бiльше трьох разiв, оскільки великий струм, що протiкає тривалий час по обмотцi статора дуже нагрiє її i призведе до згоряння iзоляцiй обмотки.
Подивись відео
У двигунах з фазним ротором пусковий струм зменшують за допомогою реостата, який вводять в обмотку ротора в момент пуску.
Частота обертання ротора асинхронних двигунів прямо пропорційна частотiструму i обернено пропорційна числу пар полюciв обмотки статора i ковзанню.
У двигунах з фазним ротором частоту обертання регулюють, змiнюючи опiр реостата, ввiмкненого в фазну обмотку ротора. iз збiльшенням опору ковзання збiльшується, а частота, обертання зменшується.
Подивись відео
Для плавного регулювання частоти обертання в асинхронних двигунах з короткозамкненим ротором використовують спецiальнi тиристорнi перетворювачi, якi змiнюють частоту струму. Для ступiнчастої змiни частоти обертання ротора використовують спецiальнi двох-, трьох- та чотирьох швидкicнi двигуни. На їх статорах розмiщують обмотки з рiзним числом пар полюсiв . Крiм того, можна використовувати перемикання фазних обмоток статора з послiдовного з'єднання на паралельне. При цьому число полюсiв зменшується i вiдповiдно зростає частота обертання ротора.
Щоб зреверсувати трифазний асинхронний двигун (змiнити напрямок обертання ротора), необхiдно змiнити напрямок обертання обертового магнiтного поля. Цього досягають перемиканням двох фаз, які з'єднують обмотку статора з мережею.
Однофазний асинхронний двигун відрізняється від трифазного з короткозамкненим ротором тим, що на статорі в нього не трифазна обмотка, а дві обмотки: пускова та робоча. Пускова обмотка має активний опір, а робоча — індуктивний. Пускова обмотка вмикається тільки під час пуску, щоб створити обертове магнітне поле.
Конденсаторний (двофазний) асинхронний двигун відрізняється від однофазного тим, що на статорі в нього дві однакові обмотки. В одну з них вмикається конденсатор. Обидві обмотки робочі
Щоб зреверсувати однофазний або конденсаторний двигун, достатньо поміняти місцями кінці однієї з обмоток, які приєднані до однофазної мережі.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ ДО ТЕМИ №17
ЗРОБИ КРЕСЛЕННЯ СХЕМ ТА КОНСПЕКТ У СЕБЕ В ЗОШИТІ
СИМУЛЯТОР ТРАНСФОРМАТОР
| Клацніть для запуску |
ТЕМА 17
Трансформатор — електричний апарат, призначений для перетворення змінного струму однієї напруги у змінний струм іншої напруги при незмінній частоті.
Однофазний трансформатор складається з осердя, виготовленого з листів електротехнічної сталі товщиною 0,35— 0,5 мм, ізольованих між собою, і двох обмоток. Обмотка вищої напруги має більше витків меншого поперечного перерізу проводу, а обмотка вищої напруги, навпаки, має менше витків, але проводу з більшою площею поперечного перерізу. Обмотки виготовлені з ізольованого проводу та ізольовані від осердя і одна від одної. Обмотка, яка вмикається в мережу, називається первинною, а обмотка, до якої вмикають споживачів, — вторинною.
Принцип роботи понижуючого трансформатора такий. Якщо до первинної обмотки підвести змінну напругу U1 , то по ній потече змінний струм L1 та виникне змінний магнітний потік Ф. Цей магнітний потік, перетинаючи вторинну обмотку, буде індукувати в ній е. р.с. Е2, яка у стільки разів менша за Е1 , у скільки разів число витків вторинної обмотки ω2, менше за число витків первинної обмотки ω1 .
Магнітний потік Ф, перетинаючи первинну обмотку індукує в ній також е. р. с., яка приблизно дорівнюватиме U1 (трохи менша).
Відношення напруг первинної і вторинної обмоток дорівнює відношенню числа витків первинної до числа витків вторинної обмотки або відношенню струму у вторинній обмотці до струму в первинній. Це відношення називається коефіцієнтом трансформації трансформатора.
Подивись відео
Трансформатор може працювати у трьох режимах роботи:
1) робочий режим;
2) режим холостого ходу;
3) режим короткого замикання.
Трансформатор працює в робочому режимі (основний режим), якщо його первинна обмотка ввімкнена в мережу, а до вторинної ввімкнений споживач ZH
Як видно із зовнішньої характеристики трансформатора, із збільшенням навантаження напруга U2 на вторинній обмотці падає. Якщо навантаження має індуктивний характер, то спад напруги більший порівняно із активним навантаженням.
Для регулювання напруги вторинної обмотки змінюють число витків первинної обмотки спеціальним перемикачем.
У трансформаторі бувають електричні втрати ∆Рел, які йдуть на нагрівання обмоток трансформатора, і магнітні ∆Рм на утворення вихрових струмів в осерді і розсіюванні магнітного потоку.
Коефіцієнт корисної дії трансформаторів дуже високий і дорівнює відношенню корисної енергії, яку віддає трансформатор Р2, до енергії, яка підводиться до трансформатора Р1.
Трансформатор працює в режимі холостого ходу, якщо первинна його обмотка ввімкнена в мережу, а вторинна розімкнена. У цьому режимі струм, який протікає по первинній обмотці, становить 3—10 % номінального. При холостому ході коефіцієнт потужності трансформатора дуже низький і дорівнює 0,2—0,3. Приблизно можна вважати, що потужність Wхх яку споживає з мережі трансформатор в режимі холостого ходу, йде на покриття магнітних втрат ∆РМ.
Трансформатор працює в режимі короткого замикання, коли первинна його обмотка ввімкнена в мережу, а вторинна закорочена. Це аварійний режим, тому що струм в обмотках трансформатора зростає в 30—45 разів, і обмотки перегорають, якшо відсутній захист трансформатора від короткого замикання.
Подивись відео
Трифазний трансформатор складається з магнітопроводу, виготовленого з листів електротехнічної сталі, трьох обмоток вищої напруги з виводами АХ, ВY, СZ і трьох обмоток нижчої напруги з виводами ах, by, сz. Принцип роботи трифазного трансформатора аналогічний однофазному.
Обмотки трифазного трансформатора з'єднують Y/Y, Y/Y, Y/∆. У чисельнику зазначені з'єднання обмоток вищої напруги, у знаменнику — нижчої.
Група з'єднання (від першої до дванадцятої) обмоток трансформатора показує зсування фаз між високою і низькою лінійними напругами. Паралельне вмикання трансформаторів застосовують при змінному графіку навантаження підстанції. При найменшому навантаженні працює тільки один трансформатор, а при збільшенні навантаження вмикають усі інші трансформатори. Це значно зменшує витрати енергії і підвищує ККД підстанції.
Для нормальної паралельної роботи трансформаторів слід дотримувати таких вимог. Мають бути однаковими: номінальні первинні та вторинні напруги, напруги короткого замикання, групи та схеми з'єднань. Необхідно забезпечити правильне чергування фаз паралельно ввімкнених трансформаторів.
Подивись відео
Автотрансформатор — це такий трансформатор, у якого обмотка нижчої напруги становить частину обмотки вишої напруги.
Електрична енергія в автотрансформаторах передається не тільки електромагнітним способом, але й за рахунок безпосереднього з'єднання обмоток.
Коефіцієнт трансформації автотрансформатора визначається так само, як і трансформатора. Автотрансформатор при коефіцієнті трансформації від 1,25 до 2 має переваги порівняно із трансформатором:
менше витрачається міді на виготовлення обмоток;
менше витрачається сталі на виготовлення магнітопроводу;
можна плавно регулювати напругу, змінюючи число витків вторинної обмотки.
Недоліком автотрансформаторів є наявність електричного з'єднання між його обмотками, великі струми короткого замикання. Автотрансформатори можуть бути однофазні і трифазні.
Подивись відео
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ ДО ТЕМИ №16
ЗРОБИ КРЕСЛЕННЯ СХЕМ ТА КОНСПЕКТ У СЕБЕ В ЗОШИТІ
