Электрические двигатели и генераторы

Электротехника
Электрические машины и трансформаторы
Определение фазных и линейных токов приемников
Электрическая машина
Принцип действия асинхронного двигателя
Трансформаторы

Векторная диаграмма трансформатора

Переходные процессы в трансформаторах
Трансформаторные устройства специального назначения
Холостой ход трансформатора
Опыт короткого замыкания
Трехобмоточный трансформатор
Измерительные трансформаторы.
Электрические двигатели и генераторы
Асинхронный генератор
Параметры асинхронной машины 
Регулирование скорости вращения

Однофазные асинхронные двигатели.

Асинхронный преобразователь частоты 
Генераторы переменного тока
Трехфазный синхронный генератор
Несимметричная нагрузка трехфазного генератора
Однофазный синхронный генератор
Синхронный двигатель 
Синхронные машины заводов Советского Союза
Машины постоянного тока – генераторы и двигатели
Генератор с параллельным возбуждением
Электромашинные усилители
Электромашинные преобразователи тока
 

Работа трехфазного двигателя при неноминальных условиях  

Условия работы двигателя могут отличаться от номинальных, т. е. от тех условий, для которых он предназначен.

На практике напряжение на его зажимах часто отличается от номинального: U1  U1н. Могут быть случаи, когда f1  f1н. Иногда к двигателю подводятся несимметричные напряжения, если, например, нагрузка сети, к которой он приключен, распределена по фазам неравномерно. Напряжения на зажимах двигателя могут быть также несинусоидальными, если большую часть нагрузки сети составляют нелинейные сопротивления, например, выпрямители. Поэтому исследование работы двигателя при указанных неноминальных условиях имеет важное практическое значение.

Мы здесь рассмотрим также работу двигателя при неравных сопротивлениях фаз его роторной обмотки, что может быть вызвано ухудшением переходных контактов между кольцами и щетками или дефектами, допущенными при изготовлении к Работа при U1U1н  

Отклонение напряжения U1 от номинального U1н на ±5% считается допустимым. При этом двигатель обычно может нести номинальную нагрузку на валу. При больших отклонениях напряжения нагрузка на валу двигателя, как правило, должна быть снижена.

Работа двигателя при U1  U1н может быть исследована путем сопоставления его рабочих характеристик при U1 и при U1н. Прежде чем переходить к такому сопоставлению, рассмотрим с качественной стороны, как изменятся характеристики двигателя при U1 > U1н и при U1 < U1н.

Повышение напряжения сверх номинального сравнительно редкое явление на практике, но в отдельных случаях оно может иметь место, например, при неисправностях регулятора напряжения генератора. При этом в машине должен увеличиться магнитный поток Ф, создающий э.д.с. E1, почти полностью уравновешивающую приложенное напряжение U1. Увеличение потока вызовет увеличение намагничивающего тока, которое может быть значительным из-за чрезмерного насыщения стальных участков магнитной цепи машины. В результате получим ухудшение cosφ1 и увеличение тока статора. Поэтому при U1 > U1н возрастут не только потери в стали, но и электрические потери в обмотке статора, что может увеличить ее нагрев сверх допустимого.

Если U1 < U1н, то вследствие уменьшения магнитного потока уменьшится намагничивающий ток, но возрастут активные составляющие токов ротора и статора В результате при номинальной нагрузке на валу токи ротора и статора будут больше номинальных. При этом усиливаются поля рассеяния, что повлечет за собой увеличение реактивной составляющей тока статора. Таким образом, и здесь мы будем иметь при номинальной нагрузке на валу ухудшение cosφ1 и увеличение токов статора и ротора сверх допустимого. Следует также иметь в виду, что при U1 <U1н может заметно снизиться максимальный момент двигателя Мм, пропорциональный квадрату напряжения (§ 3-13,в).

При более подробном исследовании, когда нужно дать количественную оценку изменениям I1 c cosφ1, η, s при отклонении U1 от U1н, следует обратиться, как указывалось, к сопоставлению рабочих характеристик при U1 и при U1н.

Рассмотрим характеристики при U1 <U1н. Они могут быть построены по круговой диаграмме или расчетным путем (§ 3-18). При этом параметры r1, х1,  и  остаются без изменения, а для определения тока холостого хода нужно произвести опыт холостого хода при U1 или выполнить расчет магнитной цепи и потерь в стали при E10,97U1.

На рис. 3-71 представлены рабочие характеристики двигателя на 10 кВт при номинальном фазном напряжении U1н = 220 В (сплошные кривые) и при фазном напряжении U1 = 127 В (пунктирные кривые). По оси ординат здесь отложены фазные токи.

Рис. 3-71. Рабочие характеристики двигателя при U1н = 220 В (сплошные кривые) и при U1 = 127 В (пунктирные кривые).

Из сопоставления характеристик мы видим, что при малых нагрузках выгодно работать при пониженном напряжении. Этим иногда пользуются на практике для улучшения соsφ1 и η двигателя: если его номинальное фазное напряжение равно напряжению сети, то при малых нагрузках [примерно при Р2 < (0,40  0,45)Р2н] его обмотку статора переключают с треугольника на звезду (для такого случая построены кривые на рис. 3-71).

Работа при f1f1н  

В большинстве случаев частота сети достаточно точно поддерживается равной стандартной частоте 50 Гц. Лишь иногда, обычно в аварийных случаях, могут быть заметные отклонения fi от f1н. Если они не превышают примерно ±5%, то работа двигателя мало ухудшается; поэтому такие отклонения обычно считаются допустимыми.

При больших отклонениях fi от fiн приходится изменять напряжение на зажимах двигателя: например при регулировании его частоты вращения путем изменения частоты f1. Довольно часто при этом напряжение изменяют пропорционально частоте, чтобы поток Ф оставался приблизительно постоянным (согласно уравнению U  E1  f1Ф).

Исследование работы двигателя при f1  fiн может быть проведено при помощи круговой диаграммы или расчетным путем. Здесь нужно учитывать, что индуктивные сопротивления х12, х1 и  изменяются пропорционально fi. Если при изменении fi напряжение изменяется непропорционально частоте, когда, следовательно, поток Ф не остается постоянным, то при определении х12 должно быть учтено не только изменение частоты, но и изменение насыщения машины. Если необходимо произвести исследование двигателя при частоте fi, значительно меньшей, чем fiн, то следует обратиться к точной круговой диаграмме, построенной с учетом γ1

Электротехника