Вопрос по электромеханике Опции

[Гость_karona_*]

Уважаемые электрики. Подскажите пожалуйста ответ на следующий вопрос. Речь идет об асинхронном двигателе. Как известно из теории при уменьшении питающего напряжения от номинального значения уменьшается магнитный поток в двигателе в соответствии с формулой
U = 4.44 Ф*f*w*kоб
где Ф - магн. поток, f - частота питающего напряжения, w - число витков обмотки статора; kоб - обмоточный коэффициент. Момент двигателя определяется в соответствии с формулой
М = k*Ф*I2 (*)
где I2 - ток ротора, k - коэффициент пропорциональности.
Получается, что при уменьшении магнит. потока при постоянном моменте на валу, растет ток в роторе I2 и, соответственно ток в статоре.
Однако, в учебниках пишут, что для регулирования скорости вращения двигателя уменьшают напряжения. Действительно, при уменьшении напряжения меняется скольжение двигателя, и, соответственно, частота вращения ротора. Но при этом указывается, что при уменьшении напряжения ток статора уменьшается как это следует из схемы замещения двигателя. Действительно, ток статора по схеме замещения определяется по формуле:
I2 = U/ (корень((r1+r2/s)^2 + (x1+x2)^2)) (**)
где r1, r2, х1, х2 - сопротивления статорной и роторной обмоток. s- скольжение.
На мой взгялд, получается противоречие. С одной стороны, при уменьшении напряжения ток статора возрастает (формула *), а с другой - увеличивается (формула **). Помогите пожалуйста разобраться. Спасибо

[Ulter]

Скольжение S (Slide — сейчас такие мобильники появились: скользят их половинки одна по другой) однозначно определяет частоту тока обмотки ротора, таким образом, индуктивное сопротивление, от этой частоты зависящее, возрастет с ростом скольжения и, следовательно, ток в ней уменьшится.

Сразу по терминологии (может, пригодится):

— статор: неподвижная часть,
— ротор: вращающаяся часть,
— якорь: обмотка с рабочим током.

Якорь чаще выполняется на статоре, хотя может быть и на роторе. В случае асинхронного двигателя якорей два: их магнитные поля и взаимодействуют, вызывая вращение. При этом якорь на статоре всегда фазный (другими словами, провода для подачи в него, якорь, тока можно потрогать руками, поскольку они выведены наружу).

Якорь же на роторе может быть короткозамкнутым (маломощные с небольшим моментом трогания двигатели) или тоже фазным (подсоединение осуществляется через кольцевой коллектор — два или три вращающихся вместе с ротором латунных кольца, по тангенциальной (боковой образующей) поверхности которых скользят композитные графитовые неподвижные контакты — щетки).

Применяется якорь на фазном роторе для регулирования пускового момента, который максимален при некоторой величине активного сопротивления в его цепи (цепях, если трехфазный). При отклонении сопротивления в любую сторону пусковой момент только уменьшается. При нулевом или бесконечном полных (с учетом сопротивления якоря на роторе) активных сопротивлениях он равен нулю.

Так что ток будет уменьшаться вместе с крутящим моментом и скоростью вращения. При этом предполагается, что уменьшающееся напряжение измеряется непосредственно на обмотках якоря статора, поскольку асинхронные двигатели с конденсаторным пуском могут содержать этот самый конденсатор, образующий резонансную систему, которая часто используется для увеличения тока одной из обмоток при уменьшении питающего напряжения. К сожалению, она работает в очень узких пределах, да и то при пуске. Вот если бы придумать стабилизатор на этом принципе!..

Сообщение отредактировал Ulter - 29.8.2008, 4:47

[Гость_karona_*]

Уважаемый Ulter! Я благодарю Вас за сообщение, однако Вы не дали ответ на поставленный мною вопрос. Существует ли противоречие, о котором я говорил или его нет?

[mic61]

U = 4.44 Ф*f*w*kоб
где Ф - магн. поток, f - частота питающего напряжения, w - число витков обмотки статора; kоб - обмоточный коэффициент. Момент двигателя определяется в соответствии с формулой
М = k*Ф*I2 (*)
где I2 - ток ротора, k - коэффициент пропорциональности.

Никакого противоречия нет. В формуле (*) М - электромагнитный момент двигателя, который уменьшается (он не остается постоянным, с чего Вы взяли?) при снижении питающего напряжения.

[gomed12]

М - электромагнитный момент двигателя

Момент только механическая величина.

[mic61]

Момент только механическая величина.

В смысле? А что, понятие электромагнитного момента двигателя (генератора) не существует?

[Гость_karona_*]

Никакого противоречия нет. В формуле (*) М - электромагнитный момент двигателя, который уменьшается (он не остается постоянным, с чего Вы взяли?) при снижении питающего напряжения.

mic61, Ваш вывод не обоснован. Действительно, электромагнитный момент изменяется при уменьшении питающего напряжения. Однако он остается равным механическому моменту на валу двигателя, изменяется только скольжение двигателя - скорость вращения ротора. (если только максимальный момент при критическом скольжении имеет большее значение, чем момент на валу - в противном случае двигатель опрокинется). Равенство электромагнитного и механического моментов (до критического скольжения) непосредственно можно увидеть из механической характеристики асинхронного двигателя. Так я принял, что механический момент двигателя постоянный, то электромагнтный момент также является постоянным.

[Ulter]

Параметры бывают двух видов: первичные и вторичные. К первичным обычно относят такие, на которые мысленно повлиять нельзя. Ко вторичным — все остальные. Например, моточные данные относятся к первым, а индуктивность, активное сопротивление и много иного прочего, используемое в математических расчетах и цепях замещения — ко вторым. Это позволяет формализовать процесс построения характеристик и одновременно налагает некоторые ограничения на произвольность выбора типа характеристик. Конкретно, ограничения накладываются на физический смысл той или иной характеристики.

Несомненно, можно на этапе полета мысли (идеи) ставить задачи по ее достижению. Вот если эти задачи имеют практический смысл, можно пытаться их реализовать. Конечно, безо всякой гарантии достижения цели — это на усмотрение субъекта, для которого цель является объектом. Гарантией достижения цели является только положительный ответ на вопрос: сможет ли субъект навязать объекту РЕАЛИЗУЕМОСТЬ (действительность, вещественность). Но посредник между идеальным (целью) и реальным (решением задач по ее достижению) довольно прихотлив и навязывает свои правила игры, ибо он — Природа.

Проще говоря, если почему-то задача построения характеристик асинхронного двигателя при параметре постоянства момента на валу имеет физический смысл — а она имеет, хотя мне не понятно для чего: это же критический режим между падающим (работа на механическое устройство) и нарастающим (стабилизатор потребляемой мощности) моментами — то всё предельно просто: ток БЕЗУСЛОВНО будет равен отношению потребляемой мощности и напряжения.

И никакое скольжение здесь ни при чем — чем жестче рабочая характеристика, тем меньше, чем мягче, тем значительнее. Скольжение войдет лишь в расчет скорости вращения, а само оно будет рассчитано из рабочего тока. Естественно, то точки сваливания в останов.

Сообщение отредактировал Ulter - 30.8.2008, 22:15

[doro]

Уважаемые электрики... Подскажите пожалуйста ответ на следующий вопрос... при уменьшении питающего напряжения от номинального значения уменьшается магнитный поток в двигателе в соответствии с формулой
U = 4.44 Ф*f*w*kоб
...
М = k*Ф*I2 (*)
...
Получается, что при уменьшении магнит. потока при постоянном моменте на валу, растет ток в роторе I2 и, соответственно ток в статоре.
... ток статора по схеме замещения определяется по формуле:
I2 = U/ (корень((r1+r2/s)^2 + (x1+x2)^2)) (**)
...
На мой взгялд, получается противоречие. С одной стороны, при уменьшении напряжения ток статора возрастает (формула *), а с другой - увеличивается (формула **)...

В огороде бузина, а в Киеве дядька..
Вы приводите три формулы, не увязывая их между собой. Откуда у Вас информация, что при снижении напряжения момент сохраняется? Между первой и второй формулой нет абсолютно никакой связи. Точно так же, как и между второй и третьей. И из третьей никак не следует, что при снижении напряжения ток увеличивается. Точнее, есть соответствие, но с точностью до наоборот.

Сообщение отредактировал doro - 31.8.2008, 18:34

[Гость_karona_*]

В огороде бузина, а в Киеве дядька..
Вы приводите три формулы, не увязывая их между собой. Откуда у Вас информация, что при снижении напряжения момент сохраняется? Между первой и второй формулой нет абсолютно никакой связи. Точно так же, как и между второй и третьей. И из третьей никак не следует, что при снижении напряжения ток увеличивается. Точнее, есть соответствие, но с точностью до наоборот.

Уважаемый doro! Вы глубоко заблуждаетесь, поскольку абсолютно не владеете основами электромеханики. Возьмите любой учебник по электрическим машинам. При изменении питающего напряжения изменяется максимальный (!) электромагнитный момент двигателя. Однако текущее значение момента (соответствующее данному скольжению) остается постоянным, поскольку (при принятом мною допущении) момент на валу двигателя не зависит от скольжения (скорости). Иными словами, при изменении питающего напряжения изменяется скольжение, с которым работает двигатель, а электромагнитный момент не изменяется. Вот и все.
Что касается, господина Ulter, то я не стану комментировать его ответ. Не хочу разводить демагогию, как это делает он.
Я снимаю с обсуждения поставленный мною вопрос в первом сообщении, поскольку компетентных специалистов, которые могут профессионально ответить на него, к сожалению, нет. Вести дискуссию с невеждами и демагогами я не намерен.
Всего доброго!

[NickEl]

Я снимаю с обсуждения поставленный мною вопрос в первом сообщении, поскольку компетентных специалистов, которые могут профессионально ответить на него, к сожалению, нет. Вести дискуссию с невеждами и демагогами я не намерен.

десять постов - это слишком мало, чтобы делать подобные выводы, к тому же Вы наверняка найдёте ответ на свой вопрос в старых топиках данного форума
а обсуждение часто продолжается и без топикстартера, так как Ваша тема, в некотором роде, уже некое достояние этого раздела конференции, раз уж Вы решились опубликовать свой вопрос и ожидали получить на него ответы

[Roman_D]

Однако, в учебниках пишут, что для регулирования скорости вращения двигателя уменьшают напряжения. Действительно, при уменьшении напряжения меняется скольжение двигателя, и, соответственно, частота вращения ротора.

Частота вращения ротора обычно регулируется либо переключением числа полюсов (многоскоростные двигатели), либо изменением частоты питающего напряжения (использование частотного регулятора).
Третий способ - изменением скольжения понижением напряжения - малоэффективен (10...15% в сторону понижения) и снижает максимальный момент на валу. А это означает, что в данном электрприводе придется использовать более мощный двигатель для получения того же момента - а при номинальном напряжении пусковой ток будет выше, и стОит такой двигатель дороже. Даже если не считать стоимости регулирующего напряжение устройства. А момент будет падать пропорционально квадрату снижения напряжения.
Приложение: изменение момента в зависимости от скольжения при регулировке напряжением.
А использование двигателей с фазным ротором неэкономично, т.к. на реостатах теряется значительная часть энергии. Не от хорошей жизни они появились, и характеристика у них не такая, как у замкнутых.

Современные частотные регуляторы могут менять не только обороты, но и характеристику двигателя.
Так что частотник рулит!

Сообщение отредактировал Roman_D - 1.9.2008, 14:46

[Михайло]

Уважаемые электрики. Подскажите пожалуйста ответ на следующий вопрос. Речь идет об асинхронном двигателе. Как известно из теории при уменьшении питающего напряжения от номинального значения уменьшается магнитный поток в двигателе в соответствии с формулой
U = 4.44 Ф*f*w*kоб
где Ф - магн. поток, f - частота питающего напряжения, w - число витков обмотки статора; kоб - обмоточный коэффициент. Момент двигателя определяется в соответствии с формулой
М = k*Ф*I2 (*)
где I2 - ток ротора, k - коэффициент пропорциональности.

Нужно проверить эти две формулы.... Я уже не помню, но по-моему они описывают частные свойства, а не общие... Обычно первую формулу не используют для расчетов, ибо она не выводится из схемы замещения...