Генераторный режим работы асинхронной машины

Экзаменационные билеты по предмету

«Применение электроэнергии в сельском хозяйстве».

Билет № 1

Назначение электрических машин и трансформаторов.

Электрическая машина представляет собой электромеханическое устройство, осуществляющее взаимное преобразование механической и электрической энергий. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими машинами — генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую.

Трансформаторы широко применяются в системах передачи и распределения электроэнергии. Известно, что передача электроэнергии на дальние расстояния осуществляется при высоком напряжении (до 500 кВ и более), благодаря чему значительно уменьшаются электрические потери в линии электропередачи. В местах распределения электроэнергии между потребителями устанавливают понижающие трансформаторы, которые понижают напряжение до требуемого значения. И наконец, в местах потребления электроэнергии напряжение еще раз понижают посредством трансформаторов до 220, 380 или 660 В. При таком напряжении электроэнергия подается непосредственно потребителям — на рабочие места предприятий и в жилые помещения.

Схемы включения дуговых ртутных ламп.

Билет № 2

Классификация электрических машин.

Все электрические машины подразделяют на бесколлекторные и коллекторные. Различающиеся как принципом действия, так и конструкцией. Бесколлекторные машины — это машины переменного тока. Их делят на асинхронные и—синхронные. Асинхронные машины применяют преимущественно в качестве двигателей, а синхронные — как в качестве двигателей, так и в качестве генераторов. Коллекторные машины используют главным образом для работы на постоянном токе в качестве генераторов или двигателей. Электрические машины одного принципа действия могут различаться схемами включения либо другими признаками, влияющими на эксплуатационные свойства этих машин. Например, асинхронные и синхронные машины могут быть трехфазными (включаемыми в трехфазную сеть) или однофазными. Асинхронные машины в зависимости от конструкции обмотки ротора разделяют на машины с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором.

Схемы включения люминесцентных ламп.

Билет № 3

Двигательный и генераторный режим работы асинхронной машины.

Двигательный режим. непременным условием работы асинхронного двигателя является наличие в нем магнитного поля, вращающегося с частотой ή (синхронная частота вращения). Это поле создается при включении трехфазной обмотки статора в сеть трехфазного переменного тока. Процесс наведения вращающегося магнитного поля называют в о з б у ж д е н и е м асинхронной машины. Возбуждение создается реактивной (индуктивной) составляющей переменного тока, поступающего из сети в обмотку статора.

Скольжение выражают в долях единицы либо в %. 0

Генераторный режим. Асинхронные машины могут работать не только в двигательном, но и в генераторном режимах. Для этого необходимо возбудить асинхронную машину, подключив ее обмотку статора к трехфазной сети, и посредством приводного двигателя (турбина, двигатель внутреннего сгорания) привести во вращение ротор машины в направлении вращения магнитного поля статора с частотой, превышающей частоту вращения этого поля

ή ₂ > ή ₁ В этих условиях характер движения ротора относительно поля статора изменится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы), так как ротор будет обгонять поле статора и скольжение станет отрицательным,S

Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 2180 | Нарушение авторских прав

Читайте также:

1. Borland C и его основные режимы с характерными окнами
2. II Тематика курсовой работы
3. II. рекомендации по выполнению контрольной работы
4. II. рекомендации по выполнению контрольной работы
5. III. формы организации текущей учебной работы
6. VI. Требования к воздушно-тепловому режиму.
7. VIII. Требования к режиму дня и образовательной деятельности
8. XXI. Каков обычный режим Вашей работы?
9. А28. Выговор, увольнение с работы, штраф, лишение свободы являются примерами
10. Аварийно -спасательные машины
11. Автоматизации работы проходческих комбайнов
12. Автоматизация работы газоперекачивающей станции

Режим работы и устройство асинхронной машины

Основные типы серийно выпускаемых асинхронных двигателей

Асинхронные машины специального назначения

Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели

Пуск и регулиро­вание частоты вращения трех­фазных асинхронных двигателей

Опытное опреде­ление параметров и расчет рабочих характеристик асинхронных двигателей

Электромагнитный момент и рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочий процесс трехфазного асинхронного двигателя

Магнитная цепь асинхронной машины

Режимы работы и устройство асинхронной машины

АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Раздел

Асинхронные машины полу­чили наиболее широкое при­менение в современных элек­трических установках и явля­ются самым распространен­ным видом бесколлекторных электрических машин пере­менного тока. Как и любая электрическая машина, асин­хронная машина обратима и может работать как в генера­торном, так и в двигательном режимах. Однако преоблада­ющее применение имеют асинхронные двигатели, со­ставляющие основу совре­менного электропривода. Об­ласти применения асинхрон­ных двигателей весьма широ­кие — от привода устройств автоматики и бытовых элек­троприборов до привода круп­ного горного оборудования (экскаваторов, дробилок, мель­ниц и т. п.). В соответствии с этим мощность асинхронных двигателей, выпускаемых элек­тромашиностроительной про­мышленностью, составляет диапазон от долей ватт до ты­сяч киловатт при напряжении питающей сети от десятков вольт до 10 кВ. Наибольшее применение имеют трехфаз­ные асинхронные двигатели, рассчитанные на работу от сети промышленной частоты (50 Гц). Асинхронные двига­тели специального примене­ния изготовляются на повы­шенные частоты переменного тока (200, 400 Гц и более). Основное внимание в данном разделе уделено изучению трехфазных асинхронных дви­гателей общего применения. Но в конце раздела рассмот­рены однофазные и конден­саторные (двухфазные) асин­хронные двигатели, а также двигатели специального на­значения — линейные, испол­нительные и др.

ГЛАВА 10

В соответствии с принципом обратимости элек­трических машин (см. § В.2) асинхронные машины могут работать как в двигательном, так и в генератор­ном режимах. Кроме того, возможен еще и режим электромагнитного торможения противовключением.

Двигательный режим.Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя рассмотрен в § 6.2. При включении обмотки статора в сеть трех­фазного тока возникает вращающееся магнитное поле, которое, сцепляясь с короткозамкнутой обмот­кой ротора, наводит в ней ЭДС. При этом в стерж­нях обмотки ротора появляются токи (см. рис. 6.4). В результате взаимодействия этих токов с вращаю­щимся магнитным полем на роторе возникают элек­тромагнитные силы. Совокупность этих сил создает электромагнитный вращающий момент, под дейст­вием которого ротор асинхронного двигателя при­ходит во вращение с частотой n₂

Весьма важным параметром асинхронной ма­шины является скольжение — величина, характери­зующая разность частот вращения ротора и вра­щающегося поля статора:

Скольжение выражают в долях единицы либо в процентах. В последнем случае величину, получен­ную по (10.1), следует умножить на 100.

Вполне очевидно, что с увеличением нагрузочного момента на валу асинхронного двигателя частота вращения ротора n₂ умень­шается. Следовательно, скольжение асинхронного двигателя зави­сит от механической нагрузки на валу двигателя и может изме­няться в диапазоне 0 = 0). При этом скольжение sравно единице.

Рис. 10.1. Режимы работы асинхронной машины

В режиме работы двигателя без нагрузки на валу (режим холостого хода) ротор вращается с частотой лишь немного меньшей синхронной частоты вращения n₁и скольжение весьма мало отличается от нуля (s ≈ 0). Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называют номинальным скольжениемs_hom.Для асинхронных дви­гателей общего назначенияs_hom= 1 8%, при этом для двигателей большой мощности s_ном = 1%, а для двигателей малой мощности s_ном=8%.

Преобразовав выражение (10.1), получим формулу для опре­деления асинхронной частоты вращения (об/мин):

Пример 10.1.Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 работает от сети с частотой тока f₁ = 50 Гц. Определить частоту вращения двигателя при номинальной нагрузке, если скольжение при этом составляет 6%.

Решение. Синхронная частота вращения по (6.3)

n₁ = f₁ 60/ р = 50 • 60/4 = 1500 об/мин.

Номинальная частота вращения по (10.2)

n_ном = n₁(1 – s_ном ) = 1500(1 – 0,06) = 1412 об/мин.

Генераторный режим.Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного дви­гателя ПД (двигатель внутреннего сгорания, турбина и т. п.), яв­ляющегося источником механической энергии, вращать в направ­лении вращения магнитного поля статора с частотой n₂ > n₁, то направление движения ротора относительно поля статора изме­нится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы пой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При этом скольжение станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т. е. будет направлен встречно вращающемуся магнитному полю статора и станет тормозящим по отношению к вращающемуся моменту приводного двигателя М₁ (рис. 10.1, а). В этом случае механическая мощность приводного двигателя в основной своей части будет преобразована в электрическую активную мощность Р₂ перемен­ного тока. Особенность работы асинхронного генератора состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q трехфазной сети, в которую включен генератор и да он отдает вырабатываемую активную мощность Р₂. Следовательно, для работы асинхронного генератора необходим источник переменного тока, при подключении к которому происходит возбуждение генератора, т. е. в нем возбуждается вращающееся маг­нитное поле.

Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне – ∞ 1. (10.3)

Скольжение асинхронной машины в режиме торможения противовключением может изменяться в диапазоне 1

Дата добавления: 2014-12-27 ; Просмотров: 4509 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Если ротор разогнать с помощью внешнего момента (например, каким-либо двигателем) до частоты, большей частоты вращения магнитного поля, то изменится направление ЭДС в обмотке ротора и активной составляющей тока ротора, то есть асинхронная машина перейдёт в генераторный режим. При этом изменит направление и электромагнитный момент, который станет тормозным. В генераторном режиме работы скольжение. Генераторный режим асинхронного двигателя используется довольно часто в механизмах с активным моментом: в таком режиме могут работать двигатели эскалаторов метро (при движении вниз), опускании груза в подъёмных кранах, в генераторном режиме также работают двигатели лифтов, в зависимости от соотношения веса в кабине и в противовесе; при этом сочетаются необходимый по технологии режим торможения механизма и рекуперация энергии в сеть с экономией электроэнергии.

Условия самовозбуждения асинхронного генератора.

Для работы асинхронной машины в генераторном режиме требуется источник реактивной мощности, создающий магнитное поле. При отсутствии первоначального магнитного поля в обмотке статора поток создают с помощью постоянных магнитов, либо при активной нагрузке за счёт остаточной индукции машины и конденсаторов, параллельно подключенных к фазам обмотки статора. Асинхронный генератор потребляет реактивный ток и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин, синхронных компенсаторов, батарей статических конденсаторов (БСК). Из-за этого, несмотря на простоту обслуживания, асинхронный генератор применяют сравнительно редко, в основном в качестве ветрогенераторов малой мощности, вспомогательных источников небольшой мощности и тормозных устройств.

Тормозные режимы работы асинхронной машины.

Если изменить направление вращения ротора или магнитного поля так, чтобы они вращались в противоположных направлениях, то ЭДС и активная составляющая тока в обмотке ротора будут направлены так же, как в двигательном режиме, и машина будет потреблять из сети активную мощность. Однако электромагнитный момент будет направлен встречно моменту нагрузки, являясь тормозящим. Этот режим применяют кратковременно, так как при нём в роторе выделяется много тепла, которое двигатель не способен рассеять, что может вывести его из строя.

Для более мягкого торможения может применяться генераторный режим, но он эффективен только при оборотах, близких к номинальным.

67. Трансформаторный режим работы асинхронной машины.Фазорегуляторы. В трансформаторном режиме асинхронная машина работает при s=1 . В этом энергетическом режиме машина является электромагнитным преобразователем и не преобразует электрическую энергию в механическую или обратно. Для работы в трансформаторном режиме используются машины с фазным ротором. При этом между обмотками статора и ротора возможна трансформаторная или автотрансформаторная связь. Фазорегулятор. Конструктивно фазорегулятор – это асинхронная машина с заторможенным фазным ротором, обмотки статора и ротора которой имеют между собой трансформаторную связь и могут поворачиваться относительно друг друга на электрический угол 360 . При повороте ротора относительно статора амплитуда ЭДС на роторе 2 Е не изменится, т. к. ЭДС в фазных обмотках ротора наводится вращающимся полем, а фаза (временной сдвиг между первичным и вторичным напряжением) изменится. Принимая активные и индуктивные сопротивления фазных обмоток ротора равными нулю, можно считать U2= E2 . При повороте ротора относительно статора на угол β изменяется и временной угол между напряжениями статора и ротора на величину рβ.

Ротор относительно статора поворачивается вручную или с помощью привода. Как было сказано выше, на ротор действует пусковой момент, что следует учитывать при расчете самостопорящегося поворотного редуктора ротора фазорегулятора. Промышленность выпускает трехфазные фазорегуляторы серии ФР, ФРО напряжением 220/380 В и мощностью до 18 кВ А.

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 252 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ