Введение в 3-фазный двигатель
В этой статье будут рассмотрены концепции трехфазного асинхронного двигателя, которые являются необходимым условием для правильного выбора, закупок, установки и обслуживания.
Основы трехфазного асинхронного двигателя (часть 1)
Прежде чем начнется какое-либо фактическое обсуждение работы двигателя, лучше иметь сравнение начального поведения асинхронного двигателя и трансформатора, поскольку в соответствии с эквивалентным изображением схемы 3-фазный асинхронный двигатель является генерализованным трансформатором.
Предполагается, что читатели уже знакомы с элементарной концепцией принципа работы и построения трехфазного асинхронного двигателя.
В чем принципиальная разница в принципе работы асинхронного двигателя и трансформатора ? Это несмотря на то, что эквивалентная схема двигателя и трансформатора - это тот же самый ротор двигателя, который вращается там, где нет вторичного трансформатора.
Асинхронный двигатель является генерализованным трансформатором. Разница заключается в том, что трансформатор представляет собой чередующуюся флюсовую машину, а асинхронный двигатель - вращающийся флюсовый аппарат. Вращающийся поток возможен только тогда, когда трехфазное напряжение (или полифаза), которое со временем на 120 градусов, применяется к трехфазной обмотке (или полифазной обмотке) на 120 градусов в пространстве, тогда создается трехфазный вращающийся магнитный поток, величина которого постоянно, но направление меняется. В трансформаторе создаваемый поток периодически чередуется и не вращается.
Между первичным и вторичным трансформатором отсутствует воздушный зазор, так как существует четкий воздушный зазор между статором и ротором двигателя, который обеспечивает механическое перемещение двигателя. Из-за более высокой сопротивляемости (или низкой проницаемости) воздушного зазора намагничивающий ток, требуемый в двигателе, составляет 25-40% от номинального тока двигателя, где, как и в трансформаторе, он составляет всего 2-5% от номинального первичного тока.
На частоте переменного тока частота индуцированной ЭДС в первичной и вторичной сторонах одинакова, так как частота ЭМП ротора зависит от скольжения. Во время запуска, когда S = 1, частота индуцированной ЭДС в роторе и статоре такая же, но после загрузки она отсутствует.
Другая разница заключается в том, что вторичная обмотка и сердечник монтируются на валу, установленном в подшипниках, свободно вращающихся и, следовательно, на роторе.
Если у всех вторичных трансформаторов установлен на вал, установленный на подшипниках, скорость резания взаимного магнитного потока со вторичным контуром будет отличаться от первичной, и их частота будет отличаться. Наведенная ЭДС не будет пропорциональна числу коэффициентов витков, а также коэффициенту и частоте вращения. Отношение первичной частоты к вторичной частоте называется скольжением.
Любой токопроводящий проводник, если он помещен в магнитное поле, испытывает силу, так что проводник ротора испытывает крутящий момент, и согласно закону Ленца направление движения таково, что оно пытается противостоять изменению, вызвавшему его, и оно начинает преследовать поле.
Схема электропитания асинхронного двигателя
Электрическая мощность входа статора = A
Потери статора = B
Потери ротора = C
Механический выход = P
A - (B + C) = P
Примерно B = 0, 03A, C = 0, 04A
A - 0.07A = P
0.93A = P, Следовательно, эффективность = (P / A) x 100 = 93%
Схема электропитания асинхронного двигателя
верхний
Почему двигатели LT дельта соединены, а двигатели HT соединены звездой?
Причина техническая.
- В звезде фазовый ток аналогичен току линии. Но фазное напряжение в 1 / 1, 732 раза превышает линейное напряжение. Таким образом, изоляция, требуемая в случае двигателя HT, меньше.
- Пусковой ток для двигателей составляет от 6 до 7 раз полный ток нагрузки. Таким образом, мощность пуска будет велика, если HT-двигатели дельта подключены. Это может вызвать нестабильность (падение напряжения) в случае небольшой энергосистемы. Пусковой ток двигателя стартового двигателя будет меньше по сравнению с электродвигателем с треугольником. Таким образом, пусковая мощность уменьшается. Пусковой момент также будет уменьшен. (Это не будет проблемой, поскольку двигатели имеют большую емкость).
- Также в качестве тока меньше меди (Cu), необходимого для намотки, будет меньше.
- Двигатели LT дельта подключены.
- Изоляция не будет проблемой, так как уровень напряжения меньше.
- Пусковой ток не будет проблемой, поскольку пусковая мощность во всех будет меньше. Таким образом, нет проблем с провалами напряжения.
- Пусковой момент должен быть большим, так как двигатели имеют малую мощность.
Сравнение стартового и дельта-двигателя
Двигатели LT имеют обмотку дельта.
1. В случае, если у него звездообразный стартер стартера, чем он запускается в качестве двигателя, подключенного к звезде.
2. После достижения 80% скорости синхронизации переключение происходит от звезды до первоначальной конфигурации.
3. В звезде напряжение на обмотках меньше, чем 1 / 1, 732 раза, что доступно в дельте, поэтому ток ограничен.
4. Когда он снова переходит в дельта, напряжение является полным линейным напряжением, так что ток увеличивается, хотя он меньше, чем линейный ток, он остается выше, чем линейный ток, подключенный по звездному соединению при пониженном напряжении. Таким образом, кабели для двигателя рассчитаны на этот ток, который он рисует в дельта-соединении.
Рекомендации:
1. NEMA MG-1.
2. Промышленная энергетика и прикладная ручная книга от KC Agarwaal.
3. Ручная книга по промышленной силовой системе Шоаиба Хана.
4. Теория и расчет изменений переменного тока Чарльза Протей Штайнмеца
5. Руководство по реле защиты двигателя (MM30) от L & T