Презентация по электрическим машинам и аппаратам на тему асинхронные электрические машины с короткозамкнутым ротором

Асинхронные машины с короткозамкнутым ротором Цель: Обеспечить усвоение знаний, умений и навыковпри выполнении технического обслуживания асинхронного электродвигателя с КЗ ротором. Назначение эл. машин. Эл. машины – это устройства, в которых эл. энергия, поступающая из сети, превращается в механическую энергию вращения вала электрического двигателя.Генераторы- это устройства, которые превращают механическую энергию( турбины, дизельного двигателя, ветра и т.д.) в электрическую. Асинхронные машины Асинхронной машиной называется машина переменного тока, у которой скорость вращения ротора меньше скорости вращения магнитного поля статора и зависит от нагрузки. Асинхронная машина, как и другие электрические машины, обладает свойством обратимости, т. е. она может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.Применяются в основном в качестве эл. двигателей. История создания асинхронного электродвигателя с КЗ ротором          Впервые явление, названное магнетизмом вращения, продемонстрировал французский физик Д. Ф. Араго (1824). Он показал, что укрепленный на вертикальной оси медный диск начинает вращаться, если вращать над ним постоянный магнит.          Двухфазный А. э. был изобретён Н. Тесла в 1887 (английский патент № 6481), публичное сообщение об этом изобретении он сделал в 1888. Распространения этот тип А.Д. не получил главным образом из-за плохих пусковых характеристик. В 1889 Михаилу Осиповичу Доливо- Добровольский испытал сконструированный им первый в мире трёхфазный А. э., в котором применил ротор типа «беличье колесо» (германский патент № 51083), а обмотку статора разместил в пазах по всей окружности статора. В 1890 Доливо-Добровольский изобрёл фазный ротор с кольцами и пусковыми устройствами (патенты английский № 20425 и германский № 75361).          В настоящее время, на долю асинхронных двигателей приходится не менее 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью. К ним относятся и трехфазные асинхронные двигатели. Свойство обратимости эл. машин. По конструкции генератор и двигатель не значительно отличаются друг от друга.Электрические машины обратимы, т.е.одна и та же машина может работать и как генератор, и как двигатель. Различают несколько вариантов асинхронных двигателей: ТрехфазныеДвухфазныеОднофазные Мощность электрических машин до 0,5 кВт – машины весьма малой мощности, или микромашины, 0,5-20 кВт – машины малой мощности, 20-250 кВт – машины средней мощности и более 250 кВт – машины большой мощности. (Эти границы между группами в определенной степени условны.) Назначение асинхронных двигателей. Привод различных механических устройств ( не требуется регулировка частоты вращения)Где требуется осуществлять пускОстановку Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из двух частей: Не подвижной части – статораПодвижной части – ротора Рис. Листы ротора (а) и статора (б) Статор асинхронного двигателя Корпус и сердечник статора асинхронного электродвигателя Конструкция шихтованного сердечника асинхронного двигателя Не подвижная часть состоит из: Корпуса отлитого из мелкого зернистого чугуна.В корпус запрессовывается статор состоящий из сердечника собранного из листов электротехнической стали (магнитная сталь) толщиной 0,35 и 0,5 мм. изолированных между собой.Воздушный зазор между статором и ротором делается возможно малым.(обычно 0,5-2 мм)В пазы статора укладываетсятрехфазная обмотка, концы и началокоторой выводятся на коробку выводов. Начала и концы фаз выведены на клеммник , закреплённый на станине. Обмотка статора может быть соединена по схеме звезда (рис. б) или треугольник (рис. в). Выбор схемы соединения обмотки статора зависит от линейного напряжения сети и паспортных данных двигателя. В паспорте трёхфазного двигателя задаются линейные напряжения сети и схема соединения обмотки статора. Например, 660/380, Y/∆. Данный двигатель можно включать в сеть с Uл = 660В по схеме звезда или в сеть с Uл =380В – по схеме треугольник.Основное назначение обмотки статора – создание в машине вращающего магнитного поля. Внимание: Не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора. Подвижная часть состоит из: Обмоток в виде металлических стержней на концах замкнуты металлическими кольцами (беличья клетка), которая напрессовывается на вал и заливается сплавом алюминия.Подвижная часть называется ротором.Вал ротора закреплен на подшипниках для уменьшения потерь при вращении.На наружний диаметр подшипника напрессовывается подшипниковые щиты, которые крепятся к корпусу двигателя.По бокам ротора имеются вентиляционные лопасти. Короткозамкнутая обмотка ротора, часто называемая "беличья клетка" из-за внешней схожести конструкции, состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора. В машинах малой и средней мощности ротор обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями "беличьей клетки" отливают короткозамыкающие кольца и торцевые лопасти, осуществляющие самовентиляцию самого ротора и вентиляцию машины в целом. В машинах большой мощности "беличью клетку" выполняют из медных стержней, концы которых вваривают в короткозамыкающие кольца. Принцип работы асинхронных электродвигателей Принцип работы асинхронных электродвигателей Принцип работы асинхронной машины основан на использовании вращающегося магнитного поля. При подключении к сети трехфазной обмотки статора создается вращающееся магнитное полеПересекая проводники обмотки статора и ротора, это поле индуктирует в обмотках ЭДС (согласно закону электромагнитной индукции). При замкнутой обмотке ротора ее ЭДС наводит в цепи ротора ток. В результате взаимодействия тока с результирующим магнитным полем создается электромагнитный момент. Если этот момент превышает момент сопротивления на валу двигателя, вал начинает вращаться и приводить в движение рабочий механизм. Обычно угловая скорость ротора не равна угловой скорости магнитного поля, называемой синхронной. Отсюда и название двигателя асинхронный, т.е. несинхронный. Достоинства асинхронных электродвигателей: Широкое распространение трехфазных асинхронных двигателей объясняется простотой их конструкции, надежностью в работе, хорошими эксплуатационными свойствами, невысокой стоимостью и простотой в обслуживании.Недостатки:1.Небольшой пусковой момент.2.Значительный пусковой ток. На каждом электрическом двигателе должен быть технический паспорт в виде металлической пластинки, укрепленной на его корпусе. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя приводятся его основные технические данные: тип электродвигателя, заводской номер, соответствие стандартам, номинальные: напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, масса и др Генераторный режим Если отключенный от сети асинхронный двигатель привести во вращение от какого-либо первичного двигателя, то в соответствии с принципом обратимости электрических машин при достижении синхронной частоты вращения, на зажимах статорной обмотки под действием остаточного магнитного поля образуется некоторая ЭДС. Если теперь к зажимам статорной обмотки подключить батарею конденсаторов С, то в обмотках статора потечёт опережающий ёмкостный ток, являющийся в данном случае намагничивающим. Стандартная схема включения асинхронного электродвигателя в качестве генератора. Минусы асинхронного генератора Для поддержания напряжения постоянным с увеличением нагрузки необходимо увеличивать и ёмкость конденсаторов, то есть подключать дополнительные конденсаторы.Не выполнение данного условия приведёт к тому, что частота генерируемого напряжения может отличаться от промышленной частоты 50 Гц, что приведёт к неустойчивой работе частото-зависимых потребителей электроэнергии: электронасосов, стиральных машин, устройств с трансформаторным входом.Особенно опасно снижение генерируемой частоты, так как в этом случае понижается индуктивное сопротивление обмоток электродвигателей, трансформаторов, что может стать причиной их повышенного нагрева и преждевременного выхода из строя. Определение обмоток электродвигателя