Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






Асинхронні виконавчі двигуни і тахогенератори

 

Асинхронні виконавчі двигуни використовують у системах автоматичного управління для управління різних пристроїв. Ці двигуни починають діяти при подачі електричного сигналу, який вони перетворять у заданий кут повороту вала чи в його обертання. Зняття сигналу приводить до негайного переходу ротора виконавчого двигуна в нерухомий стан без використання яких-небудь гальмових пристроїв. Робота таких двигунів протікає увесь час в умовах перехідних режимів, у результаті чого швидкість ротора найчастіше при короткочасному сигналі не досягає сталого значення. Цьому сприяють також часті пуски, зміни напрямку обертання і зупинки.

За конструктивним оформленням виконавчі двигуни – це асинхронні машини з двохфазною обмоткою статора, виконаної так, що магнітні осі її двох фаз зрушені в просторі відносно одна одної на кут 90о. Одна з фаз обмотки статора є обмоткою збудження і має виводи до затисків з позначеннями С1 та С2. Інша, виконуюча роль обмотки управління, має виводи, приєднані до затисків, з позначеннями У1 та У2. До обох фаз обмотки статора підводять відповідні змінні напруги однакової частоти. Так, ланцюг обмотки збудження приєднують до живильної мережі з незмінною напругою U, а в ланцюг обмотки управління подають сигнал у вигляді напруги управління Uy (рис. 3.3). У результаті цього в обох фазах обмотки статора виникають відповідні струми, які завдяки включеним фазозрушуючим елементам у вигляді конденсаторів чи фазорегулятора зрушені відносно один одного в часі, що приводить до збудження еліптичного обертового магнітного поля, яке втягує короткозамкнений ротор в обертання. При зміні режимів роботи двигуна еліптичне обертаюче магнітне поле в граничних випадках переходить в змінне з нерухомою віссю симетрії чи в колове обертове, що позначається на властивостях двигуна.

Пуск, регулювання швидкості і зупинка виконавчих двигунів визначаються умовами формування магнітного поля шляхом амплітудного, фазового і амплітудно-фазового управління.

При амплітудному управлінні напругу U на затисках обмотки збудження підтримують незмінною, а змінюють тільки амплітуду напруги Uy. Зсув фаз між цими напругами, завдяки включеному конденсатору, дорівнює 90о. Фазове управління характерне тим, що напруги U та Uy залишаються незмінними, а зсув фаз між ними регулюється поворотом ротора фазорегулятора. При амплітудно-фазовому управлінні, хоча регулюють тільки амплітуду напруги Uy , але при цьому, внаслідок наявності конденсатора в ланцюзі збудження і електромагнітної взаємодії фаз обмотки статора, відбувається одночасна зміна фази напруги на затисках обмотки збудження і зрушення фаз між цією напругою і напругою на затисках обмотки управління. Іноді крім конденсатора в ланцюзі обмотки збудження передбачають ще конденсатор у ланцюзі обмотки управління, який компенсує реактивну потужність, що намагнічує, знижує втрати енергії і поліпшує механічні характеристики двигуна.

При амплітудному управлінні кругове обертове магнітне поле спостерігається при номінальному сигналі незалежно від швидкості ротора, а при зменшенні його воно стає еліптичним. У випадку фазового управління кругове обертове магнітне поле збуджується тільки при номінальному сигналі і зсуві фаз між напругами U та Uy рівним 90о незалежно від швидкості ротора, а при іншому зсуві фаз воно стає еліптичним. При амплітудно-фазовому управлінні кругове обертове магнітне поле існує тільки при одному режимі – при номінальному сигналі в момент пуску двигуна, а потім в міру розгону ротора воно переходить в еліптичне.

При всіх способах управління швидкість ротора регулюють зміною характеру обертового магнітного поля, а зміну напрямку обертання ротора здійснюють зміною фази напруги, підведеної до затисків обмотки керування, на 180о.

До виконавчих двигунів висувають специфічні вимоги в частині відсутності самоходу, забезпечення широкого діапазону регулювання швидкості ротора, швидкодії, великого початкового пускового моменту і малої потужності управління при відносному збереженні лінійності їхніх характеристик.

Самохід виконавчих двигунів виявляється у вигляді мимовільного обертання ротора при відсутності сигналу управління. Він обумовлений або недостатньо великим активним опором обмотки ротора – методичний самохід, або неякісним виконанням самого двигуна – технологічний самохід. Перший усунемо при проектуванні двигунів, що передбачає виготовлення ротора з підвищеним опором обмотки і критичним ковзанням sкр=2…4, що, крім того, забезпечує широкий стійкий діапазон регулювання швидкості ротора, а другий – якісним виготовленням магнітопроводов і обмоток машин при ретельній їх зборці.

Оскільки асинхронні виконавчі двигуни з ротором, який має короткозамкнену обмотку з підвищеним активним опором, відрізняються невеликою швидкодією, яка характеризується електромеханічною сталою часу – часом набору ротором швидкості від нульової до половини синхронної – Тм=(0,2…1,5) с, то в установках автоматичного керування перевагу віддають виконавчим двигунам з порожнім немагнітним ротором, у яких електромеханічна стала часу має менше значення – Тм=(0,01…1,5) с.

Виконавчі двигуни з порожнім немагнітним ротором, які відрізняються високою швидкодією, мають як зовнішній статор з магніто проводом звичайної конструкції і двохфазною обмоткою з фазами, які виконують роль обмоток збудження і управління, так і внутрішній статор у вигляді шихтованого феромагнітного порожнього циліндра, укріпленого на підшипниковому двигуні. Поверхні статорів розділені повітряним зазором, який у радіальному напрямку має розмір (0,4…1,5)мм. У повітряному зазорі знаходиться склянка з алюмінієвого сплаву зі стінкою товщиною (0,2…1)мм, укріплений на валу двигуна. Струм холостого ходу асинхронних двигунів з порожнім немагнітним ротором великий і доходить до 0,9Iном, а номінальний ККД – hном=0,20…0,40.

В установках автоматики і телемеханіки застосовують двигуни з порожнім феромагнітним ротором, у якого товщина стінки 0,5…3 мм. В цих машинах, використованих у якості виконавчих і допоміжних двигунів, внутрішній статор відсутній, а ротор укріплений на одній запресованій чи двох торцевих металевих пробках. Повітряний зазор між поверхнями статора і ротора в радіальному напрямку складає всього (0,2…0,3) мм. Елетромеханічна стала часу цих машин значна – Тм=(1…3) с , що вказує на малу їхню швидкодію в порівнянні з виконавчими двигунами, які мають порожній немагнітний ротор. Механічні характеристики двигунів з порожнім феромагнітним ротором ближче до лінійних, чим характеристики двигунів з ротором, який має звичайну короткозамкнену обмотку, а також з ротором, виконаним у вигляді порожнього немагнітного циліндра.

Іноді зовнішню поверхню порожнього феромагнітного ротора покривають шаром міді товщиною (0,05…0,10) мм, а його торцеві поверхні – шаром міді до 1 мм для збільшення номінальних потужності і моменту двигуна, однак ККД його при цьому трохи зменшується. Істотними недоліками двигунів з порожнім феромагнітним ротором є однобічне прилипання ротора до магніто проводу статора через нерівномірність повітряного зазору, чого не буває в машинах з порожнім немагнітним ротором. Самохід у двигунів з порожнім феромагнітним ротором відсутній, вони стійко працюють у діапазоні швидкостей від нульової до синхронної швидкості ротора.

Асинхронні виконавчі двигуни з масивним феромагнітним ротором, виконаним у вигляді сталевого чи чавунного циліндра без обмотки, відрізняються простотою конструкції, високою механічною міцністю, великим початковим пусковим моментом, стійкістю роботи на заданій швидкості, лінійними механічними характеристиками і можуть бути використані при дуже високих швидкостях ротора. Існують звернені двигуни з масивним феромагнітним ротором, який виконаний у вигляді зовнішньої обертової частини, усередині якої знаходиться нерухомий статор, що складається з магнітопровода з відповідними обмотками. Такі двигуни доцільно використовувати при необхідності збільшення моменту інерції обертових ланок виробничого агрегату.

Асинхронні виконавчі двигуни виготовляють на номінальну потужність від часток до декількох сотень ватів і призначаються для живлення від джерел змінної напруги частотою 50 Гц, а також підвищених частот до 1000 Гц і вище.

Асинхронні тахогенератори забезпечують перетворення обертання вала будь-якої установки в електричний сигнал – вихідна напруга, який використовують для виміру кутових швидкостей, збудження струму в ланцюгах диференціюючих і інтегруючих пристроїв, а також у ланцюгах зворотного зв'язку по швидкості різних систем електропроводів. Такі безконтактні тахогенератори, які працюють з високим ступенем точності, мають порожній ротор з матеріалу великого питомого опору і малого температурного коефіцієнта – фосфористої чи марганцевистої бронзи або сплаву типу манганін, а при менш точних генераторах його виготовляють з алюмінієвого сплаву.

Ротор знаходиться між нерухомими зовнішнім і внутрішнім статорами, причому в пазах магнітопровода першого з них знаходиться дві однофазні обмотки, чи фази, магнітні осі яких розташовані відносно один одного під кутом 90о . Одну з цих обмоток – фазу збудження із затисками, позначеними В1 та В2, підключають на перемінну напругу з незмінною амплітудою постійної частоти, а до іншої – генераторної, чи вихідної, фази із затисками, позначеними Г1 та Г2, приєднують відповідний вимірювальний прилад чи підсилювальний пристрій із вхідним опором не менш 2000…4000 Ом.

При нерухомому роторі тахогенератор можна розглядати як трансформатор у режимі холостого ходу, оскільки фаза збудження викликає утворення перемінного магнітного поля з нерухомою осью симетрії, спрямованої під кутом 90о до магнітної осі вихідної фази, у результаті чого її ЕРС дорівнює нулю. Практично ця ЕРС внаслідок деякої асиметрії, зв'язаної з дефектами виготовлення тахогенераторів і неоднорідністю магнітних властивостей магнітопроводів машин, може трохи відрізнятися від нуля, але у всякому разі її значение для тахогенераторів, застосованих для виміру чи стабілізації швидкості, звичайно не перевищує 1% амплітуди вихідної напруги і повинна бути не більш 50 МВ. Обертання ротора супроводжується перетинанням збудженого перемінного магнітного поля тілом ротора, у результі чого в ньому наводяться ЕРС і встановлюються струми, що приводить до збудження магнітного поля, спрямованого по осі генераторної фази, що змінюється зі швидкістю, обумовленої обертанням ротора. Внаслідок цього в генераторній фазі наводиться вихідна ЕРС, прямо пропорційна швидкості ротора, що відрізняється від вихідної напруги в цій же фазі. Частота вихідної напруги і частота зміни пульсуючого магнітного поля фази збудження однакові.

Вихідна характеристика тахогенератора Uвих(W), яка що зображує залежність вихідної напруги від швидкості ротора, не є строго лінійною. Це обумовлене зміною параметрів фаз обмотки статора і самого порожнього ротора від його швидкості, а також реакцією відповідних струмів на магнітне поле фази збудження. Підвищення частоти перемінного струму збудження і використання тахогенераторів з малим числом полюсів дозволяють наблизити вихідну характеристику до лінійної. Крутість вихідної напруги асинхронних тахогенераторів відповідає зміні напруги, що приходиться звичайно на , і складає (5…1)В.


Читайте також:

  1. Асинхронні генератори
  2. Багатоциліндрові двигуни
  3. Вибійні двигуни
  4. Виконавчі органи влади на місцях
  5. Виконавчі пристрої. Регулюючі органи. Виконавчі механізми. Гідравлічні виконавчі механізми.
  6. Газотурбінні двигуни
  7. Гвинтові вибійні двигуни
  8. Гідравлічні і пневматичні двигуни
  9. Двигуни при різних видах гальмування
  10. Електричні двигуни
  11. Електродвигуни постійного струму




Переглядів: 1306

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Робота трифазної асинхронної машини у режимі двигуна | Призначення і будова синхронних машин

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.002 сек.