Литература -->  Изомерия в производственном цикле 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163

составляющую реактивного тока Ji ., к-рая или совпадает с намагничивающим током (фиг. 42) или сдвинута относительно него на 180° (фиг. 43), В первом случае намагничивающий ток, доставляемый первичной цепью, уменьшается, а cos ср двигателя улучшается, во втором же случае cos (р ухудшается.

б) Фазовые компенсаторы или возбудители асинхронного двигателя. Добавочная эдс, сдвинутая от основной на 90 электрич. градусов, м. б.



Фиг. 4 3.

получена в системах, подобных применяемым для регулировки скорости, с помощью соответствующей регулировки сдвига фаз между этими эдс. Так как эта добавочная эдс должна преодолевать практически лишь активное сопротивление вторичной цепи двигателя, вызывая в ней необходимую намагничивающую мдс, то эта добавочная эдс может быть создана в весьма малой по своим размерам машине. Т. о., преобразователь частоты и коллекторные машины по системе Кожисека и Шербиуса м, б. использованы в 1сачестве возбудителей или т. н. фазовых компенсаторов для асинхронных двигателей. Т. к. при этих

применениях вьппе- -

описанных систем отсутствует НРОбХОДИ-


itth

Фиг. 44.

Фиг. 45.

мость В получении регулировки скорости, то системы эти в своем выполнении получаются значительно проще, будучи предназначены только для режима работы при рдной скорости. Изменение нагрузки в этом случае не вызывает необходимости в дополнительной регулировке. На фиг. 44 представлена схема SSW, выполняемая по системе Кожисека, а на фиг. 45-схема с шунтовым фазовым

т. э, т. IX.


Фиг. 46.

компенсатором, выполняемая фирмой ВВС по системе Шербиуса. Эти системы дают возможность асинхронному двигателю работать по круговой диаграмме с увеличенным диаметром. Благодаря этому, вместе с улучшением cos q) одновременно достигается и увеличение перегрузочной способности двигателя, что в нек-рых случаях (напр. при прокатных станах) может иметь особо ваншое значение. На фиг. 46 представлены круговая диаграмма I - для асинхронного двигателя без компенсатора и диаграмма J7 -при наличии шунтового компенсатора Шербиуса с отмеченными на них величинами опрокидьшающих моментов Mi и М.

Фазовые компенсаторы по системе периодо-преобразователя и системе Кожисека являются механ1шески связанными с валом главного двигателя посредством соединительной муфты в случае равенства чисел полюсов двигателя и компенсатора и посредством зубчатой передачи, если числа полюсов этих машин не равны. Шунтовой компенсатор не имеет необходимости в механической связи с валом главного двигателя и мон-сет быть приводим в движение отдельным небольшим двигателем любой системы, что дает этому компенсатору значительное преимущество перед двумя первыми.

в) Фазовый компенсатор системы Л е б л а и а-Ш е р б и у с а. Особый интерес по своей простоте и дешевизне пред-: ставляет фазовый компенсатор Леблана-Шер-биуса, который может применяться только в. схемах для улучшения сов (р. Этот компенсатор имеет якорь с обмоткой, соединенной с коллектором, щетки которого соединяются с кольцами асинхронного двигателя. В системе Леблана статор компенсатора не имеет обмотки и слу-исит лишь магнитопроводом для поля якоря, а при системе Шербиуса статор заменен железным кольцом, насаженньш на якорь и вращающимся вместе с ним. Компенсатор К приводится во вращение небольшим двигателем М, скорость которого не связана со скоростью главного двигателя А (фиг. 47). При холостом ходе главного двигателя А компенсатор К не оказывает никакого действия на его работу и служит для замыкания вторичной цепи, играя в ней роль лишь нек-рого добавочного сопротивления. При нагрузке двигателя А его вторичный ток проходит через якорь компенсатора и создает вокруг него магнитное поле, медленно вращающееся в пространстве соответственно с частотой вторичной цепи /з-Если компенсатор неподвижен, то его эдс самоиндукции отстает на 90° по фазе от тока. Если якорь компенсатора вращается в

Фиг. 47.



направлении вращения поля, то при синхронной скорости вращения эдс компенсатора равна нулю. Если вращать якорь компенсатора выше синхронной скорости, то эдс компенсатора изменяет свой знак на 180° и поэтому опережает ток по фазе на 90°. Благодаря этому вторичный ток двигателя начинает опережать его основную эдс, и двигатель улучшает свой cos 9?.

На фиг. 48,а представлена приближенная диаграмма асинхронного двигателя без компенсатора. Т. к. частота /2 очень мала, то можно считать, что ток Jg совпадает по фазе с создающей его эдс, и потому sBaJaa-Первичный ток 1 равен геометрическ. сумме приведенного вторичного тока 1 и намагничивающего тока 1, поэтому ток Ji отстает по фазе от напряжения Fj \ на угол 9?. На фиг. 48,6 представлена диаграмма при наличии компенсатора для случая, когда добавочное на- фиг. 48. пряжение позволяет получить полную компенсацию двигателя до cos9? = l. В этом случае ток 1 опережает эдс sE на тот же угол 99 и создается геометрич. суммой эдс sE и Sjt , поэтому при неизменном вращающем моменте,согласно ф-ле (22),величина вторнч-цого тока должна измениться и будет равна

I -

Величина

основной эдс двигателя

откуда s=

COS <р COS 4} cos я> cos* <p

Напряжение компенсатора

Ej, = s Ea sin 9? = i-. tg <p.

COS<p

Мощность одной фазы компенсатора

= EJ,-

Т.к. можно считать, что мощность двигателя

на фазу равна то при компенсации

cos гр со стороны ротора

KVA,==KVA,..tgV.

На фиг. 49 представлена круговая диаграмма А двигателя без компенсатора, В- круговая диаграмма с ненасыщенным компенсатором, дающим cos 97 = 1 при полной нагрузке, и С-уплощенная диаграмма конца вектора первичного тока двигателя, дающего также cos 93 = 1 при полной нагрузке. В последнем случае улучшение cos 95 начинает наступать при меньших нагрузках, чем в случае ненасыщенного компенсатора. В обоих случаях кривая тока проходит выше, чем в круговой диаграмме А без компенсатора, поэтому наличие компенсатора повы- шает перегрузочную способность двигателя. На фиг. 50 представлены кривые cos 99 двигателя при изменении нагрузки: кривая А- прл отсутствии компенсатора, а кривая В- при наличии компенсатора.

13. Однофазный асинхронный двигатель, а) Принцип действия. Однофазный асинхронный двигатель имеет пульсирую-

щую мдс, к-рая м. б. разложена на две мдс, вращающиеся в противоположные стороны и имеющие равные амплитуды. Поэтому однофазная обмотка м.. б. заменена двумя другими, питаемыми трехфазным током и соединенными т. о., что одна дает поле, вращающееся в одном направлении, а другая-в противоположном. При неподвижном двигателе обе мдс действуют на ротор одинаковым образом, создавая в нем вращающие моменты, направленные в противоположные стороны и взаимно уравновешивающиеся.

Если привести ротор во вращение в одну сторону, то мдс, действующая в эту же сторону,

cose



Фиг. 49.

гЩО,г 0,4 0,6 0,3 1,0 1,2

Фиг. 50.

создает в нем ток с частотой sf и образует момент Ml, который действует в направлении вращения ротора. Другая обмотка будет иметь мдс, действующую против направления вращения ротора и создающую в нем режим тормоза. Ток от этой обмотки будет иметь частоту (2-s)/i, которая образует момент Ма, действующий против направления вращения ротора. На фиг. 51 представлены кривые вращающих моментов Mj и Mg, построенные для скольжений от s=0 до .s=2 относительно поля первой обмотки. Из этих кривых видно, что при 5=1,0 оба момента уравновешивают друг друга; если же двигатель вращается в какую-либо сторону, то момент, увлекающий ротор в этом направлении, превышает обратный момент.

При замкнутом роторе намагничивающий ток однофазного двигателя почти вдвое больше, чем при разомкнутом; поэтому cos 9?

I--- N.

Фиг. 5 1.

Zfls

Фиг. 52.

однофазного двигателя нине, чем трехфазного. Т. к. обратное Поле создает обратный момент и вызывает добавочные потери в роторе, то кпд однофазного двигателя такнсе меньше, чем трехфазного.

б) Пуск в ход однофазного двигателя, Т, к, однофазный двигатель не развивает начального момента, то для пуска его в ход применяется вспомогательная пусковая обмотка, сдвинутая в пространстве относительно основной на 90°, Для получения сдвига токов во времени в обеих обмотках, в главную обмотку Р включается при пуске омич. сопротивление Д, а во вспомогательную М-самоиндукция х (фиг, 52), Т, к. обе обмотки сдвинуты в пространстве на 90°, а токи в них сдвинуты на угол, меньший 90°,



то в результате образуется эллиптическое вращающееся поле, создающее вращающий момент в направлении его движения. При пуске рубильник <S ставится в верхнее положение, а при работе-в нижнее, обозначенное пунктиром.

Однофазный двигатель имеет также круговую диаграмму, дающую возможность Получать его характеристики. Однофазные двигатели получаются заводским путем из моделей трехфазных, при чем / пазов заполнены основной обмоткой и 1/з - пусковой. Поэтому тип однофазного двигателя позволяет получать из данной модели приблизительно мощности трехфазного.

14. Трёхфазный асинхронный двигатель как катушка самоиндукции. Если соединить статор и ротор трехфазного двигателя т. о., чтобы поля их вращались в одном направ.че-нии, то при повороте ротора и закреплении его в неподвижном положении получается симметричная регулируемая катушка самоиндукции (фиг. 53). Результирующее чис.о витков такой катушки будет равно

W = IXiVjkj) + {wh + IWikwjk cos a , где w-JCi - действующее число витков статора, Wg/Cg - число витков ротора и а - угол


Фиг. 53.

Фиг. 54.

сдвига между соответствующими осями катушек (фиг. 54). Магнитный поток Ф такой катушки самоиндукции будет прибли-

зительно равен

И будет изменяться

вместе с углом а. Соответственно будет изменяться и намагничивающий ток, создающий поток Ф; поэтому такая катушка будет потреблять различный реактивный ток, при изменении к-рого будут одновременно изменяться и поля рассеяния статора и ротора. При а=0° система будет иметь наибольшее реактивное результирующее сопротивление



и потому будет потреблять наименьший реактивный ток. При а = 180°, наоборот, система будет иметь наименьшее реактивное сопротивление и соответственно будет потреб-

.пять наибольший реактивный ток. Описанный выше тип трехфазной катушки самоиндукции особенно распространен в лабораторной практике.

15. Потенциальный регулятор. Если присоединить статор асинхронного двигателя к одной сети, а ротор-к другой, то при повороте ротора и закреплении его в неподвижном положенрш можно создавать любой сдвиг фазы эдс ротора относительно эдс статора (фиг. 55), благодаря чему двигатель превращается в трансформатор фазы. Если присоединить обмотку статора или ротора к сети, а три фазы обмотки, помещенной на другой части машины, соединить последовательно с фазами первой, то получится схема потенциального регулятора (фиг. 56). Первая обмотка Wx создает в машине вращающееся магнитное поле, которое индуктирует во второй обмотке добавочное напряжение Ez, геометрически складывающееся с напряжением первой* обмотки Е\. Т. о. можно получить максимальное напряжение = = .Bi-b£f2 и минимальное Е = Ех - е. Если обмотка Wg сдвинута от оси обмотки и\ на угол а, отличный от О и 180°, то результирующее напряжение Е, получится как геометрическая сумма напряжений Е и Е:

Еп=Ех + Ez .

Потенциальный регулятор рассчитывается на отдаваемую им кажущуюся мощность:

тгтг А Г Em/ix ~ Enrin

У 2-10

Так же, как в трехфазном асинхронном двигателе, в потенциальном регуляторе получается нек-рый вращающий момент, соответствующий мощности, к-рая передается из первичной цепи во вторичную. Для уничтожения момента на валу регулятора, а также сдвига по фазе между первичным и вторичным напряжением применяется сдвоенный потенциальный регулятор по схеме фиг, 57. В этом регуляторе при всех угловых положениях ротора эдс Ех и Е практически совпадают по фазе, а т. к. моменты обеих частей направлены навстречу, то в этом случае отсутствует общрш момент на валу. Регулятор фаз применяется в лабораториях для проверки приборов при различных cos 97 и в каскадных установках для добавочного поворота фазы коллекторной машины, напр. в схеме Кожисека, Потенциальный регулятор применяется для регулирования напряжения у приемников в сетях с большим колебанием напряжения.

16. Асинхронная машина двойного питания. Асинхронная машина, у к-рой статор и ротор выполнены с одинаковым числом витков, м, б. обращена в синхронную. Для этого фазы статора и ротора соединяют в обратном порядке так, чтобы при неподвижном роторе поля статора и ротора вращались в противоположи, направлениях. Если при помощи внешн. силы довести ротор до двойной


Фиг. 5



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163