24 | 10 | 2019
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3924
Просмотры материалов : 10215116

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 20 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Tesla многофазных асинхронных двигателей PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
21.06.2012 11:18

Tesla многофазных асинхронных двигателей

Большинство двигателей переменного тока являются асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели отдают предпочтение из-за их надежности и простоте. На самом деле, 90% промышленных двигателей асинхронных двигателей.

Никола Тесла задумал основные принципы многофазного асинхронного двигателя в 1883 году, и был с половиной лошадиных сил (400 Вт) модели 1888 года. Тесла продал права на производство George Westinghouse за $ 65000.

Большинство крупных (> 1 л или 1 кВт) промышленные двигатели поли-фазных двигателей индукции. В поли-фазы, мы имеем в виду, что статор содержит несколько различных обмотках двигателя на полюсе, что обусловлено соответствующим время изменения синусоиды. На практике это два или три этапа. Крупные промышленные двигатели 3-фазы. Хотя мы и включают в себя многочисленные иллюстрации из двух трехфазных двигателей для простоты, мы должны подчеркнуть, что почти все поли-фазных двигателей три фазы. По индукции двигателя, мы подразумеваем, что обмотки статора вызывает тока в проводниках ротора, как трансформатор, в отличие от коллекторного мотора DC коммутатор.

Строительство

Асинхронный двигатель состоит из ротора, известно как якорь, и статор содержащие обмотки подключены к поли-фазный источник энергии, как показано на рисунке ниже . Простой 2-фазный асинхронный двигатель ниже похож на 1/2 лошадиных сил двигатель, Никола Тесла, введенные в 1888 году.

Tesla многофазных асинхронных двигателей.

Статора на рисунке выше намотан пары катушек соответствующих фазах электрической энергии доступны. 2-фазный асинхронный двигатель статора выше, имеет 2-пары катушек, одна пара для каждой из двух фаз переменного тока. Отдельных катушек пары соединены последовательно и соответствуют противоположными полюсами электромагнита. То есть, одна катушка соответствует N-полюс, другой S-полюса до фазы полярность переменного тока меняется. Другой пары катушек ориентирована 90 ° в пространстве к первой паре. Эта пара катушек подключен к сети сдвинуты во времени на 90 ° в случае 2-х фазного двигателя. В свое время Тесла, источник из двух фаз переменного тока был 2-фазный генератор переменного тока.

Статора на рисунке выше, имеет выступ, очевидно выступающие полюса, используемые на ранних асинхронный двигатель Теслы. Эта конструкция используется и по сей день к югу от дробной мощными двигателями (<50 Вт). Тем не менее, для увеличения крутящего момента двигателя меньше пульсации и более высокие результаты эффективности, если катушки встроенных в прорезей в статор расслоения. (Рис. ниже )

Статора показывает слотами для обмоток.

Статора ламинаций тонкие изолированные кольца с прорезями перфорированные листы из электрической стали. Стек из них обеспечено до конца винты, которые также могут провести в конце корпуса.

Статор с (а) 2-φ и (б) 3-φ обмоток.

На рисунке выше , обмотки для двух-фазный электродвигатель и трехфазного двигателя были установлены в пазы статора. Катушки намотаны на внешний прибор, затем работал в пазы. Изоляция зажатый между периферии катушки и слот для защиты от истирания.

Фактические обмотки статора являются более сложными, чем один обмотки на полюс на рисунке выше . Сравнение 2-φ двигателя 2-φ двигатель Теслы с выступающими полюсами, число витков то же самое. На самом большом двигатели, обмотки полюсов, делится на одинаковые катушки вставляется в слот много меньше, чем прежде. Эта группа называется фазой пояса. См. рисунок ниже . Распределение витков фазы пояс отменить некоторые нечетные гармоники, производя более синусоидального распределения магнитного поля через полюс. Это показано в разделе синхронный двигатель. Слоты на краю полюса могут иметь меньше оборотов, чем другие слоты. Пограничный слота может содержать обмотка из двух этапов. Это означает, что фаза пояса перекрываются.

Ключ к популярности асинхронный двигатель переменного тока является простота, о чем свидетельствует простой ротор (рис. ниже ). Ротор состоит из вала, стали ламинированные ротора, и встроенные медные или алюминиевые клетке белки, показанный на (б) удалены из ротора. По сравнению с двигателем постоянного тока якоря, нет коммутатора. Это избавляет от кисти, дуги, искрения, графитовой пыли, настройки кисти и замены, и вновь обработки коммутатором.

Ламинированные ротора (а) встроенный короткозамкнутым ротором, (б) проводящие клетки удаляются из ротора.

Проводники короткозамкнутым ротором могут быть искажены, деформированы, с respsect к валу. Смещение с пазы статора уменьшает крутящий момент пульсаций.

Оба ротора и статора ядра состоят из стека изолированных расслоения. Расслоения покрыты изоляционным лаком или оксида, чтобы минимизировать потери от вихревых токов. Сплав используется в расслоений выбран низкие потери гистерезиса.

Принцип действия

Краткое объяснение работы в том, что статор создает вращающееся магнитное поле, которое увлекает за собой ротор вокруг.

Теория работы асинхронных двигателей на основе вращающегося магнитного поля. Одним из способов создания вращающегося магнитного поля, чтобы повернуть на постоянных магнитах, как показано на рисунке ниже . Если скользящая силовых линий магнитного потока сократить проводящих диск, он будет следить за движением магнита. Линии потока резки проводник будет вызывать напряжение, и, как следствие тока в проводящем диске. Этот ток создает полярность электромагнита, против движения постоянного магнита, закон Ленца. Полярность электромагнита такова, что она тянет с постоянным магнитом. Диск следует с немного меньшей скоростью, чем постоянный магнит.

Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящих дисков.

Крутящий момент, развиваемый на диске пропорционально количеству силовые линии резки диска и скорости, с которой она пересекает диск. Если диск был вращаться с той же скоростью, как постоянный магнит, то не было бы поток резки диска, не индуцированных током, не электромагнитом поле, без крутящего момента. Таким образом, скорость диска всегда будет отставать, что вращающегося постоянного магнита, так что линии потока сократить диска индуцирует ток, создает электромагнитное поле в диске, который следит за постоянным магнитом. Если нагрузка приложена к диску, замедляя его, больше крутящего момента, будут разработаны в несколько строк поток сократить диска. Крутящий момент пропорциональная скольжению, степени, в которой диск отстает от вращающегося магнита. Более скольжения соответствует более резки потока проводящего диска, развивается больший крутящий момент.

Аналоговых автомобильных вихретоковый спидометр на основе принципа показано выше. С диска сдерживается отклонения весной, диска и иглы пропорциональна скорости вращения магнита.

Вращающееся магнитное поле создается двумя катушками, расположенными под прямым углом друг к другу, движимые течениями, которые 90 ° по фазе. Это не должно быть удивительно, если вы знакомы с осциллографа Лиссажу моделей.

Из фазы (90 °) синусоидальной волны производят круговые Лиссажу шаблон.

На рисунке выше , круговой Лиссажу производится при движении горизонтальных и вертикальных входов осциллографа с 90 ° от фазы волны синуса. Начиная с (а) с максимальным «X» и минимальный "Y" отклонения, следом движется вверх и налево в сторону (б). С (а) и (б) два сигнала равны 0,707 V рк на 45 °. Этот пункт (0,707, 0,707) приходится на радиус окружности между (а) и (б) след переходит в (б) с минимальным "X" и максимальную "Y" отклонения. С максимальным отрицательным "X" и минимальный "Y" отклонения, следом движется к (с). Затем с минимальным "X" и максимально негативный "Y", он движется к (г), и на спине (а), завершая один цикл.

По оси Х и Y синус-косинус оси следа круг.

Рисунок выше показывает две 90 °, сдвинутых по фазе синусоидальные волны применяется для осциллографа прогиб плиты, которые находятся под прямым углом в пространстве. Если бы это было не так, одномерные линии будет отображать. Сочетание 90 о поэтапном синусоиды и правого угла отклонения, результаты в двумерном шаблону круг. Этот круг прослеживается путем вращающихся против часовой стрелки электронного пучка.

Для сравнения, на рисунке ниже показано, почему в фазу синусоид не будет производить круговой схеме. Равные "X" и "Y" отклонение движется освещенного пятна от начала координат на (а) до правого (1,1) в (б), вниз слева происхождения на (с), вниз, влево (-1. 1) на (г), так и резервные копии право происхождения. Линии производится равными отклонения по обеим осям, у = х представляет собой прямую линию.

Не круговыми движениями от синфазных сигналов.

Если пара 90 ° от фазы волны синуса приводит к круговой Лиссажу, подобная пара токи должны быть в состоянии производить круговые вращающегося магнитного поля. Так обстоит дело на 2-фазный электродвигатель. По аналогии три обмотки размещены 120 ° друг от друга в пространстве, и подается с соответствующим 120 ° поэтапно тока также будет производить вращающегося магнитного поля.

Вращающегося магнитного поля от 90 о поэтапном синусоид.

В 90-х о поэтапном синусоид, на рисунке выше , прогресс с точки (а) по (д), магнитное поле вращается против часовой стрелки (рис. объявление) следующим образом:

  • (А) φ-1 максимум, φ-2 нуля
  • (А ') φ-1 70%, φ-2 70%
  • (Б) φ-1 нуль, φ-2 максимальная
  • (С) φ-1 максимальный отрицательный, φ-2 нуля
  • (Г) φ-1 нуль, φ-2 максимальное отрицательное

Скорость двигателя

Скорость вращения статора вращающегося магнитного поля, связанные с числом пар полюсов статора на фазу. "Полным ходом" Рисунок ниже имеется в общей сложности шесть столбов или три полюса пары и три этапа. Тем не менее, существует только один полюс пара на фазу, количество нам нужно. Магнитное поле будет вращаться раз в синусоиды цикла. В случае мощности 60 Гц, поле вращается в 60 раз в секунду или 3600 оборотов в минуту (RPM). За 50 Гц Мощность, она вращается в 50 оборотов в секунду, или 3000 оборотов в минуту. 3600 и 3000 оборотов в минуту, является синхронной скорости вращения двигателя. Хотя ротора асинхронного двигателя никогда не достигает такой скорости, это, конечно, верхний предел. Если мы удвоим число полюсов двигателя, синхронные скорости разрезать пополам, так как магнитное поле поворачивается на 180 ° в пространстве на 360 о электрических волн синуса.

Удвоение полюсов статора вдвое синхронной скорости.

Синхронная скорость определяется по формуле:

N с = 120 · F / P
N = с синхронной скорости в оборотах в минуту
F = частота сети прикладных, Гц
P = общее число полюсов на фазу, кратно 2
 Пример:

"Половинной скорости" Рисунок выше имеет четыре полюса на фазу (3 фазы). Синхронной скорости на 50 Гц Мощность:

S = 120,50 / 4 = 1500 оборотов в минуту

Краткое разъяснение асинхронного двигателя является то, что вращающееся магнитное поле, создаваемое статором тащит ротор вокруг нее.

Чем дольше более правильное объяснение в том, что магнитное поле статора вызывает переменный ток в роторе короткозамкнутым ротором проводников, является вторичной обмотки трансформатора. Это индуцированный ток ротора, в свою очередь создает магнитное поле. Вращающихся статора магнитное поле взаимодействует с этим ротором поля. Ротор поля пытается согласовать с вращающимся полем статора. В результате вращения ротора с короткозамкнутым ротором. Если бы не было механической нагрузке двигателя, не влияет, горизонтали или других потерь, ротор будет вращаться с синхронной скорости. Тем не менее, скольжения между ротором и синхронных поля статора скорость развивает крутящий момент. Это магнитный поток резки ротора дирижеры, как он скользит который развивает крутящий момент. Таким образом, заряженный мотор будет скользить в пропорции к механическим нагрузкам. Если ротор был работать на синхронной скорости, не было бы никакого потока статора сокращение ротора, не ток, индуцированный в роторе, ни крутящего момента.

Крутящий момент

Когда власти впервые применили на двигатель, ротор находится в состоянии покоя, а статор магнитного поля вращается с синхронной скоростью N с. Статора поле резки ротора при синхронной скорости с N. Ток, индуцированный в роторе короткозамкнутых витков является максимальным, как частота тока, частоты. Как только ротор ускоряется, скорость, с которой поток статора пересекает ротор представляет собой разницу между синхронной скорости с N и фактической скорости вращения ротора N или (N S - N). Отношение фактического потока резки ротора синхронной скорости определяется как скольжение:

с = (N S - N) / N с
где: N = с синхронной скорости, N = скорость вращения ротора

Частота тока, наведенного в роторе проводники только выше, чем частота сети при запуске двигателя, уменьшая как ротор подходы синхронной скорости ротора частота задается.:

F R = S · F
где: S = скольжения, F = статора частота линии электропередачи

Купон на 100% крутящего момента, как правило, 5% или менее в асинхронных двигателей. Таким образом, для F = 50 Гц, частоты сети, частота индукционного тока в роторе F R = 0,05 · 50 = 2,5 Гц. Почему так низко? Статор магнитного поля вращается с частотой 50 Гц. Частота вращения ротора составляет 5% меньше. Вращающееся магнитное поле, только режущий ротор на 2,5 Гц. 2,5 Гц представляет собой разницу между синхронной скоростью и фактической скорости вращения ротора. Если ротор спины немного быстрее, при синхронной скорости, не сократит поток ротора на всех, F R = 0.

Крутящий момент и скорость против скольжения%. % N =% с синхронной скорости.

На рисунке выше графика видно, что пусковым моментом известный как блокировка ротора крутящий момент (LRT) выше, чем 100% от максимального крутящего момента нагрузки (ВТФ), сейф непрерывного крутящим моментом. Блокировка ротора крутящий момент составляет около 175% FLT на примере двигателя графике выше. Пусковой ток известный как блокировка ротора ток (LRC) составляет 500% от полной нагрузки (FLC), сейф рабочий ток. В настоящее время высока, потому что это аналогично короткое вторичного на трансформаторе. Как только ротор начинает вращаться момент может снизиться немного для некоторых классов двигателей стоимость известна как притяжение до крутящего момента. Это самое низкое значение крутящего момента постоянно сталкиваются пускового двигателя. Как только ротор доходы 80% от синхронной скорости, крутящий момент увеличивается от 175% до 300% от максимального крутящего момента нагрузки. Это нарушение крутящего момента за счет большего, чем обычно 20% скольжения. В настоящее время снизился незначительно на данный момент, но будет быстро уменьшаться за этой точкой. Как только ротор ускоряется с точностью до нескольких процентов от синхронной скорости, как крутящий момент и ток будет уменьшаться значительно. Скольжения будет лишь на несколько процентов при нормальной работе. Для работы двигателя, любой части кривой крутящего момента до 100% номинального момента в норме. Нагрузка двигателя определяет рабочую точку на кривой крутящего момента. В то время как крутящий момент двигателя и ток может превышать 100% в течение нескольких секунд во время запуска, непрерывная работа над 100% может привести к повреждению двигателя. Любые нагрузки крутящий момент выше крутящий момент пробоя будет тормозить двигателем. Крутящий момент, скольжение, и ток будет стремиться к нулю для "не механический момент" нагрузки. Это условие аналогично открытом вторичном трансформатора.

Есть несколько основных конструкций асинхронных двигателей (рисунок ниже ) с указанием consideable отклонение от кривой крутящего момента выше. Различные конструкции оптимизированы для запуска и работы различных видов грузов. Блокировка ротора крутящий момент (LRT) для различных конструкций двигателя и размеров колеблется от 60% до 350% крутящего момента полной нагрузке (ВТФ). Пусковой ток при заторможенном роторе или ток (LRC) может варьироваться от 500% до 1400% от полной нагрузки (FLC). Этот ток может представлять собой начало большой проблемой для асинхронных двигателей.

Класса NEMA дизайн

Различные стандартные классы (или конструкции) для двигателей, соответствующих кривых крутящего момента (рис. ниже ) были разработаны, чтобы лучше управлять различными нагрузками типа. Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) указал двигатель классов A, B, C, D и для удовлетворения этих требований диска. Подобные Международной электротехнической комиссией (IEC) класса N и H соответствует NEMA B и C соответственно конструкции.

Характеристика конструкций NEMA.

Все двигатели, за исключением D класса, работают на 5% или менее скольжение при полной нагрузке.

  • Класс B (IEC класс N) двигателей по умолчанию мотор использовать в большинстве приложений. С пусковой момент LRT = 150% до 170% от FLT, он может начать самые нагрузки, без чрезмерного пускового тока (LRT). КПД и коэффициент мощности очень высок. Обычно диски насосов, вентиляторов, и станков.
  • Класс пусковым моментом так же, как класс B. выпадают крутящего момента и пускового тока (LRT) выше. Этот двигатель обрабатывает переходных перегрузок, как встречаются в машинах литья под давлением.
  • Класс C (IEC класса H) имеет более высокий пусковой момент, чем класса А и В на LRT = 200% FLT. Этот двигатель применяется к жестким исходным нагрузкам, которые должны определяться с постоянной скоростью, как конвейеры, дробилки, и поршневых насосов и компрессоров.
  • Класс D двигатели имеют самый высокий пусковой момент (LRT) в сочетании с низким пусковым током из-за высокого скольжения (от 5% до 13% в FLT). Высокие результаты скольжения в низкой скорости. Регулирование скорости оставляет желать лучшего. Тем не менее, двигатель отличается при езде сильно варьирует скорость нагрузки, как тех, которые требуют хранения энергии маховика. Приложения включают пробивные прессы, ножницы, и лифты.
  • Класс E двигатели высокой эффективности версия класса B.
  • Класс F двигатели имеют гораздо ниже, LRC, LRT и сломать крутящий момент, чем класс B. Они ведут постоянную легко начал нагрузок.

Коэффициент мощности

Асинхронные двигатели представляют отставание (индуктивный) коэффициент мощности к источнику власти line.The фактор в значительной полной загрузке двигателей высокой скорости может быть столь же благоприятным, как 90% для больших двигателей высокой скорости. На 3/4 полной нагрузки крупнейших высокой скорости двигателя коэффициент мощности может быть 92%. Коэффициент мощности для малых двигателей низкой скорости может быть ниже 50%. При запуске, коэффициент мощности может быть в диапазоне от 10% до 25%, увеличившись в качестве ротора достигает скорости.

Коэффициент мощности (PF) значительно варьируется с двигателем механической нагрузки (см. рис ниже ). Ненагруженного двигателя аналогичный трансформатор, без активной нагрузки на вторичной. Маленькая сопротивление, отраженных от вторичного (ротор) с первичным (статор). Таким образом, линия электропередачи видит реактивной нагрузки, как низко как 10% сбора в ПФ. Как только ротор загружен увеличения активная составляющая отражается от ротора на статор, повышая коэффициент мощности.

Асинхронного двигателя коэффициент мощности и эффективности.

Эффективность

Большие трехфазные двигатели являются более эффективными, чем меньше 3-х фазных двигателей, и большинство всех однофазных двигателей. Большая эффективность асинхронного двигателя может достигать 95% при полной нагрузке, хотя 90% чаще. Эффективность для слегка асинхронного двигателя нагрузка или нет загруженных плохо, потому что большинство нынешних участвует в поддержании намагничивающего потока. В момент нагрузки увеличивается, больше ток потребляется в создании крутящего момента, в то время как ток, связанный с намагничивания остается неизменной. КПД при 75% FLT может быть немного выше, чем на 100% FLT. Эффективность уменьшается на несколько процентов на 50% FLT и снижение несколько процентов на 25% FLT. Эффективность только ухудшится, ниже 25% FLT. Изменение эффективности загрузки показано на рисунке выше

Асинхронные двигатели, как правило, негабаритных, чтобы гарантировать, что их механические нагрузки может быть запущен и управляется при любых условиях эксплуатации. Если двигатель многофазных загружен менее чем на 75% от номинального крутящего момента, где пики эффективность, эффективность страдает незначительно до 25% FLT.

Nola корректор коэффициента мощности

Фрэнк Nola НАСА предложило корректор коэффициента мощности (PFC), а устройство энергосбережения для однофазных асинхронных двигателей в конце 1970-х годов. Она основана на предпосылке, что меньше, чем при полной загрузке асинхронный двигатель менее эффективен и имеет более низкий коэффициент мощности, чем при полной загрузке двигателя. Таким образом, энергия может быть сохранен в частично загружены двигателей, 1-φ двигателей, в частности. Потребление энергии в поддержании статор магнитного поля относительно неподвижны относительно изменения нагрузки. В то время как нет ничего, чтобы сохранить в полной загрузке двигателя, напряжение частично загружены двигатель может быть сведена к уменьшению энергии, необходимой для поддержания магнитного поля. Это позволит повысить коэффициент мощности и эффективности. Это была хорошая концепция заведомо неэффективных однофазных двигателей, для которых он предназначен.

Эта концепция не очень применимо к большим 3-х фазных двигателей. Благодаря своей высокой эффективности (90% +), существует не так много энергии, чтобы спастись. Кроме того, 95% эффективный двигатель по-прежнему 94% эффективны в 50% максимального крутящего момента нагрузки (ВТФ) и 90% эффективности на 25% FLT. Потенциальная экономия энергии при переходе от 100% FLT 25% FLT разница в эффективности 95% - 90% = 5%. Это не 5% от полной мощности нагрузки, но 5% от мощности на снижение нагрузки. Коэффициент мощности Nola корректора могут быть применимы к 3-фазный двигатель, который вхолостую большую часть времени (до 25% FLT), как и пресс-удар. Срок окупаемости для дорогого электронного контроллера, по оценкам, будет непривлекательной для большинства приложений. Хотя, это может быть экономически как часть электронного стартера и скорость управления. [7]

Асинхронный двигатель переменного тока

Асинхронный двигатель может работать как генератор, если он приводится в действие от крутящего момента больше, чем 100% от синхронной скорости. (Рис. ниже ), что соответствует нескольким% "негативных" скольжения, скажем, 1% скольжения. Это означает, что мы вращающийся двигатель быстрее, чем синхронные скорости, ротор продвигается на 1% быстрее, чем статора вращающегося магнитного поля. Как правило, она отстает на 1% в двигателе. Поскольку ротор сокращение магнитного поля статора в обратном направлении (ведущий), ротора индуцирует напряжение в статор питание электрической энергии обратно в линию электропередач.

Отрицательный момент делает асинхронный двигатель в генератор.

Такой асинхронный генератор должен быть возбужден "живой" источник в 50 или 60 Гц. Никакая власть не может быть создан в случае сбоя питания энергетической компании. Этот тип генератора, как представляется, подходят в качестве резервного источника питания. В качестве вспомогательного генератора ветротурбины мощностью, она имеет то преимущество, не требующих автоматического отключения питания выключателем для защиты ремонта экипажей. Это отказоустойчивости.

Малые удаленные (от электросети), установка может быть сделать самовозбуждение путем размещения конденсаторов параллельно со статором фаз. Если нагрузка удаляется остаточный магнетизм может вызвать небольшое количество тока. Этот ток имеет право поступать по конденсаторы без рассеивания энергии. В качестве генератора доводится до полной скорости, ток увеличивается на поставку тока намагничивания в статоре. Нагрузка может быть применена в этой точке. Регулировка напряжения оставляет желать лучшего. Асинхронный двигатель может быть преобразован в автогенератора добавлением конденсаторов. [6]

Запуск процедуры для приведения ветровой турбины до скорости в двигательном режиме с применением нормального напряжения ЛЭП статора. Любой ветер индуцированные скорости турбины превышает синхронную скорость будет развиваться негативный момент, поставляющие электроэнергию обратно в линию электропередач, обращающего нормального направления электрического киловатт-час метр. В то время как асинхронный двигатель представляет собой отставание коэффициента мощности в линии электропередачи, индукции генератор представляет собой ведущий фактор власти. Индукционные генераторы не имеют широкого применения в обычных электростанций. Скорость привода паровой турбины является устойчивым и управляемым в соответствии с требованиями синхронные генераторы. Синхронные генераторы и более эффективным.

Скорость ветра турбины трудно контролировать, и при скорости ветра порывы вариации. Индукционный генератор может лучше справиться с этими изменениями в связи с присущими скольжения. Это подчеркивает шестерен и механических компонентов меньше, чем синхронные genertor. Тем не менее, это допустимое изменение скорости составляет всего около 1%. Таким образом, прямая линия связана асинхронный генератор считается фиксированной скорости в ветровой турбины. Смотрите Дважды кормили асинхронный генератор для истинного генератора переменного скорости. Несколько генераторов или несколькими обмотками на общем валу может быть включен, чтобы обеспечить высокую и низкую скорость для размещения различных условиях ветра.

Пусковая и управление скоростью

Некоторые асинхронные двигатели можно сделать более 1000% от полной нагрузки во время пуска, хотя, несколько сотен процентов чаще. Малые двигатели несколько киловатт или меньше может быть запущен прямого подключения к линии электропередачи. Начиная больших двигателей может привести к провисанию линии напряжения, влияя на другие нагрузки. Мотор-начала рейтингу выключателей (по аналогии с медленным предохранителей) необходимо заменить стандартные выключатели для запуска двигателей в несколько киловатт. Этот выключатель принимает высокие перегрузки по току на время запуска.

Автотрансформатор асинхронный двигатель стартером.

Motors более 50 кВт использовать пускатели уменьшить линии тока от нескольких сотен до нескольких сотен процентов при полной нагрузке. Прерывистый autotarnsformer долга может привести к снижению напряжения статора на долю минуты во время начала интервала, с последующим применением полного напряжения линии как показано на рисунке выше . Закрытие S контакты относится пониженное напряжение во время начала интервала. S контакты открытыми и R контакты замыкаются после запуска. Это уменьшает пусковой ток, скажем, 200% от полной нагрузки. Поскольку автотрансформатор используется только для короткого промежутка начала, она может быть размером значительно меньше, чем непрерывный блок долг.

Запуск 3-фазный двигатель на 1-фазный

Трехфазные двигатели будут работать на однофазной же легко, как однофазных двигателей. Единственная проблема для любой двигатель запускается. Иногда 3-х фазных двигателей приобретаются для использования на одном этапе, если три этапа подготовки не предвидится. Мощность должна быть 50% больше, чем у сопоставимых однофазный мотор, чтобы компенсировать один неиспользуемый обмотки. Однофазный применяется для пары обмоток simultanous с начала конденсатор последовательно с третьей обмотки. Запуска двигателя открывается на рисунке ниже, при запуске двигателя. Иногда меньше, чем емкость конденсатор пуска сохраняется во время работы.

Запуск трехфазного двигателя на одной фазе.

Схема на рисунке выше для запуска трехфазного двигателя от однофазной известна как статический преобразователь фазы, если вал двигателя не загружен. Кроме того, двигатель работает как 3-фазный генератор. Три фазы питания может быть использован с из трех обмоток статора для питания других 3-фазного оборудования. Конденсатор поставляет синтетические фазы примерно на полпути ∠ 90 ° между 180 ° ∠ однофазного источника питания терминалов для запуска. Во время работы двигатель генерирует примерно стандартный 3-φ, как показано на рисунке выше . Мэтт Isserstedt показывает полный дизайн для питания магазин домашней машине. [8]

Самозапуска статический преобразователь фазы. Рабочий конденсатор = 25 30μF в HP. По материалам рисунке 7, Ханрахан [9]

Поскольку статический преобразователь фаза не имеет крутящий момент нагрузки, он может быть запущен с помощью конденсатора значительно меньше, чем обычный конденсатор старта. Если он достаточно мал, он может быть оставлен в цепи, как во конденсатора. На рисунке выше . Тем не менее, меньше во конденсаторов приводит к лучшей 3-фазный выходной мощности как показано на рисунке ниже . Кроме того, регулировка этих конденсаторов для выравнивания токов, измеряемой в три этапа приводит к наиболее эффективной машиной. [9] Тем не менее, большая емкость начала требуется около секунды, чтобы быстро начать преобразователя. Ханрахан предусматривает строительство деталях. [9]

Более эффективный статический преобразователь фазы. Начать конденсатор = 50-100μF/HP. Запуск конденсаторы = 12-16μF/HP. Взято из рисунка 1, Ханрахан [9]

Несколько полей

Асинхронные двигатели могут содержать несколько обмотки поля, например, 4-полюсные и 8-контактный обмотке соответствующего до 1800 и 900 оборотов в минуту синхронной скорости. Возбуждение одного поля или другой менее сложным, чем перемонтажа статорных катушек на рисунке ниже .

Несколько полей позволяют изменения скорости.

Если поле с сегментированным приводит вывели, он может быть перемонтирован (или коммутацией) с 4-полюсный 2-полюсный, как показано выше, для 2-х фазного двигателя. 22,5 о сегментах переключается на 45 ° сегментов. Только провода для одной фазы показано выше, для ясности. Таким образом, наш асинхронный двигатель может работать на различных скоростях. При переключении выше 60 Гц двигатель с 4-полюсный с 2-х полюсный синхронный увеличивает скорость от 1800 оборотов в минуту до 3600 оборотов в минуту. Если двигатель приводится в движение 50 Гц, что будет соответствующий 4-полюсные и 2-полюсный синхронный скоростях?

N з = 120F / P = 120 * 50/4 = 1500 оборотов в минуту (4-контактный)
N с = 3000 оборотов в минуту (2-полюсный)

Переменное напряжение

Скорость небольшая короткозамкнутым ротором двигатели для приложений, таких как вождение болельщиков, может быть изменена за счет снижения напряжения в сети. Это уменьшает крутящий момент на нагрузку, которая снижает скорость. (Рис. ниже )

Переменное напряжение управляет скоростью асинхронного двигателя.

Электронный контроль скорости

Современная твердотельная электроника расширить возможности для контроля скорости. При изменении на 50 или 60 Гц частоты сети на более высокие или более низкие значения, синхронной скорости вращения двигателя может быть изменена. Тем не менее, снижение частоты тока, подаваемого в двигатель также снижает реактивность X L, который увеличивает ток статора. Это может привести к магнитной цепи статора к насыщению с катастрофическими результатами. На практике, напряжение на двигателе должно быть уменьшено, когда частота уменьшается.

Электронная регулировка скорости привода.

С другой стороны, частоты может быть увеличена до увеличения синхронной скорости двигателя. Тем не менее, напряжение должно быть увеличено преодолеть повышение реактивности держать ток до нормальных значений и поддержания крутящего момента. Инвертор (рис. ) Аппроксимирует синусоид с двигателем с мощностью широтно-импульсной модуляции. Это рубленый сигнала который либо включен, либо выключен, высокий или низкий, процент времени «включения» соответствует мгновенное напряжение синусоидальной волны.

После электроники применяется для индукции управления двигателем, многие методы управления доступны, варьируется от простого к сложному:



Резюме: Контроль скорости

  • Scaler управления Лоу стоимости описанного выше контролировать только напряжения и частоты, без обратной связи.
  • Векторного управления также известный как векторное управление фазой. Потока и крутящего момента производства компонентов тока статора измеряется и оценивается в режиме реального времени для повышения крутящего момента двигателя, скорости кривой. Это вычисление интенсивно.
  • Прямое управление моментом сложной адаптивной модели двигателя позволяет более прямой контроль потока и крутящего момента без обратной связи. Этот метод быстро реагирует на изменения нагрузки.



Резюме: Tesla многофазных асинхронных двигателей

  • Многофазных асинхронных двигателей состоит из обмотки многофазного встроенные в ламинированный статора и проводящих с короткозамкнутым ротором встроенные в ламинированный ротора.
  • Трехфазные токи в статоре создает вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток, и, как следствие магнитного поля в ротор. Ротор момент разрабатывается как ротор скользит немного позади вращающегося поля статора.
  • В отличие от однофазных электродвигателей, многофазных асинхронных двигателей являются самозапуска.
  • Пускатели минимизировать загрузку линии электропередачи, обеспечивая больший пусковой момент, чем требуется во время работы. Линейный ток снижения начала требуется только для больших двигателей.
  • Трехфазные двигатели будут работать на одной фазе, если начали.
  • Статический преобразователь фазы трехфазного двигателя, работающих на одном этапе, не имеющих валу нагрузки, создание 3-фазный выход.
  • Несколько обмотки поле может быть перемонтирован нескольких дискретных скоростей двигателя за счет изменения числа полюсов.

Линейный асинхронный двигатель

Статора раны и ротора короткозамкнутым ротором от асинхронного двигателя может быть сокращено на окружности и развернул в линейный асинхронный двигатель. Направление линейное перемещение контролируется последовательность диска статора фазы.

Линейный асинхронный двигатель был предложен в качестве привода для высокой скорости пассажирских поездов. До этого времени, линейный асинхронный двигатель с сопровождающим магнитная система левитации отталкивания, необходимых для плавный ход был слишком дорогостоящим для всех, кроме экспериментальных установок. However, the linear induction motor is scheduled to replace steam driven catapult aircraft launch systems on the next generation of naval aircraft carrier, CVNX-1, in 2013. This will increase efficiency and reduce maintenance. [4] [5]

 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья