Какой асинхронный двигатель предпочтительно используется в системах автоматического управления
Перейти к содержимому

Какой асинхронный двигатель предпочтительно используется в системах автоматического управления

  • автор:

Асинхронные машины автоматических устройств

К машинам, применяемым в автоматических устройствах, в первую очередь относятся асинхронные исполнительные двигатели, которые должны обеспечивать высокий диапазон изменения частоты вращения при линейных механических и регулировочных характеристиках. Исполнительные двигатели должны иметь высокое быстродействие, большой пусковой момент, малую мощность управления, малый момент трения, а также не иметь самохода при уменьшении напряжения управления до нуля.

Этим противоречивым требованиям в основном удовлетворяют двухфазные асинхронные двигатели с полым ротором и двигатели с короткозамкну той обмоткой ро тора с повышенным активным сопротивлением. Двигатели с полым ротором, рассмотренные в параграфе 3.15, выполняются на мощность до 30 Вт, а двигатели с короткозамкнутым ротором с повышенным сопротивлением — до 500 Вт. Исполнительные асинхронные двигатели могут изготовляться на мощность и в несколько киловатт.

Исполнительные асинхронные двигатели на сотни ватт выполняются с шихтованным ротором, а короткозамкнутая обмотка заливается сплавами алюминия с повышенным сопротивлением или сваривается из латуни или бронзы. Используются также двигатели с массивным ротором, рассмотренные в параграфе 3.15, которые имеют худшие энергетические и массогабаритные показатели но сравнению с двигателями с шихтованным ротором. Двигатели с массивным ротором применяются в высокоскоростных приводах, в которых двигатели с короткозамкнутой обмоткой из-за недостаточной механической прочности применяться нс могут.

В асинхронных исполнительных двигателях основной проблемой является отвод тепла, которое выделяется в машине при глубоком регулировании частоты вращения. Для лучшего охлаждения исполнительных двигателей применяются вентиляторы-наездники, частота вращения которых не зависит от частоты вращения исполнительного двигателя, используются также охлаждение водой и внутреннее испарительное охлаждение. В исполнительных микродвигателях интенсивный отвод тепла осуществляется также путем увеличения поверхности охлаждения.

Для плавного регулирования частоты вращения асинхронных исполнительных двигателей применяется два способа: частотный (изменение частоты напряжения) и изменением напряжения (изменение скольжения за счет амплитуды и фазы питающего напряжения). Наибольшее распространение получил второй способ, так как преобразователи частоты, несмотря на применение силовых полупроводниковых элементов, остаются громоздкими и дорогими. При регулировании частоты вращения исполнительных двигателей путем изменения напряжения применяют три способа управления: амплитудное, фазное и амплитудно-фазное. При амплитудном регулировании изменяется амплитуда подводимого к двигателю напряжения, при фазном — фаза напряжения, а при амплитудно-фазном изменяются и амплитуда, и фаза напряжения.

При изменении амплитуды или фазы питающего напряжения изменяется форма поля в воздушном зазоре из-за изменения амплитуд прямого и обратного полей. Таким образом, за счет изменения степени эллиптичности поля в воздушном зазоре осуществляется регулирование частоты вращения.

Схема управления двухфазным двигателем

Рис. 3.107. Схема управления двухфазным двигателем

В системах автоматического управления мощностью до 1 кВт обычно применяются двухфазные двигатели, когда одна обмотка (обмотка возбуждения гив) подключена к сети, а обмотка управления wy питается через регулятор напряжения PH (рис. 3.107). В исполнительных двигателях мощностью больше 1 кВт используются трехфазные двигатели, когда каждая фаза обмотки через регулятор напряжения подключается к сети.

В последнее время в качестве управляющих элементов применяются регуляторы напряжения на тиристорах и транзисторах, находят также применение схемы на магнитных усилителях. Следует отметить, что управляющие элементы имеют большие габариты, так как они рассчитываются на полную или на часть мощности системы. Габариты и стоимость управляющих элементов возрастают в реверсивных системах, когда необходимо изменять направление вращения и регулировать частоту вращения в широких пределах.

Стремление снизить массу всей системы регулирования приводит к попытке объединить исполнительный двигатель и регулятор напряжения или преобразователь частоты в одном агрегате и за счет лучшего использования материалов получить общее снижение массы электромеханической системы.

Удачным совмещением исполнительного асинхронного двигателя и магнитных усилителей являются двигатели- усилители (рис. 3.108). В двигателях-усилителях обмотки магнитных усилителей наматываются на спинку магнито- провода статора, а обмотки двигателя 1 и магнитного усилителя 2 укладываются в пазы. Обмотки переменного тока наматываются на спинку статора каждого пакета 3, а обмотки управления охватывают оба пакета. В ярме статора пото-

Асинхронный двигатель-усилитель ки магнитного усилителя и двигателя складываются. Сталь ярма статора является магнитопроводом магнитных усилителей и двигателя. Ротор 4 короткозамкнутый

Рис. 3.108. Асинхронный двигатель-усилитель ки магнитного усилителя и двигателя складываются. Сталь ярма статора является магнитопроводом магнитных усилителей и двигателя. Ротор 4 короткозамкнутый.

В коробке выводов 5 двигателя-усилителя помещаются диоды магнитных усилителей. В специальных машинах обычно коробки выводов имеют увеличенные размеры, так как в них располагаются различные элементы систем управления. Благодаря тому, что силовые обмотки магнитных усилителей соединены последовательно с обмоткой статора двигателя, при работе системы напряжение сети перераспределяется между магнитным усилителем и двигателем так, что суммарный магнитный поток практически не изменяется. Когда магнитные усилители не насыщены, их поток максимален, а при насыщении магнитных усилителей магнитный поток максимален в исполнительном двигателе. В промежуточных режимах поток перераспределяется между магнитными усилителями и двигателем. Двигатели-усилители обеспечивают снижение массы по сравнению с раздельной системой в 1,2—1,5 раза и, несмотря па применение регуляторов напряжения па тиристорах, являются наименее металлоемкими системами.

Для управления различными механизмами применяются микроЭВМ — микропроцессоры. Упрощение технологии изготовления и увеличение надежности микропроцессоров приводит к тому, что они встраиваются в электрические машины, чтобы получить простейшие самонастраивающиеся электромеханические системы.

В системах автоматического управления для приводных механизмов часто требуются низкие частоты вращения и большие моменты. Получить низкую частоту вращения, имея частоту сети 50 или 400 Гц, можно путем увеличения числа полюсов двигателя. Однако увеличение числа полюсов ограничивается технологическими причинами, так как нельзя из-за наклепа сделать ширину зубцов меньше примерно 1,2 мм, а диаметр двигателя, как правило, ограничен. Применение механических редукторов усложняет и снижает точность электромеханической системы.

Электрические машины позволяют получить электромагнитную редукцию частоты вращения. В основе электромагнитной редукции лежит использование пространственных гармоник и несимметрии воздушного зазора в двигателях с ротором индукторного типа, с катящимся или волновым ротором.

В редукторных двигателях в качестве основной гармоники используется 5-я или 7-я пространственная гармоника, которая имеет в 5—7 раз меньшие синхронные частоты вращения. При определенных соотношениях чисел зубцов на роторе и статоре и числа пар полюсов высшие пространственные гармоники имеют амплитуду большую, чем 1-я, и двигатель работает на высшей пространственной гармонике как на основной.

Недостатком редукторных двигателей являются низкий КПД и разброс характеристик, зависящий от технологии изготовления двигателя.

В настоящее время созданы электромеханические системы с исполнительными двигателями, обеспечивающие равномерную частоту вращения в один оборот и доли оборота в сутки.

Наибольшие трудности существуют при создании мо- ментных асинхронных двигателей с большими моментами при о)р « 0, а также обеспечивающих глубокое регулирование частоты вращения.

В генераторном режиме асинхронные машины в системах автоматического управления широко используются в качестве тахогенераторов — датчиков частоты вращения и датчиков ускорения.

По своей конструкции асинхронные тахогенераторы ничем не отличаются от асинхронных двигателей с полым ротором. К одной из обмоток статора — обмотке возбуждения

подводится переменное напряжение U„. При вращении ротора со второй обмотки статора wр, сдвинутой на электрический угол 90° по отношению к обмотке возбуждения, снимается напряжение Ur, которое пропорционально частоте вращения (рис. 3.109).

При неподвижном роторе, когда юр = 0, в обмотке w( s f ЭДС не наводится и Uv = 0. При вращении согласно уравнениям (3.132) в обмотке статора гер, расположенной под углом 90°

Асинхронный тахогенератор

Рис. 3.109. Асинхронный тахогенератор

к w’a, будет наводиться синусоидальное напряжение, пропорциональное Юр.

Для тахогенсратора важно, чтобы напряжение линейно зависело от Юр, а его фаза и форма нс изменились при изменении частоты вращения. Иными словами, амплитудные и фазовые погрешности в асинхронных тахогенераторах должны быть минимальными. Для уменьшения погрешностей следует делать ротор с повышенным сопротивлением, а нагрузка, подключаемая к напряжению должна быть высокоомной. При этом U,.

Ег и ток в выходной обмотке не влияют на характеристики асинхронного тахогенератора.

Одним из важных показателей тахогенератора является крутизна выходной характеристики

где AU,. — изменение выходного напряжения; Ап — изменение частоты вращения.

Чем больше крутизна выходной характеристики, тем точнее будет работать система автоматического управления. Однако увеличение крутизны выходной характеристики без увеличения габаритов тахогенератора влечет увеличение амплитудной и фазовой погрешностей. Поэтому при проектировании тахогенераторов приходится увязывать крутизну выходной характеристики с погрешностями. У точных асинхронных тахогенераторов k = 1-^3 мВ/(об/мин), а у тахогенераторов следящих систем k = 6-ИО мВ/(об/мин).

При питании обмотки возбуждения zc, постоянным током при постоянной частоте вращения напряжение Ur будет равно нулю, а при наличии ускорения dn/dt ЭДС на обмотке изменяется согласно уравнениям (3.132) пропорционально ускорению. В этом режиме асинхронный тахогене- ратор является датчиком ускорения.

В системах синхронной связи и для преобразования угла поворота в электрический сигнал применяются сельсины и поворотные (вращающиеся) трансформаторы.

Трехфазные сельсины конструктивно не отличаются от асинхронных машин с фазным ротором. В однофазных сельсинах имеется однофазная обмотка возбуждения и трехфазная обмотка синхронизации. Поворотные трансформаторы — двухфазные асинхронные двигатели с фазной обмоткой на роторе, выведенной на кольца. Так как сельсины и поворотные трансформаторы выполняют функции датчиков и приемников в устройствах автоматического управления, при проектировании их основное внимание должно быть уделено вопросам точности и надежности.

Сельсины применяют в системах синхронной связи двух видов: синхронного поворота (передачи угла) и синхронного вращения (электрического вала).

Системы передачи угла в свою очередь можно разделить на индикаторные системы синхронной связи, в которых момент сопротивления на ведомой оси мал или отсутствует, и на трансформаторные системы синхронной связи, когда на ведомой оси имеется момент сопротивления.

На рис. 3.110 представлена схема индикаторной синхронной связи. Эта схема включает в себя два одинаковых однофазных сельсина и линию связи. Обмотки возбуждения сельсина-датчика wBa и сельсина-приемника wBn присоединены к одной сети, а концы фаз обмоток роторов сельсинов — обмотки синхронизации — через контакторные кольца и линию связи соединены между собой. При повороте ротора сельсина-датчика на угол (хд ротор сельсина-приемника стремится повернуться на такой же угол. При ад * а„ возникают токи 1А, 1ц, 1С, создающие момент в сельсине-приемнике и сельсине-датчике.

Уравнительный ток в фазах обмотки синхронизации определяется как

Схема индикаторной синхронной связи

Рис. 3.110. Схема индикаторной синхронной связи

где АЕ — ЭДС, определяемая углом поворота сельсина-датчика; z,|, — сопротивление фазы сельсина (для датчика и приемника одинаковые).

В результате взаимодействия уравнительных токов с пульсирующим полем обмоток возбуждения сельсинов возникает синхронизирующий момент, который при изменении угла рассогласования изменяется по синусоидальне- му закону. Синхронизирующий момент приложен к сельсину-датчику и сельсину-приемнику.

Трансформаторная система связи

Рис. 3.111. Трансформаторная система связи

Трансформаторная система связи состоит из сельсина- датчика, сельсина-приемника, линии связи, усилителя У и исполнительного двигателя ИД (рис. 3.111). Исполнительный двигатель соединен с нагрузочным механизмом, который имеет обратную механическую связь с сельсином-приемником. Обмотка возбуждения сельсина-датчика подключена к однофазной сети переменного тока и создает пульсирующее магнитное поле. Пульсирующее магнитное поле наводит в обмотке синхронизации датчика ЭДС, под действием которых в линии связи и обмотке синхронизации приемника постоянно протекают токи. Эти токи создают в сельсине-приемнике пульсирующее магнитное поле, направление которого зависит от взаимного расположения роторов приемника и датчика. Сцепляясь с обмоткой возбуждения приемника, это поле наводит ЭДС — выходное напряжение приемника. Последнее подается на усилитель, а затем на обмотку управления исполнительного двигателя, который отрабатывает заданный датчиком угол и возвращает ротор приемника в положение, при котором выходное напряжение становится равным нулю. Такое положение роторов сельсинов называется согласованным.

В целях повышения качества работы системы синхронной связи часто сельсины выполняются без скользящих контактов (рис. 3.112). Статор 1 бесконтактного сельсина практически не отличается от статора обычной асинхронной машины. В пазах статора располагается соединенная в звезду трехфазная обмотка синхронизации 6. Ротор 2 бесконтактного сельсина двухполюсный и разделен немагнитным промежутком 7 на две части. Однофазная обмотка возбуждения 5 выполняется в виде двух неподвижных кольцевых катушек, расположенных между лобовыми частями обмот-

Бесконтактный сельсин

Рис. 3.112. Бесконтактный сельсин

ки статора и тороидами 3. Наружные цилиндрические поверхности тороидов связаны внешним магнитопроводом 4. Между внешним магнитопроводом и пакетом статора имеется немагнитный зазор. Путь магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, показан на рис. 3.112. Пото- косцепление обмотки возбуждения с той или иной фазой обмотки синхронизации зависит от положения ротора, так же как и в контактном сельсине.

Главным требованием к сельсинам, работающим в системах синхронной связи, является точность, которая характеризуется погрешностью

где 0тах1, 0тах2 — максимальные положительное и отрицательное отклонения ротора приемника от ротора датчика при повороте на один оборот.

В зависимости от значения Д0 сельсины делят на четыре класса точности. Для первого класса Д0 не более ±30 с, а для четвертого — не более ±90 с.

Системы синхронного вращения заменяют механическое соединение двух или нескольких синхронно перемещающихся механизмов. Электрический вал применяется там, где необходимо иметь синхронное вращение механизмов, находящихся на большом удалении друг от друга, а механическое соединение нежелательно или невозможно. Электрический вал состоит из асинхронных машин с фазным ротором, контактные кольца которых соединены между собой (рис. 3.113). При рассогласовании роторов двигателей, так же как и в схеме

Электрический вал

Рис. 3.113. Электрический вал

с сельсинами, возникают в статоре двигателей уравнительные токи и электромагнитные моменты, возвращающие роторы в согласованное положение.

Поворотные (вращающиеся) трансформаторы применяются в системах автоматического управления для преобразования механического перемещения — угла поворота ротора в выходное напряжение. Конструктивно они представляют собой двухфазные двигатели с двухфазной обмоткой ротора, выведенной на контактные кольца. Особенностью их конструкции является тщательное выполнение магнитной системы и обмоток, в результате чего уменьшается число пространственных гармоник, что обеспечивает высокую точность поворотных трансформаторов.

Последние используются в качестве синусных поворотных трансформаторов, в которых и = Lisina; синусно-косинусных поворотных трансформаторов, в которых иА = Umsin a, и в = Umcos а; линейных поворотных трансформаторов, в которых U = k a.

Поворотные трансформаторы также используются как построители и фазовращатели. Они могут заменять сельсины. Благодаря тому что поворотные трансформаторы — симметричные машины, в них достигается большая точность, чем в сельсинах.

Схема включения синусно-косинусного поворотного трансформатора показана на рис. 3.114. При повороте ротора поворотного трансформатора в обмотке А наводится ЭДС, изменяющаяся по закону синуса, а в обмотке В — по закону косинуса.

Если в поворотном трансформаторе используется одна обмотка на роторе, такой поворотный трансформатор называется синусным поворотным трансформатором.

При определенном соединении обмоток и значении параметров обмоток можно в значительном диапазоне изменения угла получить линейное изменение U = /(а). Такие поворотные трансформаторы называются линейными поворотными трансформаторами.

Синуснокосинусный поворотный трансформатор

Рис. 3.114. Синуснокосинусный поворотный трансформатор

По максимальной погрешности (отклонению от синусной или линейной зависимости от угла а и ряду других показателей) поворотные трансформаторы делят на шесть классов точности. В высокоточных поворотных трансформаторах погрешность не превышает нескольких секунд.

Особое место среди асинхронных машин, применяемых в системах автоматического управления, занимают электрические машины гироскопических систем. Они являются основой навигационных систем, с их помощью осуществляется стабилизация различных космических объектов.

Асинхронные гиродвигатели выполняются с короткозамкнутым ротором. Это — обращенные машины. Внешний ротор обеспечивает больший момент инерции, который определяет большую равномерность частоты вращения. Частота вращения в несколько десятков тысяч оборотов в минуту достигается за счет повышенной частоты напряжения питания — до 400-2000 Гц [2, 16].

Асинхронные исполнительные двигатели

Асинхронные исполнительные двигатели используют в системах автоматического управления для управления и регулирования различных устройств.

Асинхронные исполнительные двигатели начинают действовать при подаче им электрического сигнала, который они преобразуют в заданный угол поворота вала или в его вращение. Снятие сигнала приводит к немедленному переходу ротора исполнительного двигателя в неподвижное состояние без использования каких-либо тормозных устройств. Работа таких двигателей протекает все время в условиях переходных режимов, в результате чего скорость ротора зачастую при кратковременном сигнале не достигает установившегося значения. Этому способствуют также частые пуски, изменения направления вращения и остановки.

По конструктивному оформлению исполнительные двигатели представляют собой асинхронные машины с двухфазной обмоткой статора, выполненной так, что магнитные оси ее двух фаз сдвинуты в пространстве относительно друг друга не угол 90 эл. град.

Одна из фаз обмотки статора является обмоткой возбуждении и имеет выводы к зажимам с обозначение ми C1 и С2. Другая, выполняющая роль обмотки управления, имеет выводы, присоединенные к зажимам с обозначениями У1 и У2.

К обеим фазам обмотки статора подводят соответствующие переменные напряжения одинаковой частоты. Так, цепь обмотки возбуждения присоединяют к питающей сети с неизменным напряжением U, а в цепь обмотки управления подают сигнал в виде напряжения управления U у (рис. 1, а, б, в).

Схемы включения асинхронных исполнительных двигателей при управлении: а - амплитудном, б - фазовом, в - амплитудно-фазовом.

Рис. 1. Схемы включения асинхронных исполнительных двигателей при управлении: а — амплитудном, б — фазовом, в — амплитудно-фазовом.

В результате этого в обеих фазах обмотки статора возникают соответствующие токи, которые благодаря включенным фазосдвигающим элементам в виде конденсаторов или фазорегулятора сдвинуты относительно друг друга во времени, что приводит к возбуждению эллиптического вращающего магнитного поля, которое вовлекает короткозамкнутый ротор во вращение.

Асинхронные исполнительные двигателиПри изменении режимов работы двигателя эллиптическое вращающееся магнитное поле в предельных случаях переходит в переменное с неподвижной осью симметрии или в круговое вращающееся, что сказывается на свойствах двигателя.

Пуск, регулирование скорости и остановка исполнительных двигателей определяются условиями формирования магнитного поля путем амплитудного, фазового и амплитудно-фазового управления.

При амплитудном управлении напряжение U на зажимах обмотки возбуждения поддерживают неизменным, а изменяют только амплитуду напряжения Uy. Сдвиг фаз между этими напряжениями, благодари исключенному конденсатору, равен 90° (рис. 1, а).

Фазовое управление харакрно тем, что напряжения U и Uy остаются неизменными, а сдвиг фаз между ними регулируют поворотом ротора фазорегулятора (рис. 1, б).

При амплитудно-фазовом управлении, хотя регулируют только амплитуду напряжения Uy, но при этом, из-за наличия конденсатора в цепи возбуждения и электромагнитного взаимодействия фаз обмотки статора, происходит одновременное изменение фазы напряжения на зажимах обмотки возбуждения и сдвига фаз между этим напряжением и напряжением на зажимах обмотки управления (рис. 1, в).

Иногда кроме конденсатора в цепи обмотки возбуждения предусматривают еще конденсатор в цепи обмотки управления, что компенсирует реактивную намагничивающую мощность, снижает потери энергии и улучшает, механические характеристики асинхронного исполнительного двигателя.

При амплитудном управлении круговое вращающееся магнитное поле наблюдается при номинальном сигнале независимо от скорости ротора, а при уменьшении его оно становится эллиптическим. В случае фазового управления круговое вращающееся магнитное поле возбуждается только при номинальном сигнале и сдвиге фаз между напряжениями U и Uy равным 90° независимо от скорости ротора, а при ином сдвиге фаз оно становится эллиптическим. При амплитудно-фазовом управлении круговое вращающееся магнитное поле существует только при одном режиме — при номинальном сигнале в момент пуска двигателя, а затем по мере разгона ротора оно переходит в эллиптическое.

При всех способах управления скорость ротора регулируют изменением характера вращающегося магнитного поля, а перемену направления вращения ротора осуществляют изменением фазы напряжения, подведенного к зажимам обмотки управления, на 180°.

Асинхронные исполнительные двигателиК асинхронным исполнительным исполнительным двигателям предъявляют специфические требования в части отсутствия самохода, обеспечения широкого диапазона регулирования скорости ротора, быстродействия, большого начального пускового момента и малой мощности управления при относительном сохранении линейности их характеристик.

Самоход асинхронных исполнительных двигателей проявляется в виде самопроизвольного вращения ротора при отсутствии сигнала управления. Он обусловлен либо недостаточно большим активным сопротивлением обмотки ротора — методический самоход, либо некачественным исполнением самого двигателя — технологический самоход.

Первый устраним при проектировании двигателей, предусматривающем изготовление ротора с повышенным сопротивлением обмотки и критическим скольжением sкр = 2 — 4, что, кроме того, обеспечивает широкий устойчивый диапазон регулирования скорости ротора, а второй — качественным изготовлением магнитопроводов и обмоток машин при тщательной их сборке.

Так как асинхронные исполнительные двигатели с ротором, имеющим короткозамкнутую обмотку с повышенным активным сопротивлением, отличаются небольшим быстродействием, характеризуемым электромеханической постоянной времени — временем набора ротором скорости от нулевой до половины синхронной — Тм = 0,2 — 1,5 с, то в установках автоматического управления предпочтение отдают исполнительным двигателям с полым немагнитным ротором, у которых электромеханическая постоянная времени имеет меньшее значение — Тм = 0,01 — 0,15 с.

Асинхронные исполнительные двигатели с полым немагнитным ротором, отличающиеся высоким быстродействием, имеют как внешний статор с магнитопроводом обычной конструкции и двухфазной обмоткой с фазами, выполняющими роль обмоток возбуждения и управления, так и внутренний статор в виде шихтованного ферромагнитного полого цилиндра, укрепленного на подшипниковом щите двигателя.

Поверхности статоров разделены воздушным зазором, который в радиальном направлении имеет размер 0,4 — 1,5 мм. В воздушном зазоре находится стакан из алюминиевого сплава со стенкой толщиной 0,2 — 1 мм, укрепленный на валу двигателя. Ток холостого хода асинхронных двигателей с полым немагнитным ротором велик и доходит до 0,9 I ном, а номинальный кпд = 0,2 — 0,4.

В установках автоматики и телемеханики применяют двигатели с полым ферромагнитным ротором, у которого толщина стенки 0.5 — 3 мм. В этих машинах, используемых в качестве исполнительных и вспомогательных двигателей, внутренний статор отсутствует, а ротор укреплен на одной запрессованной или двух торцовых металлических пробках.

Асинхронные исполнительные двигателиВоздушный зазор между поверхностями статора и ротора в радиальном направлении составляет всего 0,2 — 0,3 мм.

Механические характеристики двигателей с полым ферромагнитным ротором ближе к линейным, чем характеристики двигателей с ротором, имеющим обычную короткозамкнутую обмотку, а также с ротором, выполненным в виде полого немагнитного цилиндра.

Иногда внешнюю поверхность полого ферромагнитного ротора покрывают слоем меди толщиной 0,05 — 0,10 мм, а его торцовые поверхности — слоем меди до 1 мм для увеличения номинальных мощности и момента двигателя, однако кпд его при этом несколько уменьшается.

Существенными недостатками двигателей с полым ферромагнитным ротором является одностороннее прилипание ротора к магнитопроводу статора из-за неравномерности воздушного зазора, чего не бывает в машинах с полым немагнитным ротором. Самоход у двигателей с полым ферромагнитным ротором отсутствует, они устойчиво работают в диапазоне скоростей от нулевой до синхронной скорости ротора.

Асинхронные исполнительные двигатели с массивным ферромагнитным ротором выполненным в виде стального или чугуного цилиндра без обмотки, отличаю простотой конструкции, высокой прочностью, большим пусковым моментом, устойчивостью работы на заданной скорости и могут быть использованы при очень высоких скоростях ротора.

Существуют обращенные двигатели с массивным ферромагнитным ротором, который выполнен в вид наружной вращающейся части.

Асинхронные исполнительные двигатели изготавливают на номинальную мощность от долей до нескольких сотен ватт и предназначают для питания от источников переменного напряжения с частотой 50 Гц, а также повышенных частот до 1000 Гц и выше.
Читайте также: Сельсины: назначение, устройство, принцип действия

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Тестовые вопросы по теме «Асинхронный электродвигатель»

Ответ: электрическая машина — электромеханический преобразователь физической энергии, основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.

2. Дайте определение электродвигателя.

Ответ: электрический двигатель – специальная машина (ее еще называют электромеханическим преобразователем), с помощью которой электроэнергия преобразовывается в механическое движение.

3. Дайте определение генератора.

Ответ: Генератор — устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.

4. Какие законы лежит в основе работы электрических машин?

Ответ: Принцип действия электрических машин основан на законах электрических и магнитных явлений: законе электромагнитной индукции и законе Ампера.

Сущность закона электромагнитной индукции применительно к электрической машине состоит в том, что при движении проводника в магнитном поле со скоростью v в направлении, перпендикулярном вектору магнитной индукции В, в нем индуцируется ЭДС

где l — активная длина проводника, т.е. часть его общей длины, находящаяся в магнитном поле.

Если же проводник замкнуть, то в этом проводнике появится электрический ток I. В результате взаимодействия этого тока с внешним магнитным полем на проводник начнет действовать электромагнитная сила, которая определяется по закону Ампера

5. При каком условии обмотки статора соединяются «треугольником»

Ответ: Обмотки статора соединяются по схеме «треугольник», если асинхронный двигатель рассчитан на максимальное напряжение равное 220 В.

6. Какие двигатели получили наибольшее распространение?

Ответ: Наибольшее распространение получили бесколлекторные двигатели. Они применяются там, где требуется приблизительно постоянная скорость вращения и не требуется ее регулировка. Бесколлекторные двигатели просты по устройству, безотказны в работе и имеют высокий КПД.

7. Может ли ротор АД вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем статора?

Ответ: Нет, потому что частота вращения ротора всегда немного меньше частоты вращения магнитного поля, т.к. при равенстве скоростей поле перестанет наводить в роторе ток, и на ротор перестанет действовать сила Ампера.

8. У какого двигателя обмотка ротора соединяется «звездой» при изготовлении?

Ответ: Асинхронный электродвигатель трехфазного тока при напряжении 380 В

9. При каком условии обмотки статора соединяются «звездой»?

Ответ: Обмотки статора соединяются звездой, если в паспорте двигателя указаны напряжения 220/380 В.

10. Методы выработка электроэнергии.

Ответ: Результирующий вращающийся МП статора пересекает его обмотки и обмотки ротора, наводя в них ЭДС, в рез-те в них протекают токи I1 I2, создающие две магнитдвижущие силы с результирующим МП, под действием которого ротор вращается со скоростью n2<n1 в ту же сторону, что и МП статора.

11. Кто впервые сконструировал трёхфазный асинхронный электродвигатель?

Ответ: Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 году.

12. Основные элементы асинхронного электродвигателя.

Ответ: Основные элементы двигателя — статор и ротор, отделенные друг от друга воздушным зазором. Статор – полый цилиндра, набранный из тонких листком электротехнической стали. Ротор – вращающаяся часть, набранная из стальных штампованных дисков.

13. Из какого материала выполняют статор асинхронного электродвигателя?

Ответ: чугун или алюминий

14. Условие, необходимое для работы асинхронного электродвигателя.

Ответ: частота магнитного потока статора (n2) должна быть меньше либо равна частоте магнитного потока ротора (n1); n2<_n1

15. Асинхронный электродвигатель-это двигатель работающий на…

Асинхронный двигатель – это двигатель, работающий на переменном токе и служащий для перевода электрической энергии в механическую при помощи вращающегося магнитного поля.

16. Скольжение ротора – это…

Скольжение ротора – это разность скоростей вращения ротора и изменения переменного магнитного потока, который создают обмотки статора. 𝑆=𝑛1−𝑛𝑛

где n – скорость вращения ротора асинхронного двигателя,

𝑛1 – скорость циклического изменения магнитного потока 𝑛1=60∙𝑓𝑝

где f – частота сети переменного тока,

p – число пар полюсов обмотки статора

17. Чему равно скольжение ротора в момент пуска.

Скольжение асинхронного двигателя — относительная разность скоростей вращения ротора и изменения переменного магнитного потока, создаваемого обмотками статора двигателя переменного тока. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.

n – скорость вращения ротора

n1 — скорость циклического изменения магнитного потока статора, называется синхронной скоростью двигателя.

Т.к во время пуска вращение ротора n=0, то s=(n1-0)/n1=n1/n1=1

18. От чего зависит вращающий момент асинхронного электродвигателя.

Вращающий момент асинхронного двигателя создается при взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами в проводниках обмотки ротора. Поэтому вращающий момент зависит как от магнитного потока статора Фт, так и от силы тока в обмотке ротора I2. Однако в создании вращающего момента участвует только активная мощность, потребляемая машиной из сети. Вследствие этого вращающий момент зависит не от силы тока в обмотке ротора I2, а только от его активной составляющей, т. е. I2 cos ψ2, где ψ2 — фазный угол между э. д. с. и током в обмотке ротора.

Таким образом, вращающий момент асинхронного двигателя определяется следующим выражением:

где С — конструктивная постоянная машины, зависящая от числа ее полюсов и фаз, числа витков обмотки статора, конструктивного выполнения обмотки и принятой системы единиц. При условии постоянства приложенного напряжения магнитный поток остается также почти постоянным при любом изменении нагрузки двигателя.

Таким образом, в выражении вращающего момента величины С и Фт постоянны и вращающий момент пропорционален только активной составляющей тока в обмотке ротора, т. е.

19. Из какого вещества выполняются стержни короткозамкнутого ротора?

20. Как укладываются обмотки асинхронного двигателя?

Ответ: В пазы ротора, аналогично пазам статора, укладываются три фазные обмотки, смещенные в пространстве на 120° относительно друг друга. Обмотки ротора соединяются звездой. Их начала соединяют с медными кольцами, которые вращаются вместе с валом.

21. На чем основан принцип действия трехфазного асинхронного двигателя?

Ответ: принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки. При подаче напряжения на неподвижные обмотки статора, оно создает магнитное в статора. Если подается напряжение переменного тока, то магнитный поток, созданный им, изменяется. Так статор производит изменение магнитного поля, и ротор получает магнитные потоки.
Таким образом, ротор электродвигателя принимает эти поток статора и, следовательно, вращается. Это основной принцип работы и скольжения в асинхронных машинах. Из вышеизложенного следует отметить, что магнитный поток статора (и его напряжение) должно быть равно переменному току для вращения ротора, так что асинхронная машина может работать только от сети переменного тока.

22. Укажите основные недостатки трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при прямом пуске в ход.

Ответ: при включении двигателя в сеть пусковой ток довольно велик, при этом пусковой момент значительно меньше номинального, это несколько ограничивает область применения, и если требуется большой пусковой момент, то асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не подойдет. Еще одним недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является их низкий коэффициент мощности, особенно при малой нагрузке и на холостом ходу, что снижает эффективность такой электрической системы в целом.

23. Герметичная электрическая машина- это…

Герметичная электрическая машина- это такая конструкция электрической машины, которая позволяет повысить надежность работы электрической машины путем обеспечения работоспособности тонкостенного экрана в условиях действия на него наружного давления со стороны полости статора. Кроме того при такой конструкции повышается устойчивость экрана и появляется возможность выполнения его минимальной толщины, что в свою очередь улучшает электрические характеристики машины, в частности, увеличивает КПД.

24. Погружная электрическая машина – это…

Погружная электрическая машина – это такая конструкция электрической машины, при которой погружной электродвигатель с защищенным статором имеет разделительную трубу так, что ротор может омываться технологическим газом, а статор — технологической жидкостью. Применяется он для приведения в действие турбокомпрессора или центробежного насоса.

25. Определите для асинхронного двигателя число n оборотов в минуту вращающегося поля при частоте тока f1= 50 Гц и шестиполюсном статоре.

26. Число пар полюсов асинхронного двигателя увеличили в два раза. Как изменится число оборотов вала двигателя?

27. Что определяет косинус φ (cos φ) асинхронного двигателя?

Ответ: cos φ- коэффициент мощности, рабочая характеристика АД, зависящая от механической мощности на валу двигателя при постоянном напряжении на зажимах статора и постоянной частоте сети

28. Рассчитать скорость вращения вала асинхронного двигателя, если частота вращения магнитного поля статора равна 3000 об/мин, а скольжение двигателя равно 0,02.

29. Определить частоту вращения ротора асинхронного двигателя шестиполюсной машины при частоте сети 50 Гц и скольжении 4%.

30. Вычислить КПД асинхронного двигателя, если в процессе опытов холостого хода, короткого замыкания и при номинальной нагрузке ваттметр, включенный в одну из фаз, показал соответственно 400 Вт, 600 Вт и 10 кВт.

31. Вычислить скольжение в асинхронном двигателе, если при частоте сети 50 Гц частота вращения ротора равна 1470 об/мин.

32. Чему равна ЭДС в неподвижном роторе асинхронной машины, если при скольжении 0,05 ЭДС равна 2 В?

33. Асинхронный двигатель с номинальной мощностью 45 кВт имеет электрические потери 900 Вт, магнитные – 1,2 кВт, механические – 1,5 кВт. Дополнительные потери принять 2% от номинальной мощности. Вычислить КПД асинхронного двигателя.

34. КПД и коэффициент мощности асинхронного двигателя номинальной мощностью 400 Вт соответственно равны 80% и 0,5. Определить полную мощность потребляемую двигателем из сети.

35. Вычислить номинальный вращающий момент трехфазного асинхронного двигателя марки 4АА63А2УЗ, в паспортных данных которого указана номинальная мощность 370 Вт и номинальная частота вращения ротора 2750 об/мин.

Ответ: Формула: M=9,55 P2/n2
9,55*(370/2750)=1,284 н*м

36. Как изменится мощность трехфазного асинхронного двигателя, если напряжение питания уменьшится в 2 раза?

Ответ: P=√3*U*I*cos φ* η
То есть, если понизить напряжение в 2 раза, то и уменьшится сама мощность в два раза.

37. Какой асинхронный двигатель предпочтительно используется в системах автоматического управления?

Ответ: В системах автоматического управления используется трёхфазный асинхронный двигатель.

38. Чему равен момент вращения асинхронного двигателя при скольжении S=0?

Ответ: При режиме идеального холостого хода АД скольжение S=0, момент вращения асинхронного двигателя М=0.

39. Почему электродвигатель называется асинхронным?

Ответ: Разность между частотой вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора характеризуется скольжением. Двигатель называется асинхронным, так как частота вращения магнитного поля статора не совпадает с частотой вращения ротора. В синхронном же двигателе частота вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора совпадают.

40. Каково основное достоинство асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором?

Ответ: К преимуществам двигателей такого типа, в частности, перед асинхронными двигателями с фазным ротором, относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. Здесь нет щеток и контактных колец, питание подается только на неподвижную трехфазную обмотку статора, что и делает этот двигатель весьма удобным для самых разных сфер применения, практически универсальным. Такой двигатель прост в изготовлении и сравнительно дешев, затраты при эксплуатации минимальны, а надежность высока.

Достоинства асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

· приблизительно постоянная скорость при разных нагрузках;

· возможность кратковременных механических перегрузок;

· простота пуска и легкость его автоматизации;

· более высокие cos φ и КПД, чем у электродвигателей с фазным ротором.

41. Какую частоту (скорость) вращения имеет вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя при частоте напряжения питающей сети f1=50 Гц и числа пар полюсов Р=2?

42. Как изменить направление вращения асинхронного электродвигателя?

Если двигатель питается непосредственно от трехфазной сети, поменять местами любые два из трех идущих к нему фазных проводов.

Если двигатель питается от однофазной сети — поменять местами два провода пусковой или рабочей обмотки.

43. Частота (скорость) вращения ротора асинхронного электродвигателя nн=1360 об/мин. Определить число пар полюсов обмотки статора двигателя.

Ответ: так как двигатель асинхронный, его частота вращения 1360 об/мин. Меньше, чем вращение магнитного поля. При частоте 50 Гц единственно возможным значением частоты вращения магнитного поля будет 1500 об/мин., что соответствует числу полюсов равным 2.

44. Какую максимальную частота (скорость) вращения в об/мин развивает четырехполюсный асинхронный электродвигатель при частоте напряжения питающей сети f1=50 Гц?

Ответ: максимальная частота магнитного поля при четырехпол., которая развивается при напряжении 50 Гц, будет равна 1500 об/мин. Из этого следует, что частота вращения асинхронного двигателя меньше, чем 1500, однако не знаем насколько. Скороее всего на 2-7% меньше.

45. Как рассчитывается скольжение ротора асинхронного двигателя?

Ответ: S=((n1-n2)/n1)*100%
где n1 – частота вращения поля статора
n2 – частота вращения ротора.

46. Частота (скорость) вращения в пространстве магнитного поля ротора асинхронного двигателя.

Частота вращения ротора в магнитном поле:
n2=((60*f1)/p)*(1-S)
где p – число пар полюсов
f1 – частота напряжения источника питания
S – скольжение

47. Определите номинальную частоту (скорость) вращения nн, если задано: число полюсов Р=3, номинальное скольжение ротора Sн=5%, частота напряжения питающей сети f1=50 Гц.

48. Чему равна частота тока ротора асинхронного двигателя f2, если частота напряжения питающей сети f1=50 Гц и номинальное скольжение ротора Sн=5%?

49. Чему равна частота ЭДС неподвижного ротора асинхронного двигателя, если частота питающего напряжения f1=1000 Гц.

Ротор ас-ого двигателя находится в неподвижном состоянии (двигатель в режиме короткого замыкания), то есть частота вращения ротора n2 = 0, откуда величина скольжения S = (n1-n2)/n1 = 1, где n1 – частота вращения магнитного поля статора.

Синхронная частота вращения магнитного поля статора перемещается относительно ротора с частотой скольжения Δn (Δn = n1-n2). Она же наводит в обмотке ротора ЭДС, частота которой f2 связана со скольжением S через формулу f2 = f1*S.

Таким образом, так как величина скольжения S = 1, а частота сети

f1 = 1000 Гц, можно сказать, что частота ЭДС, при неподвижном роторе,

равна 1000 Гц, то есть f2 = 1000 Гц.

50. Чему равна частота тока ротора асинхронного двигателя f2 при номинальной нагрузке, если номинальная частота (скорость) вращения nн=1350 об/мин, а частота напряжения питающей сети f1=50 Гц.

Асинхронный двигатель работает в номинальном режиме, поэтому воспользуемся следующими формулами:

(3) n1 = f1*60/p, где p – число пар полюсов и равно 2 (из шкалы синхронных частот статора как ближайшее к nH значение).

Подставим (3) и (2) в (1)

ð f2 = f1 – nH*p/60 = 50 – 1350*2/60 = 5 Гц.

51. Как изменится частота ЭДС, наводимой в обмотке ротора асинхронного двигателя при переходе его от режима холостого хода к режиму короткого замыкания, когда ротор заторможен?

Ответ: частота ЭДС будет равна частоте тока обмотки статора.

52. Как изменится частота тока ротора асинхронного двигателя f2 при переходе от пуска к режиму идеального холостого хода двигателя?

53. В каких пределах изменяется скольжение ротора асинхронного двигателя при переходе от режима холостого хода к номинальной нагрузке?

Ответ: во время холостого хода скольжение s≈0. При начальном этапе запуска двигателя s=1. А далее при номинальном режиме работы s может изменятся от 0.03 до 0.07 в зависимости от характеристик двигателя.

54. Как изменяется скольжение ротора асинхронного двигателя при увеличении нагрузки на его валу?

Ответ: если постепенно повышать нагрузку двигателя, то скольжение будет расти (ротор будет все сильнее отставать от вращающегося магнитного поля), при этом пропорционально скольжению будет расти ток, наводимый в роторе, а пропорционально ему будет расти и момент. Поэтому при малых нагрузках можно считать, что момент пропорционален скольжению. Но при росте скольжения возрастают активные потери в роторе, которые снижают ток ротора, поэтому момент растет медленнее чем скольжение, и при определенном скольжении момент достигает максимума, а потом начинает снижаться. Скольжение, при котором момент достигает максимума, называется критическим.

55. Почему ток холостого хода асинхронного двигателя значительно больше, чем ток холостого хода трансформатора?

Ответ: В режиме холостого хода, когда обмотка статора подключена к сети, обмотка ротора разомкнута, а ротор заторможен, физические процессы в АД полностью подобны процессам в трансформаторе при холостом ходе. Отличие заключается только в том, что обмотки статора и ротора распределены по пазам и сопротивление магнитной цепи АД больше, чем в трансформаторе ввиду наличия достаточно большого (0,5 мм и более) воздушного зазора.

Поэтому ток холостого хода Io в АД значительно больше, чем в трансформаторе и может достигать (20-40)% и даже более от номинального тока.

56. Как изменится ток холостого хода асинхронного электродвигателя, если при ремонте уменьшить число витков каждой фазы статора?

Ответ: Потери холостого хода обусловлены потерями в стали. При уменьшении числа витков ток холостого хода увеличится, так как увеличится величина магнитного потока (E=4*Ke*Kобм*f*W*Ф — при уменьшении W увеличивается Ф, так как все остальные параметры постоянны), следовательно увеличатся потери в стали.

57. Как изменится коэффициент мощности cos(φ) асинхронного электродвигателя при переходе от режима холостого хода к номинальной нагрузке?

Ответ: Коэффициент мощности или cos(ф) связан с нагрузкой на валу двигателя, поскольку при разной механической мощности на валу — разной будет и активная составляющая тока статора. Так, в режиме холостого хода, то есть когда к валу ничего не присоединено, коэффициент мощности двигателя минимален. Если же нагрузку на валу начать увеличивать, то активная составляющая тока статора также будет расти, следовательно коэффициент мощности возрастет, и при близкой к номиналу нагрузке окажется максимальным. Если теперь нагрузку продолжить увеличивать, то есть нагружать вал сверх номинала, то ротор будет тормозиться, возрастет величина скольжения, индуктивное сопротивление ротора станет вносить свой вклад, и коэффициент мощности начнет уменьшаться.

58. Как изменится КПДасинхронного электродвигателя при переходе от номинальной нагрузки к режиму холостого хода?

Ответ: КПД в режиме нагрузки будет больше нуля, т.к. есть N вых., N вход, а также N потерь. Тогда Nвых /Nвход = больше нуля. Тогда как в номинальном режиме нагрузки есть N вход и N потерь, где мы смело можем сказать, что N вых = 0., те всё равно 0. Ответ: уменьшается.

59. Как изменится величина реактивной мощности Q, потребляемой асинхронным электродвигателем из сети при увеличении нагрузки на его валу?

Если нагрузку на валу начать увеличивать, то активная составляющая тока статора также будет расти, следовательно, коэффициент реактивной мощности возрастет, и при близкой к номиналу нагрузке окажется равным примерно 0,8 — 0,9.

Если теперь нагрузку продолжить увеличивать, то есть нагружать вал сверх номинала, то ротор будет тормозиться, возрастет величина скольжения s, индуктивное сопротивление ротора станет вносить свой вклад, и коэффициент реактивной мощности начнет уменьшаться.

60. Как изменится КПДасинхронного электродвигателя при переходе от режима холостого хода к нагрузочному режиму?

3.12 Асинхронные машины автоматических устройств.

Двигатели с большим критическим скольжением, работающие в системах автоматического управления, называются исполнительными.

Эти двигатели должны иметь: большой диапазон изменения чистоты вращения при линейных механических и регулировочных характеристиках; высокое быстродействие; большой пусковой момент; малую мощность управления; малый момент инерции, а также не иметь самохода при уменьшении напряжении управления до нуля.

Этим противоречивым требованиям в основном удовлетворяют двухфазные асинхронные двигатели с полым ротором и асинхронные двигатели с массивным ротором. В асинхронных двигателях с полным ротором, ротор выполняется в виде тонкостенного стакана из алюминия. Ротор имеет небольшой момент инерции. Малый момент инерции, большое критическое скольжения обеспечивает большое быстродействие и линейность механической характеристики в широком диапазоне изменения частоты вращения. Двигатели с полным ротором широко используются в системах автоматического управления и выпускаются промышленностью до 30 Вт по мощности. Недостатком этих двигателей является большой воздушный зазор включающего в себя два воздушных зазора от статора к ротору, от ротора к неподвижному магнитопроводу и, включая к этому, толщину немагнитного ротора. Большой воздушный зазор снижает Cos, а это приводит к снижению КПД двигателя.

Основной проблемой при создания исполнительных двигателей на мощности в сотни ватт и выше является отвод тепла. Например, при использовании двигателя, как моментного, работающего длительно при S, практически вся мощность преобразовано в тепло. Для отвода тепла приходиться увеличивать габариты, чтобы снизить электромагнитные нагрузки и увеличить поверхность охлаждения. Применяются также вентиляторы — наездники, встраиваемые в двигатель, системы водяного и испарительного охлаждения. В исполнительном двигателе с вентилятором – наездником вентилятор вращается специальным асинхронным двигателем, частота вращения которого не зависит от частоты вращения исполнительного двигателя.

Для плавного регулирования частоты вращения асинхронного исполнительного двигателя применяют два способа: частотный (изменением частоты и напряжения) и изменением напряжения (амплитуды и фазы) (Рис. 3.36). Наибольшее распространение получил второй способ, т. к. преобразователь частоты, несмотря на применение силовых полупроводниковых элементов, остаются громоздкими и дорогими.

Рисунок 3.36 Схема управления двухфазным двигателем Изменением напряжения и фазы. РН — регулятор напряжения.

В настоящее время для управления применяются микропроцессоры.

В генераторном режиме асинхронная исполнительная машина используется в качестве тахогенераторов – датчиков частоты вращения и датчиков ускорения. Это асинхронная машина с полным ротором (Рис. 3.37), к одной обмотки статора (обмотке возбуждения) проводится переменное напряжения, а со второй обмотки статора со сдвигом на 90˚ снимается напряжение пропорциональное частоте вращения.

Рисунок 3.37 Асинхронный тахогенератор

В системах синхронной связи и для преобразования угла поворота в электрической сигнал применяются сельсины и поворотные трансформаторы.

В однофазных сельсинах имеются однофазная обмотка возбуждения и трехфазная обмотка синхронизации (Рис. 3.38).

Рисунок 3.38 Электрическая схема сельсина

Поворотный трансформатор конструктивно представляет собой двухфазный двигатель с двухфазной обмоткой ротора, выведенной на контактные кольца (Рис. 3.39).

Рисунок 3.39 Синус — косинус поверхностный трансформатор.

Если в поворотном трансформаторе используется одна обмотка на роторе, такой поворотный трансформатор называется синусным поворотным трансформатором

Так как сельсины и поворотные трансформаторы выполняю функции датчиков и приемников, при их проектировании основное влияние уделяется точности и надежности.

Сельсины применяются в системах синхронной связи двух видов: синхронного поворота и синхронного вращения. Системы синхронного вращения заменяют механическое соединение двух или нескольких синхронно-перемещающихся механизмов. Электрический вал применяется там, где необходимо иметь синхронное вращение механизмов, находящихся на большом удалении друг от друга, а механическое соединение нежелательно или невозможно. Электрический вал состоит из асинхронной машины с фазным ротором, контактные кольца которых соединены между собой (Рис.3.40). При рассогласовании роторов двигателей, так же, как и в схеме с сельсинами, возникает в статоре двигателе уравнительные токи и электромагнитные моменты, возвращающие роторы в согласованное положение.

Рисунок 3.40 Электрический вал на основе асинхронных машин с фазным ротором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *