Что такое скольжение асинхронного двигателя и как оно определяется
Как определить скольжение асинхронного двигателя в процессе наладки и эксплуатации
Скольжение асинхронного двигателя. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
- Режим холостого хода [ править| править код]
- Что это такое
- Определение силы трения
- Критическое скольжение [ править| править код]
- Отрывок, характеризующий Скольжение асинхронного двигателя
- Тест по теме
- Оценка доклада
- Литература [ править| править код]
Величина скольжения в разных режимах работы
В режиме холостого хода скольжение близко к нулю и составляет 2-3%, ввиду того, что n1 почти равняется n2. Нулю оно не может быть равным, потому как в этом случае поле статора не пересекает поле ротора, простыми словами, двигатель не вращается и питающее на него напряжение не подается.
Даже в режиме идеального холостого хода, величина скольжения, выраженная в процентах, не будет равной нулю. S может принимать и отрицательные значения, в том случае, когда электродвигатель работает в генераторном режиме.
В генераторном режиме (вращение ротора противоположно направлению поля статора) скольжение ЭД будет в значениях -∞ 
Поэтому, для детального исследования характеристик АД устанавливается зависимость, изображенная на рисунке выше. Таким образом, изменение момента (при различных значениях скольжения) в АД с фазным ротором может регулироваться путем ввода сопротивления в цепь обмоток ротора. В электродвигателях с короткозамкнутым ротором момент вращения регулируется или с помощью преобразователей частоты или использованием двигателей с переменными характеристиками.
При номинальной нагрузке электродвигателя значение скольжения будет в диапазоне 8%-2% (для двигателей малой и средней мощности), номинальное скольжение.
При увеличении нагрузки на валу (момента на валу) будет увеличиваться скольжение, простым языком, магнитное поле ротора будет все сильнее отставать (тормозить) от магнитного поля статора. Увеличение скольжения (S) приведет к пропорциональному увеличению тока ротора, следовательно, пропорционально увеличится момент. Но при этом увеличиваются активные потери в роторе (увеличивается сопротивление), которые уменьшают рост силы тока, поэтому момент увеличивается медленнее, чем скольжение.
При определенной величине скольжения момент достигнет максимального значения, потом начнет снижаться. Величину, при которой момент будет максимальным, называют критической (Sкр).
В графической форме механическую характеристику асинхронного электродвигателя можно выразить с помощью формулы Клосса:
где, Мк — это критический момент, который определяется критическим скольжением электродвигателя.
График строится исходя из характеристик, указанных в паспорте АД. При возникновении вопросов по приводу, в качестве движителя, использующего асинхронный электродвигатель, используется данный график.
Критический момент определяет величину допустимой мгновенной перегрузки электродвигателя. При развитии момента более критического (следовательно, более критического скольжения) происходит, так называемое, опрокидывание электродвигателя и двигатель останавливается. Опрокидывание — один из аварийных режимов.
Онлайн журнал электрика
Если частота вращения электродвигателя существенно отличается от синхронной, ее определяют тахометром либо тахогенератором, который присоединяется конкретно на валу электродвигателя, а скольжение мотора определяют по формуле S = (n1 — n2) / n1, где n1 = 60f /p – синхронная частота вращения; n2 – фактическая частота вращения.
Достоинства этого метода определения скольжения электродвигателя: быстрота измерений и возможность создавать их как при постоянной, так и при изменяющейся частоте вращения. К недочетам такового метода измерения можно отнести невысокую точность обыденных тахометров (погрешность 1–8 %) и трудность их градуирования. Не считая того, тахометр не может применяться при испытании электродвигателей малой мощности, потому что утраты на трение снутри механизма тахометра представляют приметную нагрузку.
Для выполнения разных измерений ручной тахометр обычно снабжается комплектом сменных наконечников различной формы и предназначения, надеваемых на конец валика (рис. 1). Из этих наконечников более обширно применяется резиновый конус, оправленный в железный патрон. Все эти наконечники служат для соприкосновения с коническим углублением в торце вала электронной машины. Наконечник с резиновым центром употребляют при измерении огромных частот, со железным — для малых и средних.
Рис. 1. Вид центробежного тахометра типа ИО-10 и тахогенератора: 1 – шкала; 2 – кнопка переключения; 3 – указатель пределов; 4 – циферблат
При наличии углубления по центру вала применяется удлинитель, который надевается на вал тахометра, а соответственный наконечник – на удлинитель. При отсутствии либо дефицитности центров пользуются шкивом, который прижимается боковой поверхностью (резиновым кольцом) к поверхности вращающегося вала.
В согласовании с определенными критериями измерения выбирают приспособление (удлинитель наконечник). До измерения убирают смазку, грязь, пыль из центра углубления либо поверхности вала.
Для измерения частоты вращения электродвигателя следует за ранее установить на тахометре нужный предел измерения. Если порядок измерения частоты неизвестен, то измерение следует начинать с самого высочайшего предела во избежание порчи тахометра.
Измерение следует создавать краткосрочно (3–5 с), осторожно прижимая наконечник тахометра к вращающемуся валу с маленьким нажимом так, чтоб ось вала тахометра совпадала с осью измеряемого вала либо при использовании шкивом была параллельной ей.
Если скольжение не превосходит 5 %, частота вращения может быть измерена стробоскопическим способом с применением неоновой лампы.
На торце вала мотора мелом наносят диаметральную черту. Во время работы мотора ее освещают неоновой лампой, питаемой от сети той же частоты, что и движок. Наблюдающий лицезреет на торце вала не черту, а звезду, медлительно крутящуюся против направления вращения вала. Количество лучей звезды находится в зависимости от числа пар полюсов мотора и от положения неоновой лампы. Если свет от обоих электродов лампы падает на торец вала, число лучей кажущейся звезды равно 2р. Если же торец вала с нанесенной меловой чертой освещается только одним электродом, число лучей кажущейся звезды равно числу пар полюсов.
За время t (обычно 30 с), измеряемое секундомером, подсчитывается количество лучей кажущейся звезды m, прошедших через вертикальное положение. Так как число лучей кажущейся звезды равно 2р, скольжение
где f1 – частота сети, питающей неоновую лампу.
Другой вариант стробоскопического способа заключается в последующем. На валу мотора с торцовой стороны крепят один из дисков (рис. 2). Собирают схему (рис. 3). У двухполюсной машины на валу закрепляют диск, обозначенный как 2р = 2, и освещают его неоновой лампой с пятачковым электродом.
Рис. 2. Изображение стробоскопических дисков зависимо от количества пар полюсов асинхронного электродвигателя
Рис. 3. Схема включения неоновой лампы для стробоскопического способа определения скольжения:1 – неоновая лампа, 2 – стробоскопический диск, 3 – индукционная катушка
Ротор крутится несинхронно и отстает от поля, так что виден диск, медлительно крутящийся в сторону, обратную вращению ротора. Если за время t мимо недвижной точки (стрелки, укрепленной на подшипнике) проходит m темных секторов, значение скольжения определяется по выражению
Счет проходящих мимо недвижной точки секторов следует начинать не с момента запуска секундомера, а со последующего прохождения метки.
Для получения резкости изображения на лампу следует подавать напряжение, кривая конфигурации которого показана на рис. 4. Лампа загорается тогда, когда напряжение на ее зажимах добивается значения, именуемого порогом зажигания.
Рис. 4. Схема включение неоновой лампы для получения острой формы кривой напряжения: 1 – неоновая лампа; 2 – реактивная катушка с очень насыщенным магнитопроводом с индуктивным сопротивлением Х (падения напряжения на сопротивлениях R и Х приблизительно схожи)
Определение скольжения мотора при помощи индукционной катушки. Этот способ основан на контроле частоты вращения потоков рассеивания ротора Фр (рис. 5), которые с частотой, пропорциональной скольжению, пересекают витки индукционной катушки.
Рис. 5. Схема измерения скольжения ротора асинхронного электродвигателя при помощи индукционной катушки
К выводам катушки подключают чувствительный милливольтметр (лучше с нулем посредине шкалы); катушку располагают у конца вала ротора. Поворачивая катушку в различные стороны, находят положение, при котором наблюдаются наибольшие колебания стрелки прибора. По числу полных колебаний k за время t рассчитывают значение скольжения
Для расчета комфортно отсчитать 50 полных колебаний и по секундомеру отметить время. Тогда: .
В качестве индукционной катушки можно использовать катушку реле либо контактора неизменного тока, имеющую 10–20 тыс. витков (либо намотать катушку с числом витков более 3000). Для усиления магнитного потока в катушку вставляют сердечник, набираемый из нескольких полос трансформаторной стали. Способ индукционной катушки очень прост и подходящ для всех видов машин.
У асинхронных электродвигателей с фазным ротором кроме обрисованных выше методов скольжение может быть определено при помощи магнитоэлектрического амперметра, включаемого в одну из фаз ротора, а при наличии невыключаемого сопротивления в цепи ротора — при помощи вольтметра, присоединенного к кольцам ротора. Рекомендуется использовать приборы с двухсторонней шкалой. Скольжение асинхронного электродвигателя рассчитывается по числу полных колебаний стрелки прибора, так же как при использовании способа с индукционной катушкой.
От чего зависит величина скольжения электродвигателя
- Как правило, скольжение относительно невелико при работе электродвигателя с номинальной нагрузкой. Например, при работе электромотора 1500 оборотов в минуту скольжение равно 2,7%.
- Асинхронные электродвигатели не могут достичь синхронной скорости даже, если отсоединить механизм. Проводники ротора никогда не будут пересекаться с магнитным полем, в них не будет ЭДС, соответственно не будет и тока. При этом асинхронный момент будет равен нулю.
- В момент пуска в обмотку ротора поступает ток, соответствующий частоте сети. По мере ускорения частота тока будет определена скольжением. При этом сопротивление ротора будет зависеть от частоты тока. Индуктивное сопротивление будет возрастать по мере увеличения частоты тока.
- Величины эквивалентного сопротивления изменяются в соответствии с законами физики. Если скольжение электродвигателя уменьшается, сопротивление соответственно увеличивается.
- При пусковом моменте до развития скольжения в пределах 0,15 сила сопротивления уменьшается незначительно. При дальнейшей работе наоборот – быстро уменьшается. Величина момента вращения определяется соответствующей величиной магнитного потока, поступающего тока и сдвигом между параметрами ЭДС, тока в роторе. Зависимость момента скольжения и напряжения с частотой устанавливается в ходе проведения исследования технических характеристик производителями электромоторов.
Что такое скольжение асинхронного двигателя и как оно определяется
Электродвигатели
Каталог поставщиков
Документация
Преобразователи частоты
Каталог поставщиков
Документация
| Режимы работы асинхронных электродвигателей |
Подключим обмотку статора к сети трехфазного переменного тока. Внутри статора возникает магнитное поле, вращающееся со скоростью no. Магнитные линии поля будут пересекать обмотку неподвижного ротора и индуктировать в ней э. д. с. Е2s. Под действием э. д. с. Е2s в обмотке ротора будет протекать ток I2. Ток ротора, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, создает вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться в сторону вращения поля со скоростью, меньшей скорости вращающегося поля. Если предположить, что ротор будет иметь такую же скорость вращения, как и магнитное поле, то токи в обмотке ротора исчезнут. С исчезновением токов в обмотке ротора прекратится взаимодействие их с магнитным полем и ротор станет вращаться медленнее вращающегося поля. При этом обмотка ротора вновь начнет пересекаться вращающимся полем и на ротор снова будет действовать вращающий момент. Следовательно, ротор при своем вращении всегда должен отставать от скорости вращения магнитного поля статора, т. е. вращаться с меньшей скоростью, почему эти двигатели и получили название асинхронных. Если через no обозначить скорость вращения магнитного поля (синхронная скорость), а через n – скорость вращения ротора двигателя, то разность no — n будет называться скоростью скольжения. Отношение скорости скольжения к скорости вращающегося магнитного поля называется скольжением двигателя и обозначается буквой S. откуда скорость вращения ротора двигателя Если, например, магнитное поле делает 1500, а ротор 1450 об/мин, то скольжение В момент пуска двигателя, когда скорость ротора n = 0, скольжение при холостом ходе n ≈ no, поэтому скольжение Скольжение асинхронного двигателя в зависимости от нагрузки меняется незначительно (1-6%). Чем больше мощность двигателя, тем меньше его скольжение. Асинхронная машина, работая в режиме двигателя, изменяет скорость вращения от n = 0 (момент пуска) до n ≈ no (холостой ход) и соответственно скольжение от S = 1 до S ≈ 0. Скольжение S характеризует скорость пересечения обмоток ротора вращающимся магнитным полем. Поэтому с изменением скорости вращения двигателя изменяется скольжение S и соответственно изменяется частота электродвижущей силы и токов в роторе, что видно из уравнения: При пуске двигателя S = 1; f2 = f1, при холостом ходе S ≈ 0, f2 ≈ 0. Например, если f1 = 50 Гц, то при пуске f2 = 50 Гц. При скольжении S = 2% частота тока в роторе Наибольшее значение э. д. с. Е2 в обмотке ротора асинхронного двигателя возникает в момент пуска, когда ротор неподвижен (n = 0, S = 1) и магнитный поток пересекает обмотку ротора с максимальной скоростью. Поэтому величина тока ротора, а следовательно, и тока статора в этот момент будет также наибольшей. Особенно велик пусковой ток у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором из-за отсутствия токоограничивающих сопротивлений в его цепи. Пусковой ток у этих двигателей может превышать номинальное значение тока в 5-7 раз: В этом заключается основной недостаток асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. У асинхронных двигателей с фазным ротором удается при помощи пускового реостата значительно уменьшить пусковой ток. У этих двигателей пусковой ток только в 2-2,5 раза больше номинального тока: Электромагнитные процессы, происходящие в асинхронном двигателе, во многом подобны процессам, происходящим в трансформаторе. Двигатель, как и трансформатор, имеет две обмотки, между которыми существует магнитная связь. Роль первичной обмотки трансформатора выполняет в двигателе обмотка статора, роль вторичной – обмотка ротора. При работе асинхронного двигателя по обмоткам статора W1 и ротора W2 протекают соответственно токи I1 и I2, которые создают две намагничивающие силы W1I1 и W2I2. Совместным действием этих намагничивающих сил в машине создается результирующий магнитный поток Ф. Как и в трансформаторе, напряжение на зажимах обмотки статора U1 уравновешивается почти полностью э. д. с. Е1, индуктированной в этой обмотке вращающимся магнитным полем. Величина результирующего магнитного потока Ф определяется величиной напряжения U1 и почти не зависит от величины нагрузки. Взаимное отношение токов статора и ротора в асинхронных двигателях аналогично соотношению первичного и вторичного токов в трансформаторе. Ток статора является намагничивающим, а ток ротора, согласно правилу Ленца, является размагничивающим. При работе электродвигателя без нагрузки (холостой ход) скольжение S очень мало. С увеличением нагрузки на валу двигателя скорость вращения ротора уменьшается, а скольжение S увеличивается. В связи с этим возрастает скорость пересечения витков обмотки ротора вращающимся магнитным полем, а следовательно, увеличиваются индуктированная в роторе э. д. с. Е2 и ток I2. Так как результирующий магнитный поток Ф должен оставаться при этом неизменным, то возрастание размагничивающего тока I2 вызывает соответственно увеличение тока I1, потребляемого обмоткой статора из питающей сети. По амперметру, включенному в цепь статора, можно, таким образом, судить о нагрузке двигателя. Разница между асинхронным двигателем и трансформатором заключается, во-первых, в конструкции магнитной цепи. У двигателя цепи (первичная и вторичная) разделены воздушным промежутком, чего не бывает у трансформаторов обычной конструкции. При работе двигателя ротор вместе с его обмоткой вращается. Во-вторых, в асинхронном двигателе электрическая энергия, потребляемая из сети, за вычетом потерь в двигателе, преобразуется в механическую энергию, используемую для приведения во вращение машины, станка или механизма, соединенного с валом двигателя. В электрическом двигателе потери складываются из электрических (в обмотках), магнитных (в стали магнитопровода) и механических (трение в подшипниках и трение вращающегося ротора о воздух). Эти потери вызывают нагревание обмоток и других частей машины. Номинальная мощность электрического двигателя, так же как и трансформатора, определяется предельно допустимой температурой нагрева изоляции обмоток, т.е. главным образом предельно допустимым длительным номинальным током. В паспорте электрического двигателя указывается его номинальная мощность Pн (кВт), т.е. механическая мощность на валу двигателя, которая может длительно отдаваться приводимой рабочей машине без перегрева обмоток двигателя. КПД асинхронных двигателей при номинальной нагрузке находится в пределах 85-95% (верхний предел относится к двигателям большей мощности). Источник: Кузнецов М. И. Основы электротехники. Учебное пособие. Изд. 10-е, перераб. «Высшая школа», 1970. От чего зависит величина скольжения электродвигателя
Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями
Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200Рассмотрены устройство и работа основного электронного оборудования, применяемого в электродинамическом (реостатном) тормозе системы «Шкода». Применительно к электродинамическому тормозу электровозов ЧС2 Т и его модификации на скоростном электровозе ЧС200   Загрузка...Похожие публикации/div> detector |
