WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Особливості фізичних процесів та енергетичних перетворень у компенсованому асинхронному двигуні - Реферат

Особливості фізичних процесів та енергетичних перетворень у компенсованому асинхронному двигуні - Реферат


Реферат на тему:
Особливості фізичних процесів та енергетичних перетворень у компенсованому асинхронному двигуні
Такі недоліки асинхронного короткозамкненого двигуна, як великий пусковий струм при малому пусковому моменті, великий струм холостого ходу, відносно низький коефіцієнт потужності [1] й інші обумовлені тим, що за принципом дії асинхронний двигун (АД) є споживачем двох видів електричної енергії - активної, перетворюваної в механічну для приводу виконавчого механізму та у теплові втрати і реактивної, що створює змінне магнітне поле. Реактивна енергія не перетворюється в інші види, при зміні струму відбувається обмін нею між джерелом живлення і споживачем, що завантажує всі елементи електричної системи реактивним струмом. Це призволить до непродуктивних втрат електроенергії як у самому двигуні, так і в мережі та у джерелі живлення. Наявність повітряного зазору між статором і ротором значно збільшує реактивну потужність споживану асинхронним двигуном.
Спосіб компенсації реактивної потужності, заснований на включенні електричних конденсаторів паралельно споживачу або групі споживачів, зменшує реактивний струм у мережі живлення, але не впливає на сам споживач, залишаючи незмінними його техніко-економічні характеристики.
Компенсований асинхронний двигун (КАД) являє собою поєднання звичайного АД із поворотним автотрансформатором (АТ) у колі статора, включеним на електричну ємність конденсаторів. Фактично КАД є споживачем із внутрішньою ємнісною компенсацією реактивної потужності. При зміні величини ємності С, кута просторового зсуву одна відносно одної двох частин обмотки статора, співвідношення кількості їх та схеми включення конденсаторів КАД стає керованим за величиною споживаної реактивної потужності, може працювати з будь-яким коефіцієнтом потужності від його природного значення до одиниці і навіть у ємнісному режимі. При значному підвищенні пускового моменту (на 20-50%) він має знижене значення пускового струму, його робочий струм за номінального навантаження є меншим номінального на 10-12%, внаслідок чого втрати енергії в обмотках статора і ротора та мережі живлення зменшуються.
КАД зберігає головну перевагу асинхронного двигуна - простоту конструкції. Він виконується на базі серійного АД із незначними змінами схеми обмотки статора для включення за автотрансформаторною схемою конденсаторів внутрішньої ємнісної компенсації реактивної потужності.
КАД відрізняється від серійного АД не лише конструктивною новизною [2,4-6], але і фізичними процесами, особливості яких розглянемо для симетричного усталеного режиму із використанням схем заміщення і векторних діаграм фази приведеного двигуна (рис.1).
Рис.1. Схеми заміщення фази і спрощені векторні діаграми компенсованого асинхронного двигуна при кутах просторового зміщення між основною і додатковою обмотками статора а), б), в), г)
Обмотка статора КАД складається з двох частин. Основна обмотка з числом витків W як у звичайному базовому АД включається в мережу трифазної змінної напруги U. Додаткова обмотка з кількістю витків у загальному випадку при підключена до основної як вторинна обмотка поворотного АТ. Просторовий кут між основною і додатковою обмотками може бути будь-яким у межах. Навантаженням на виході АТ є конденсатори з електричною ємністю С. При цьому основний магнітний потік машини Фо створюється струмом намагнічування основної обмотки ?о.
При розміщенні в тих самих пазах осердя статора співвісних ( ? = 0) обмоток W та ?W (для спрощення аналізу і технології виконання обмоток приймаємо ? = 1, ?W = W) всі обмотки статора і ротора перетинаються єдиним потоком Фо і в них індукуються ЕРС ?1 = ?2 = ?? (див. рис.1,а).
При включенні додаткової обмотки ?W як вторинної до основної первинної обмотки W за схемою підвищувального АТ з навантаженням на його виході у вигляді електричної ємності C напруга на конденсаторі буде дорівнювати:
?k = ?1- ?1·Z1 + ??- ??·Z?= - ? + ?? - ??·Z? ? ?1 + ??, (1)
де ? = - ?1 + ?1·Z1 напруга фази мережі, урівноважена ЕРС ?1 та спадом напруги ?1·Z1 в основній обмотці; Z1 = r1 + j·X1 , Z? = r? + j·X? - опори основної та додаткової обмоток, r1 , r? - їх активні складові, X1 , X? - реактивні опори розсіювання, ?? - ??·Z? = ?? - напруга додаткової обмотки, ?? , ??·Z? - її ЕРС і спад напруги.
Нехтуючи спадом напруги в обмотках можна вважати ?k ? ?1 + ??. Струм вторинного кола АТ ?? випереджає напругу конденсатора ?k на 90о, збігаючись за фазою із струмом намагнічування асинхронного двигуна ?0. У цьому виявляється одна з особливостей фізичних процесів КАД - підмагнічувальна дія ємнісного струму ??, який заміняючи частину струму намагнічування основної обмотки зменшує його до величини ?'0 = ?0 - ??.
При цьому умова рівноваги МРС фази двигуна представляється у вигляді , що за однакових схем обмоток та кількості їх витків у приведеному двигуні виразиться рівнянням струмів
?1 + ?? = ?0 - ?2 або ?1 = ?0 - ?? - ?2 (2)
Струм ?? обмотки ?W за рахунок взаємоіндуктивного зв'язку (з опором ?m) із іншими обмотками створює в основних обмотках статора і ротора додаткові ЕРС , які збільшують їхні ЕРС до ?'1 = ?1 + ??m, ?'2 = ?2 + ??m.
Введення в коло ротора додаткової ЕРС ??m при постійних його параметрах R2 , X2 веде до росту струму ?2 та електромагнітного моменту в процесі розгону двигуна при заданому ковзанні S. Так збільшення пускового моменту зумовлює зменшення часу розгону приводу, а в усталеному режимі при постійному моменті навантаження виводить машину на механічну характеристику з меншим ковзанням, а, отже, з меншими струмами ротора I2 і статора I1 порівняно з базовим двигуном.
З іншого боку збільшення ЕРС основної обмотки E'1, що врівноважує напругу мережі, веде до
Loading...

 
 

Цікаве