Поліпшення регулювальних властивостей двигунів змінного струму

Поліпшення регулювальних властивостей двигунів змінного струму

Один із засобів, за допомогою якого можна здійснити як регулювання в заданих межах швидкості, так і поліпшення коефіцієнта потужності, полягає в тому, що у вторинну обмотку асинхронної машини вводитися додаткова ЕРС. Природно, що при цьому додаткова ЕРС повинна мати в будь-яких умовах роботи ту ж частоту, що і вторинна ЕРС, оскільки тільки в цьому разі обидва струми у вторинній обмотці можуть вступити у взаємодію відповідно до умови односпрямованого перетворення енергії. Цей принцип має вельми важливе значення і лежить в основі роботи деяких типів колекторних машин змінного струму.

Якщо ротор не рухомий то напруга на виході , а частота

Оскільки кожна секція обмотки виводиться на колекторну пластину, то на колекторі напруга буде також розподілена по синусоїдальній залежності. Цю криву напруги на колекторі називатимемо потенційною хвилею.

Приведемо ротор в обертання з частотою у якому-небудь напрямі, наприклад, назустріч потенційній хвилі. Оськільки напруга і частота живлячій мережі не змінилися, то потенційна хвиля на колекторі, постійна по величині, продовжує обертатися щодо колектора з колишньою частотою обертання . Але в просторі, а означати, щодо нерухомих щіток хвиля переміщається з частотою .

 

Згідно з формулою (1.1) величина не залежить від швидкості обертання ротора. Таким чином, дана система дозволяє регулювати частоту і фазу напруги на щітках при = сonst. Ця властивість широко використовується в цілях регулювання швидкості в колекторних машинах змінного струму. Напріклад, в трифазному колекторному двигуні з паралельним збудженням (двигуні Шраге-ріхтера).

Машини постійного струму як окремий різновид колекторних електричних машин

 

Розглянемо конструктивну схему а) колекторною ЕМ, представленою на рисунку1.2. Трифазна обмотка знаходиться на статорі, на роторі – замкнута багатосекційна обмотка, яка через колектор і щітки може підключатися до трифазної мережі.

 

Частота індукованою ЕРС в обмотці ротора пропорційна ковзанню і магнітне поле, створене струмом ротора, обертається щодо ротора з частотою обертання, рівною

З такою ж швидкістю обертається потенційна хвиля на колекторі щодо колектора. Оськільки сам ротор обертається в просторі з частотою

,

то частота обертання потенційної хвилі щодо нерухомих щіток дорівнює сумі частот ротора і потенційної хвилі щодо ротора:

. (1.3)

Як відомо, першими джерелами постійного струму булі гальванічні елементи, які давали постійний струм. Колі після відкриття закону електромагнітної індукції була показана можливість перетворення енергії за допомогою електричної машини, то від неї прагнули отримати теж постійний струм. Тому для отримання постійного струму спочатку електричні машини виконувалися з різними комутаторами. Їх теорія на основі електричних кіл постійного струму склалася раніше, ніж теорія машин змінного струму, які пізніше набули поширення.

 

Ступінь використання ВГ

 

Відмінна особливість ВГ полягає в тому, що кожна фаза якірної обмотки працює з перервами, і перемикання струмів фаз на зовнішнє коло супроводжується процесами комутації. З цих причин його потужність знижується в порівнянні з потужністю ідентичного генератора змінного струму. Отримаємо спочатку наближену формулу для активної потужності трифазного ВГ з мостовим ПВ, виходячи із спрощених тимчасових діаграм напруги і струмів у фазі А, показаних на рис. 2.9.

Вентилі включаються із затримкою на кут процеси комутації струму у вентилях враховуються таким чином, що реальна крива струму (штрихова лінія) замінюється прямокутником, зсунутим щодо моменту подачі сигналу включення вентиля на кут /2. Напругу умовно вважаємо неспотвореною ефектами комутації.

Характерною особливістю роботи ВГ з регульованим ПВ є той факт, що збільшення кута управління приводить до зростання його реактивної потужності (хоча навантаження є чисто активним). Це пов'язано з тим, що збільшення викликає більший зсув за фазою першої гармоніки струму по відношенню до напруги генератора. Тому приблизно можна вважати, що ВГ працює з коефіцієнтом потужності:

. (2.25)

Таким чином, вентильний генератор крім активної потужності виробляє реактивну потужність тим більшую, чим більші кути ,і .

Зростання і аналогічно роботі генератора змінного струму на навантаження, що набуває все більш індуктивного характеру і створює поздовжню розмагнічуючу реакцію якоря, яка зменшує напругу змінного струму ззростанням струмів і I. Таким чином, наприклад, у формулі (2.18) зниження із зростанням визначатиметься також зменшенням першій складовій в правій частині.

 

Поліпшення регулювальних властивостей двигунів змінного струму

Один із засобів, за допомогою якого можна здійснити як регулювання в заданих межах швидкості, так і поліпшення коефіцієнта потужності, полягає в тому, що у вторинну обмотку асинхронної машини вводитися додаткова ЕРС. Природно, що при цьому додаткова ЕРС повинна мати в будь-яких умовах роботи ту ж частоту, що і вторинна ЕРС, оскільки тільки в цьому разі обидва струми у вторинній обмотці можуть вступити у взаємодію відповідно до умови односпрямованого перетворення енергії. Цей принцип має вельми важливе значення і лежить в основі роботи деяких типів колекторних машин змінного струму.

Якщо ротор не рухомий то напруга на виході , а частота

Оскільки кожна секція обмотки виводиться на колекторну пластину, то на колекторі напруга буде також розподілена по синусоїдальній залежності. Цю криву напруги на колекторі називатимемо потенційною хвилею.

Приведемо ротор в обертання з частотою у якому-небудь напрямі, наприклад, назустріч потенційній хвилі. Оськільки напруга і частота живлячій мережі не змінилися, то потенційна хвиля на колекторі, постійна по величині, продовжує обертатися щодо колектора з колишньою частотою обертання . Але в просторі, а означати, щодо нерухомих щіток хвиля переміщається з частотою .

 

Згідно з формулою (1.1) величина не залежить від швидкості обертання ротора. Таким чином, дана система дозволяє регулювати частоту і фазу напруги на щітках при = сonst. Ця властивість широко використовується в цілях регулювання швидкості в колекторних машинах змінного струму. Напріклад, в трифазному колекторному двигуні з паралельним збудженням (двигуні Шраге-ріхтера).