Если через свободно вращающуюся в магнитном поле катушку с проводами пропускать переменный ток, то вращающий момент не возникнет, так как ток постоянно изменяет направление. По такому принципу работает асинхронный короткозамкнутый двигатель, в котором три раздельные фазные обмотки статора создают вращающееся магнитное поле. Ротор состоит из медных проводников, расположенных по кругу параллельно его оси и закрепленных на концах кольцами для создания клетки. При пуске двигателя вращающееся магнитное поле наводит э. д. с. в клетке и, следовательно, появляется ток. Проводник ротора, по которому протекает ток в магнитном поле, создает вращающий момент для ротора. Частота вращения ротора немного меньше частоты вращения магнитного поля статора.
Частота вращения ротора двигателя зависит от э.д. с., наведенной в роторе, а последняя зависит от скольжения ротора относительно магнитного поля статора. С увеличением нагрузки частота вращения ротора уменьшается, вызывая увеличение индуцируемой э. д. с., следовательно, вращающий момент несколько увеличивается. Двигатель имеет практически постоянную частоту вращения ротора при всех изменениях нагрузки. При пуске двигателя начальный пусковой момент вращения в 2 раза больше номинального, а пусковой ток превышает номинальный в 6 раз. Пусковой ток можно уменьшить, если применить двухклеточную конструкцию ротора: две раздельные клетки одна над другой. В начальный момент вращения через внешнюю высокоомную клетку протекает почти весь ток ротора. Далее после разгона ротора двигателя больший ток будет протекать через внутреннюю низкоомную клетку.
Путем изменения числа пар полюсов можно получить ряд фиксированных частот вращения. Частота вращения асинхронного двигателя пропорциональна частоте питания, деленной на число пар полюсов. Благодаря применению переключателя числа пар полюсов можно получить различные фиксированные частоты вращения. Пусковые характеристики зависят от числа пар полюсов: чем больше пар полюсов, тем меньше отношение начального момента вращения к полному моменту вращения при нагрузке.
Синхронные двигатели — это двигатели другого типа, которые нашли применение в системах электродвижения, но не используются для вспомогательных приводов.
Для пуска асинхронного короткозамкнутого двигателя используются различные способы его включения. Это может быть прямое включение в сеть при помощи переключателя по схеме «звезда» или «треугольник», включение через автотрансформатор и пусковое сопротивление, подключаемое к цепи статора. Непосредственное включение двигателя в цепь обычно применяют там, где распределительная система может выдерживать пусковой ток. При использовании инерционной нагрузки необходимо учитывать время на разгон ротора двигателя, от которого зависит тепловой эффект тока пуска. Переключатель по схеме «звезда» или «треугольник» в начальный момент соединяет обмотки статора по схеме «звезда», а затем, после разгона ротора двигателя, соединяет обмотки по схеме «треугольник». При соединении по схеме «звезда» почти половина линейного напряжения приходится на каждую фазу и уменьшается пусковой ток. Начальный момент вращения также уменьшается до 1/з своего значения по сравнению со значением момента вращения при непосредственном включении в цепь.
Рис. 14.11. Схема пуска короткозамкнутого асинхронного двигателя:
1 — автотрансформатор; 2 — двигатель; I — пуск; II — работа; III— питание
Переключение на схему «треугольник» под нагрузкой производят примерно при частоте вращения ротора двигателя, которая составляет 75% номинальной частоты вращения; при этом потребляемый ток будет в 3,5 раза больше тока нагрузки. Автотрансформа торный пуск применяется только для больших двигателей. Автотрансформатор имеет контактные выводы со значениями 40, 60 75% номинального напряжения (рис. 14.11). Двигатель пускается с одним из фиксированных значений, а затем при достижении 75% номинальной частоты вращения быстро переключается на номинальное напряжение. Выбор контактного вывода будет зависеть от требуемого пускового момента. Вывод 60% соответствует 70% номинального вращающего момента при нагрузке. Чем меньше количество делений на контактных выводах, тем меньше начальные моменты вращения, и наоборот.
Для пуска двигателя имеется пусковой реостат с сопротивлением в цепи статора. Таймерное устройство шунтирует цепь с этим сопротивлением при достижении ротором двигателя определенной частоты вращения. В цепи питания двигателя устанавливается защита от обрыва одной из фаз, от перегрузки и от минимального напряжения. При обрыве одной из трех фаз цепь становится однофазной. В результате увеличивается ток во всех обмотках. В случае соединения обмоток по схеме «треугольник» при полной нагрузке через одну обмотку пойдет трехкратный номинальный ток. При обрыве одной из фаз двигатель продолжает работать, но с несбалансированным распределением тока. Устройство защиты от перегрузки может не сработать, если двигатель работает не при полной нагрузке. Для защиты от перегрева обмоток двигателя применяют тепловое реле. Устройства защиты от перегрузок могут быть выполнены как отдельно, так и в комбинации с термочувствительным реле. В своем составе они должны иметь элементы выдержки времени, чтобы не происходило срабатывание защиты от пускового тока. Устройство защиты от уменьшения или исчезновения напряжения обеспечивает правильный пуск двигателя.
Техническое обслуживание. Для безотказной работы оборудования любого типа необходимо содержать его в чистоте. Электрические соединения должны быть надежными и не иметь искрения при работе. Главные наиболее нагруженные элементы необходимо периодически проверять и при необходимости заменять. Оборудование, работающее от сети переменного тока, электрически более опасно, чем оборудование, работающее от сети постоянного тока. Меры безопасности необходимо соблюдать при любой проверке или осмотре оборудования.
При загрязнении деталей электрооборудования может произойти пробой изоляции, утечка тока и даже замыкание на «землю». Высокая влажность и масляные осадки также отрицательна влияют на сопротивление изоляции. При регулярном измерении сопротивления изоляции и своевременной ее регистрации можно найти участок цепи, нуждающийся в ремонте. Вентиляционные отверстия или решетки не должны быть засоренными, иначе нарушается охлаждение, что может привести к перегреву оборудования.
Масляные осадки от дизельного двигателя, который вращает незащищенные генераторы (обычно постоянного тока), могут повредить обмотки генератора, и поэтому необходимо постоянно протирать генератор. Герметичные двигатели следует периодически открывать для профилактических работ, чтобы убрать скопление угольной пыли, осаждающейся внутри корпуса.
Для безаварийной работы электрооборудования необходимо своевременно проверять силу давления угольных щеток и регулировать их пружины. Новые щетки должны быть подогнаны к поверхности коллектора или притерты стеклянной шкуркой. Наличие -искрения указывает на плохую коммутацию. Для устранения искрения необходимо полировать поверхности коллектора. Слюдяную изоляцию между коллекторными пластинами нужно прочистить, если изоляция имеет выступы; следует также очищать коллекторные пластины от загрязнения.
Основное внимание следует уделять устройствам управления, таким как, например, пусковой реостат. Его контакты могут износиться или обгореть под действием электрической дуги. Обычно контакты легко двигаются и могут сниматься. Благодаря этому можно очищать поверхности контактов для обеспечения их хорошего прилегания. Это способствует тому, что не возникает электрическая дуга на последней закрытой позиции пускового реостата. Все рабочие поверхности контактов необходимо периодически осматривать.
Используемая литература: "Основы судовой техники" Автор: Д.А. Тейлор
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com