Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение?


Скачать 229.45 Kb.
НазваниеКонтрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение?
Дата публикации14.04.2013
Размер229.45 Kb.
ТипКонтрольные вопросы
userdocs.ru > Бухгалтерия > Контрольные вопросы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНДЕНСАТОРНОГО ОДНОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ИЗМЕНЕНИЕМ ПОДВОДИМОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Цель работы
1. Исследовать регулировочные характеристики электропривода, выполненного на основе однофазного конденсаторного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором изменением подводимого напряжения.
2. Получить практические навыки по снятию регулировочных характеристик электропривода.
Теоретические положения

Для работы в сетях переменного тока нередко применяют однофазные асинхронные электродвигатели (рис.1). Ротор асинхронного электродвигателя устроен аналогично ротору трехфазного. В пазах статора укладывают две обмотки: основную и дополнительную (пусковую), сдвинутую в пространстве относительно основной на . В цепь вспомогательной обмотки может быть включено активное, индуктивное или емкостное сопротивление. Из однофазных двигателей наиболее распространены конденсаторные. Сдвиги по фазе на между токами обмоток приводит к тому, что максимум магнитного поля в основной и вспомогательной обмотках наступает неодновременно, магнитное поле стремится сдвинуть ротор.

Пусковой момент конденсаторного двигателя значительно больше, чем момент двигателя с активным или индуктивным сопротивлением в цепи вспомогательной обмотки. Cos φ однофазного конденсаторного двигателя может быть близок к единице.

Пусковой момент двигателя зависит от величины емкости конденсатора. Однако если емкость конденсатора слишком велика, возрастает ток вспомогательной обмотки и она перегревается. Поэтому, при необходимости большого момента используют добавочный конденсатор, который после пуска двигателя отключают. Если его емкость обеспечивает пусковой момент, равный 45-50% номинального, конденсаторный двигатель долго работает без перегрева. Такие двигатели используют для привода насосов, вентиляторов, пылесосов и др. Число оборотов в минуту конденсаторного двигателя регулируют изменением подводимого напряжения. Чтобы изменить направление вращения ротора конденсаторного двигателя, необходимого поменять местами концы одной из его обмоток.

^ Порядок выполнения работы

Ознакомиться с исследуемым электродвигателем и оборудованием рабочего места, записать технические характеристики аппаратов и двигателя.

Собрать схему для исследования регулировочных характеристик однофазного асинхронного электродвигателя.

По каталожным данным рассчитать естественную механическую характеристику.

Построить зависимость пускового момента от величины емкости конденсатора.

Построить зависимость момента, развиваемого электродвигателем от изменения (снижения) питающего напряжения.

Сделать выводы по работе.

Оформить отчет.

^ Содержание отчета
Контрольные вопросы

  1. Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение?

  2. Объясните, почему при пуске однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором получается бросок тока.

  3. Как изменяется момент на валу однофазного асинхронного двигателя при изменении напряжения сети.

  4. Объясните характер изменения Cos φ при росте нагрузки на валу электродвигателя.

  5. Какие характерные точки имеет механическая характеристика конденсаторного однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

  6. Какое преимущество имеет конденсаторный двигатель перед однофазным двигателем с пусковой обмоткой.

  7. Как изменить направление вращения электродвигателя.

  8. Почему в качестве фазосдвигающих элементов используют конденсаторы.

  9. Объяснить принцип действия однофазного асинхронного двигателя



^ ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Цель работы:

Получение навыка в сборке схем управления короткозамкнутым асинхронным двигателем.

Изучение конструкции, принципа действия, методики выбора основных аппаратов управления и защиты электроприводов.
^ Методические указания
Управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором осуществляется либо ручными, либо электромагнитными пускателями. В качестве неавтоматических пусковых аппаратов используют пакетные кулачковые выключатели серии ПВ, ПКП,ПКУ. Ручные пускатели предназначены для нечастых пусков трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

В полуавтоматических и автоматических схемах управления асинхронными двигателями применяют контакторы и магнитные пускатели. Пускатели бывают реверсивные и нереверсивные. Наибольшее распространение получили пускатели серии ПМЕ, ПА и ПКМ.

Магнитные пускатели не предназначены для отключения токов короткого замыкания, поэтому в цепи питания двигателя должны быть аппараты, защищающие от коротких замыканий – автоматические выключатели или плавкие предохранители.

Наиболее распространены автоматические выключатели серий АП50-3МТ и АЕ – 2000. Их выбирают по номинальному току асинхронных двигателей.

В ряде случаев необходимо изменять направление вращения ротора электродвигателя.

Включение двигателя для одного направления вращения производится нажатием SB2 (рис.1). Катушка контактора КМ1 получает питание, и замыкающие силовые контакты КМ1 подключают двигатель к сети.

Для включения двигателя на противоположное направление вращения необходимо нажать кнопку SB1, а затем SB3, что приводит к включению контактора Км2. При этом, как видно из схемы, две фазы на статоре переключаются.

Во избежание короткого замыкания в цепи статора, вследствие ошибочного одновременного нажатия на обе кнопки (SB3,SB2) реверсивные магнитные пускатели снабжены механической блокировкой, осуществляемой рычажной системой, препятствующей втягиванию одного контактора, когда включен другой. Для большей надежности, кроме механической блокировки в схеме предусматривается электрическая и электромеханическая блокировки, которые реализуются с помощью размыкающих контактов кнопок (SB3, SB2) соответственно.

Рис.1 Схема управления реверсивным асинхронным электродвигателем

Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться со стендом, записать технические характеристики аппаратов и двигателя.

2. Собрать схему управления нереверсивным и реверсивным асинхронным электродвигателем.

3. Проверить работу блокировок.

4. Выполнить индивидуальное задание.


Содержание отчета
1. Основные теоретические сведения.

2. Принципиальная схема управления, технические данные электродвигателя и аппаратов управления.

3. Описание схемы работы схемы.

4. Расчетная часть.

Контрольные вопросы
1) Какая ошибка допущена при сборке схемы, если:

а) двигатель работает «вперед» только при нажатой кнопке SB2?

б) двигатель работает, но не реверсируется?

в) двигатель включается только при нажатой кнопке SB3?

г) при нажатии кнопок SB2 и SB3 отключается автоматический выключатель?

2) Каковы функции в схеме рис. 1. автоматического выключателя, магнитного пускателя, кнопок управления?

3) Выбрать автоматический выключатель для асинхронного электродвигателя U=380/220 B при соединении статорных обмоток звезда/треугольник. Мощность двигателя равна порядковому номеру вашей фамилии в журнале в (кВт).

4) Какие аварийные режимы работы асинхронного двигателя Вы знаете и какими аппаратами можно защитить его при этом?

5) Объяснить принцип работы, назначение электрической и электромеханической блокировок.

6) Какие существуют способы реверса электродвигателей переменного тока?

7) Что такое электромеханическая блокировка.

8) Привести схему управления АД со всеми видами защит и блокировок.

9) Самоблокировка. Привести пример схемы.



Коды степени защиты электроизделий

Степень защиты корпусов электроизделий от воздействия внешних факторов принято обозначать по стандарту

МЭК 70-1.

Этим стандартом предусмотрено условное обозначение защиты корпуса изделия по двум параметрам: от попадания механических частиц и проникновения влаги.

Порядок обозначение степени защиты - за отличительным обозначением IP следуют две цифры, первая из которых показывает уровень защиты от попадания твердых частиц, а вторая цифра - проникновения влаги.




Пример применения кода IP

Ниже показан пример применения кода для обозначения степени защиты IP23.
 

IP




2




3










 

 

Защита от влаги




Защита от твердых частиц




Основное отличительное обозначение







Характерные значения кода IP

Значения характерных цифр степени защиты приведены в таблице.




Первая цифра

Вторая 
цифра


IP x0


IP x1


IP x2


IP x3


IP x4


IP x5


IP x6


IP x7


IP x8























 IP 0x

Нет
защиты

IP 00

 

 IP 1x

Частицы >50 мм

IP 10

IP 11

IP 12

 

 IP 2x

Частицы >12,5мм

IP 20

IP 21

IP 22

IP 23

 

 IP 3x

Частицы >2,5мм

IP 30

IP 31

IP 32

IP 33

IP 34

 

 IP 4x

Частицы >1мм

IP 40

IP 41

IP 42

IP 43

IP 44

 

 IP 5x

Пыль частично

IP 50

 

IP 54

IP 55

 

 IP 6x

Пыль - 
полная 

IP 60

 

IP 65

IP 66

IP 67

IP 68







На пересечение уровней защиты по проникновению влаги и механических частиц показаны все практически достижимые и существующие степени защиты по этому стандарту.

Так, например, степень защиты IP 38 - абсурдна, поскольку погружение изделия в воду не может быть реализовано при защите изделия от проникновения механических частиц размером > 2,5 мм.

^ Пример выбора автоматического выключателя
Выбрать автоматический выключатель для электродвигателя:

Марка двигателя - АИР132S4У3;

Номинальная мощность, кВт – 7,5;

Частота вращения, мин -1 – 1440;

Коэффициент полезного действия η, % - 87,5;

Коэффициент мощности cos φн - 0,86;

Кратность пускового тока ki – 7,5;

Коэффициент загрузки kз – 0,9;
Решение. Принимаем следующие условия выбора автомата:

Iн.а. ≥ Iн.дв; Iн.т. ≥ kн.т I р max; kн.т=1,1…1,3;

Iсраб. э л ≥ (1,5…1,6) ∙ I max

Номинальный ток электродвигателя:


Рабочий ток двигателя:



Определяем ток теплового расцепителя:

Iн.т. ≥ 1,2∙13,7=16,4 А.

Выбираем автоматический выключатель АЕ2026М с комбинированным расцепителем, Iн.а.=16 А; Iн.т. =16 А.

Проверяем автоматический выключатель по току срабатывания электромагнитного расцепителя. Для выбранного автоматического выключателя и теплового расцепителя Iсраб. э л =12∙ Iн.т.=12∙16=192 А. Исходя из пускового тока двигателя Imax, Iсраб.эл ≥1,5∙Imax;192≥1,5∙114=171 А, т.е. условия выбора автоматического выключателя соблюдаются.


Исходные данные для расчета

%

Марка двигателя

Рн,

кВт

Частота вращения, мин -1

Коэффициент полезного действия η, %

Коэфф.

Мощности

Cos φ

Крат-

ность

пуск. тока, ki

Коэфф.

загруз-

ки kз

1

АИР50А2

0,09

2655

60

0,75

4,5

0,9

2

АИР50В2

0,12

2655

63

0,75

4,5

0,95

3

АИР56А2

0,18

2730

68

0,78

5

1,0

4

АИР56В2

0,25

2730

69

0,79

5

0,9

5

АИР63А2

0,37

2730

72

0,86

5

0,95

6

АИР63В2

0,55

2730

75

0,85

5

1,0

7

АИР71А2

0,75

2820

78,5

0,83

6

0,9

8

АИР71В2

1,1

2805

79

0,83

6

0,95

9

АИР80А2

1,5

2850

81

0,85

7

1,0

10

АИР80В2

2,2

2850

83

0,87

7

0,9

11

АИР90L2

3

2850

84,5

0,88

7

0,95

12

АИР100 S2

4

2850

87

0,88

7,5

1,0

13

АИР100 L2

5,5

2850

88

0,89

7,5

0,9

14

АИР112М2

7,5

2904

87,5

0,88

7,5

0,95

15

АИР132М2

11

2910

88

0,9

7,5

1,0

16

АИР160 S2

15

2910

90

0,89

7

0,9

17

АИР160М2

18,5

2910

90,5

0,9

7

0,95

18

АИР180S2

22

2919

90,5

0,89

7

1,0

19

АИР180М2

30

2925

91,5

0,9

7,5

0,9

20

АИР200М2

37

2940

91,5

0,87

7

0,95


Параметры предохранителей типа ПР-2,500 В



Тип предохранителя


Номинальный ток, А

Номинальные токи плавких вставок, А

Предельный ток отключения при напряжении

Габаритные размеры, мм

380 В

500 В

ПР-2-15

15

6; 10; 15

8000

7000

171´24,5´33

ПР-2-60

60

15; 20; 25; 35; 45; 60

4500

3500

173´30,5´43

ПР-2-100

100

60; 80; 100

-

-

247´43´56

ПР-2-200

200

100; 125; 160; 200

11000

10000

296´56´76,5

ПР-2-350

350

200; 225; 260; 300; 350

13000

11000

346´72´10

ПР-2-600

600

350; 430; 500; 600

23000

-

442´140´154

ПР-2-1000

1000

600; 700; 850; 1000

20000

20000

580´155´154


Термическая и электродинамическая устойчивость выключателя серии АЕ-2000


Исполнение выключателя

Номиналь-ный ток,

А

Номинальный ток расцепи-

теля, А

Предельная

ком. способ-ность, кА

Допустимый ток короткого замыкания, кА (t =0,01с)

110 В

220 В


АЕ-2030


25

0,6…1,6

2,0…6,0

8,0…12,5

16…12,5


5

1,5

0,9

1,5

2,5

1,5

0,9

1,5

2,0


АЕ-2040


63

10…12,5

16

20…25

32…63


10

2,0

3,0

3,5

5,0

2,0

3,0

3,5

4,0


АЕ-2050


100

16

20…25

32…40

50…100


16

3,0

4,0

6,0

12,0

3,0

4,0

6,0

10,0

Примечание. t - постоянная времени цепи постоянного тока. I сраб.эл.р=12*Iн.т

^ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОРМОЗНЫХ РЕЖИМОВ

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Цель работы:

1. Исследовать механические характеристики асинхронного электропривода при динамическом и индукционно-динамическом режимах торможения.

2. Исследовать реверсивную и нереверсивную схемы торможения противовключением.
Методические указания

Тормозные режимы электроприводов обуславливаются требованиями технологии и техники безопасности при эксплуатации машин и механизмов. Технологические требования связаны с созданием тормозных моментов нагрузочных устройств, технологических линий по обработке длинномерных материалов, а также машин с режущими и валковыми рабочими органами, где требуется эффективное торможение при аварийных остановках. Кроме механического торможения существует следующие режимы торможения асинхронного двигателя:

^ Торможение противовключением. Противовключением называется режим, при котором двигатель вращается за счет запаса кинематической энергии электропривода и механизма в сторону, обратную действию момента, развиваемого двигателем.

Этот режим осуществляется двумя путями. Один из них осуществляется за счет изменения порядка чередования фаз питающего напряжения. На рис. 2 приведена схема реверсивного торможения противовключением.

При активном статическом моменте асинхронный двигатель может быть переведен в режим противовключения увеличением активного сопротивления ротора (силовой спуск груза). Этот второй путь получения тормозного режима противовключением.

При реактивном статическом моменте для перехода в режим противовключения необходимо изменить направление вращения магнитного поля. При этом необходимо помнить, что для устранения возможности реверса при достижении скорости равной нулю, двигатель следует отключить из сети.

В лабораторной работе изучается нереверсивная схема торможения противовключением при отсутствии на валу статического момента. Схема торможения, которую необходимо собрать, представлена на рис. 2. Индукционное реле контроля скорости типа РКС, установленное на валу двигателя, обеспечивает его надежное отключение при скорости близкой к нулю.

При нажатии кнопки SB2 подается напряжение на катушку контактора КМ1, который подключает двигатель к сети. При вращении двигателя контакты реле РКС замыкаются и подготавливают для включения цепь катушки контактора КМ2. Двигатель можно остановить кнопкой SB1, при этом размыкающий блокконтакт контактора КМ1 замкнет цепь катушки контактора КМ2, и в статоре двигателя будет создано магнитное поле, вращающееся в сторону, противоположную ротору. Это приведет к резкому торможению двигателя. Ток статора при этом будет превышать пусковой. При скорости, близкой к нулю, реле РКС разомкнет свой контакт и схема вернется в исходное состояние.
^ Генераторное торможение (рекуперативное) осуществляется в том случае, когда скорость АД превышает синхронную скорость ώ0,, и он работает в генераторном режиме параллельно с сетью. Такой режим возникает при переходе двухскоросного АД с высшей на низшую скорость.

^ Динамическое торможение. Для осуществления динамического торможения обмотку статора АД отключают от сети переменного тока и подключают к источнику постоянного тока рис.1.

Обмотки Ад соединены в открытый треугольник с целью получения наибольшей МДС. Постоянный ток динамического торможения определяется величиной ЭДС ЭМУ, которая в свою очередь определяется током обмотки управления ЭМУ.

Постоянный ток Iн, протекая по обмотке статора, создает неподвижное в пространстве магнитное поле. При вращении ротора в нем наводится ЭДС, под действием которой в обмотке ротора протекает ток, создающий магнитный поток. Взаимодействие тока и ротора с результирующим магнитным полем АД создает тормозной момент. Причем напряжение постоянного тока динамического торможения должна быть меньше фазного напряжения обмотки статора из-за отсутствия реактивной составляющей сопротивления обмотки статора, а тормозной ток равен номинальному току ротора (Iторм.=Iн).

Недостатком динамического торможения является снижение тормозного момента при приближении к нулевой скорости и отсутствии его при угловой скорости равной нулю.

Индукционно-динамическое торможение. Для получения этого режима необходимо отключить обмотки статора от сети и в цепь статора подать пульсирующий ток.

Тормозной ток в данном случае:


где Евр2 – ЭДС, наводимая в обмотках ротора от его вращения;

Етр2 – ЭДС, трансформируемая в обмотках ротора, тормозной момент.


При отключении магнитного пускателя КМ3 в положительные полупериоды создается ток заряда конденсатора С, который одновременно является управляющим током тиристора VT, вследствие чего теряется внутреннее сопротивление тиристора. Тиристор открывается и через рабочий переход (А-К) проходит тормозной ток по обмоткам статора. Этот ток создает неподвижный магнитный поток, который, взаимодействуя с током ротора, создает тормозной момент. Величина тормозного тока определяется фазой управляющего напряжения и зависит от параметров R2 и C. С помощю параметров R2 и C регулируется тормозной момент двигателя. После заряда конденсатора С ток управления становится равным нулю и тиристор закрывается.

Постоянная времени заряда конденсатора выбирается такой величины, чтобы за время заряда конденсатора процесс торможения был закончен.

В данной схеме тиристор выполняет три функции: регулирование тока; выпрямление тока; регулирование времени торможения.

Преимуществом индукционно – динамического торможения является большой тормозной момент и наличие его при угловой скорости равной нулю.

Конденсаторное торможение. Механическая характеристика торможения аналогична механической характеристике динамического торможения постоянным током, но из-за малого запаса энергии конденсатора время торможения мало. Поэтому конденсаторное торможение применяется для двигателей с малой мощностью и используется совместно с динамическим торможением постоянным током.

Похожие:

Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? iconОднофазные асинхронные двигатели
При токе в обмотке статора его магнитное поле неподвижно в пространстве, а также индукция изменяется синусоидально
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? icon4. Классификация экспертных систем
В настоящее время эс получили широкое распространение. На американском и западноевропейском рынках предлагаются сотни инструментальных...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? iconСтатья Андрея Сидерского. В последнее время весьма широкое распространение...
Ибойогические техники по типу воздействия на систему человеческого организма принципиально отличаются от других физкультурных и спортивных...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? iconОсновные блоки пк
Компьютеры универсальные электронные вычислительные машины (эвм), используемые для накопления, обработки и передачи информации. Самое...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? iconО йоге и чистке организма (Андрей Сидерский)
В последнее время весьма широкое распространение получили отчасти «обрезанные» системы практики хатха-йоги типа «фит-йоги», «йога-фитнесса»...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? icon6 Решение задачи на эвм, построение графиков, получение оценки погрешностей,...
В этих случаях обычно прибегают к тем или иным приближенным вычислениям. Вот почему приближенные и численные методы математического...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? icon1. Причины распространения марксизма в России
Один из самых поразительных феноменов в истории России — это широкое распространение марксизма вообще и марксистской экономической...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? iconМетодические указания к расчетно-графической работе по курсу «Судовые...
Одесского национального морского университета в соответствии с рабочими программами дисциплин „Судовые двигатели внутреннего сгорания...
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? icon2. Контрольные вопросы в чем состоит основная идея стеганографии?
Изучить порядок работы с программой StegoMagic Ответить на контрольные вопросы
Контрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение? iconОсновные объекты исследования в логистике
Логистика известная до недавнего времени лишь узкому кругу специалистов в настоящее время получила широкое распространение в экономической...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница