Индукционный регулятор принцип работы

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКЦИОННОГО РЕГУЛЯТОРА

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия индукционного регулятора

Индукционный регулятор представляет собой асинхронную машину с заторможенным ротором, регулирующую напряжение в широких пределах.

В роторе регулятора помещается фазная обмотка. Напряжение регулируется поворотом ротора. При этом изменяется сдвиг фаз между ЭДС, которые создаются вращающимся магнитным полем в фазах обмоток статора и ротора.

Для поворота и торможения ротора служит червячная передача с самоторможением (в такой передаче тангенс угла наклона винтовой линии червяка меньше коэффициента, трения).

Схема трехфазного индукционного регулятора показана на рисунке 30.1.

Схема соединения индуктивного регулятора

Рисунок 30.1 – Схема трехфазного индукционного регулятора

Обмотки статора началами фаз подключены к трем проводам сети источника энергии с напряжением . К той же сети через скользящие контакты щеток и колец подключена трехфазная обмотка ротора, соединенная звездой. Обмотки статора концами фаз соединены с сетью приемника энергии, напряжение которой может изменяться в широких пределах с помощью индукционного регулятора,

Возможна схема регулятора, при которой обмотки статора соединены звездой (или треугольником), а обмотки ротора включены между сетями источника и приемника энергии. Недостаток такой схемы – наличие двух комплектов контактных колец. Для устранения скользящих контактов обмотки ротора соединяют гибкими проводниками с сетями приемника и источника энергии, а на роторе ставят ограничитель» не позволяющий повернуть ротор на 360°.

При включении регулятора в сеть U трехфазная обмотка ротора создает вращающееся магнитное ноле, которое индуктирует ЭДС в фазах обмоток статора ( ) и ротора ( ). Если пренебречь падением напряжения в активном и индуктивном сопротивлениях обмотки ротора, то для фазных значений приложенного напряжения и ЭДС ротора можно записать, что

(справедливо для любого положения ротора).

Таким образом, вектор ЭДС равен и противоположен вектору при любом положении ротора в пространстве.

Если ротор занимает такое положение, при котором оси катушек статора и ротора совпадают, то и ЭДС, индуктируемые вращающимся магнитным полем: в обмотках статора и ротора, также, совпадают по фазе, то есть вектор совпадает с вектором и направлен противоположно вектору .

Если повернуть ротор на какой-либо угол по направлению вращения магнитного поля, то силовые линии вращающегося поля пересекают витки катушек статора раньше, чем витки катушек ротора. Тогда ЭДС статора опережает по фазе ЭДС ротора, то есть вектор ЭДС статора неизменный по величине, окажется повернутым на угол , относительно неизменного вектора , равного вектору с обратным знаком.

При повороте ротора против поля ЭДС статора будет отставать по фазе от ЭДС ротора. Изменяя угол поворота ротора, мы будем менять угол между векторами фазных ЭДС статора и ротора, и если непрерывно поворачивать ротор, то вектор ЭДС статора будет изменять свое положение так, что конец этого вектора опишет окружность радиусом из точки А, являющейся концом вектора , как это показано на векторной диаграмме (рисунок 30.3),

Рисунок 30. 3 – Векторная диаграмма для одной фазы индукционного регулятора

построенной для одной фазы регулятора.

Напряжение зависит не только от приложенного напряжения но также и от ЭДС статора так что оно определится как геометрическая сумма и то есть = + .

Численное значение напряжения:

При повороте ротора от 0 до 180° может быть получено любое напряжение на выходе в пределах от , (при – 0°) до (при = 180).

Если выполнить регулятор с коэффициентом трансформации равным единице, то есть то и и, следовательно, такой регулятор дает возможность регулировать напряжение на выходе в пределах от нуля до двойного напряжения сети.

Возможность равномерного изменения напряжения в широких пределах – очень ценное свойство, благодаря которому этот регулятор широко применяют. Однако регулятор обладает рядом недостатков, которые выражаются в следующем:

1) регулируемое напряжение изменяется не только по величине, но и по фазе, что не позволяет включать этот регулятор параллельно с каким-либо другим регулятором;

2) на валу регулятора создаются большие вращающие моменты, вызывающие необходимость в громоздкой механической передаче с самоторможением;

3) обмотки регулятора имеют большие индуктивные сопротивления, которые приводят к значительному изменению напряжения при колебаниях нагрузки;

4) за счет наличия воздушного зазора между статором и ротором в регуляторе, так же как и в любой асинхронной машине, оказывается большим реактивный намагничивающий ток, и регулятор имеет низкий .

Первые два недостатка – изменение фазы напряжения и механические силы на валу регулятора – в устройствах большой мощности устраняются сдвоенными регуляторами, векторы ЭДС статорных обмоток которых поворачиваются в противоположных направлениях при повороте ротора.

Характер изменения вторичного напряжения при повороте ротора показан на рисунок 30.4.

Рисунок 30.4 – Изменения вторичного напряжения при повороте ротора регулятора

Векторная диаграмма напряжений регулятора при заданном угле поворота ротора, приведена на рисунок 30.5.

Рисунок 30.5 – Векторная диаграмма напряжений регулятора при заданном угле поворота ротора

Индукционный регулятор может быть использован и для регулировки угла сдвига фаз между двумя напряжениями. Достаточно переключить обмотки регулятора, как это показано на рисунке 30.6.

Рисунок 30.6 – Трехфазный поворотный трансформатор регулятор фаз

Векторная диаграмма напряжений регулятора, соответствующая такой схеме включения, приведена на рисунке 30.7.

Рисунок 30.7 – Векторная диаграмма напряжений регулятора фаз при заданном угле поворота ротора

Следует иметь в виду, что регулятор используют при автотрансформаторной схеме и, следовательно, его регулируемая или выходная мощность , отдаваемая приемникам энергии, не равна номинальной или габаритной мощности .

Между этими мощностями так же, как в автотрансформаторе, имеет место следующее соотношение:

или

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Где применяются индукционные регуляторы?

2. Как могут быть включены обмотки регулятора и к чему это приводит?

3. Для чего необходима в конструкции индукционного регулятора червячная передача с самоторможением?

4. Чем отличается схема включения обмоток регулятора для изменения фазы, от схемы для изменения напряжения?

5. Чем определяется номинальная мощность на выходе индукционного регулятора?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9057 – | 7682 – или читать все.

194.79.20.244 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Индукционный регулятор

К вольтодобавочным устройствам регулируемого напряжения могут быть отнесены индукционные регуляторы, автотрансформаторы плавно регулируемого напряжения, вольтодобавочные трансформаторы и линейные регуляторы, являющиеся наиболее приемлемыми аппаратами для регулирования напряжения в распределительных сетях потребителей.

Индукционный регулятор, или потециалрегулятор, является механически заторможенным асинхронным двигателем с фазным ротором. Торможение осуществляется червячной передачей, позволяющей производить плавны поворот обмотки ротора относительно обмотки статора. Трехфазная обмотка статора расчленяется на отдельные фазы и включается в сеть последовательно с потребителем. Обмотка фазного ротора замыкается наглухо на кольцо, а началами подключается параллельно обмотке статора в сеть. При такой схеме обмотка ротора оказывается первичной и трехфазный намагничивающий ток создает в ней вращающееся магнитное поле.

Читайте также:  Мост ларионова принцип работы

Обмотка статора через воздушный зазор оказывается магнитосвязанной с вращающимся полем, и в обеих обмотках наводится ЭДС Е1 и Е2, совпадающие по фазе. Одна из этих ЭДС Е1 всегда направлена встречно фазному напряжению сети, а вторая Е2, наводимая в обмотке статора, складывается с напряжением потребителя.

Управление индукционным регулятором осуществляется вручную или дистанционно от вспомогательного электродвигателя. таким образом, результирующее напряжение у потребителя можно плавно регулировать. Величина фазного напряжения у потребителя может меняться в пределах U2ф=U1ф±Е2, где Е2 соответствует добавочному напряжению. Индукционные регуляторы могут быть применены в линиях напряжением 0,38-6 кВ, питающих отдельный приемник или группу приемников, требующих по режиму своей работы стабилизированного или меняющегося в широких пределах напряжения.

К основным недостаткам индукционных регуляторов следует отнести возможность их эксплуатации только в кратковременных или повторно-кратковременных режимах, большие потери мощности 3,5-4 %, низкий коэффициент мощности 0,55-0,65.

Необходимая мощность трехфазного индукционного регулятора, используемого для повышения напряжения, определяется зависимостью:

Uн.макс — напряжение на стороне нагрузки, В;

Uс — подводимое напряжение сети, В;

Iн — ток нагрузки, А.

Регулируемые автотрансформаторы. Промышленностью выпускаются автотрансформаторы в однофазном и трехфазном исполнениях с подвижной катушкой для плавного регулирования напряжения. Принцип действия автотрансформаторов основан на изменении относительного положения обмоток или перемещении подвижной короткозамкнутой катушки, благодаря чему изменяется степень индуктивной связи между обмотками. Перемещение обмоток или катушки производится ручным или моторным приводом. Регулирование напряжения производится в широких пределах в разных вариантах, например от 10 до 100 % или от 280 до 50 % и др. под нагрузкой. Относительно небольшая мощность, от 16 до 400 кВА, а также широкие пределы регулирования затрудняют применение указанных автотрансформаторов в распределительных сетях. Наибольшее применение они могут найти там. где регулирование напряжения производится не с целью поддержания его на заданном уровне, а обусловлено режимом работы самого потребителя, например в испытательных установках, в пусковых устройствах и т.д.

Вольтодобавочные трансформаторы. В настоящее время термин «вольтодобавочный трансформатор» сохранился только за серией специальных регулировочных трансформаторов типа ВРТДНУ, предназначенных для включения в нейтраль автотрансформаторов старых типов, не имеющих встречного РПН в нейтрали или на стороне среднего напряжения. Указанная серия автотрансформаторов выпускается на мощность 120-750 МВА и используется поэтому только на подстанциях систем.

Устройство состоит из двух самостоятельных аппаратов — последовательного трансформатора, первичная обмотка которого включается в рассечку линии с помощью шести линейных вводов, и специального регулировочного трансформатора или автотрансформатора. Напряжение на регулируемой стороне за последовательным трансформатором отличается от напряжения со стороны питания на величину добавочной ЭДС в первичной обмотке последовательного трансформатора. Добавочная ЭДС может совпадать с основным напряжением по фазе или быть сдвинутой относительно его по фазе. Угол сдвига при этом зависит от схемы включения регулировочного трансформатора, питающего вторичную обмотку последовательного трансформатора. Регулирование с совпадением напряжений по фазе называют продольным, а со сдвигом — поперечным. Вольтодобавочный трансформатор принято характеризовать проходной мощностью, то есть мощностью, передаваемой по линии, в которую включена последовательная обмотка, и собственной мощности самого подпиточного устройства.

Собственная мощность Sm связана с проходной S соотношением:

n — число ступеней регулирования питающего трансформатора;

— процентное изменений напряжения каждой ступени.

Потери холостого хода в таком устройстве невелики, ввиду того что в настоящее время бустер-трансформаторы не выпускаются промышленностью, их заменяют более совершенными линейными регуляторами.

Линейные регуляторы напряжения. Одним из типов трехфазных вольтодобавочных устройств, позволяющих осуществлять регулирование напряжение в радиальных линиях, являются линейные регуляторы типа ЛТМ. Линейные регуляторы работают по автотрансформаторной схеме и представляют собой маслонаполненную конструкцию, имеющую шесть линейных выводов для включения регулятора в рассечку линии в любой ее точке. Линейные регуляторы проектируются на проходную мощность 400-630 кВА, РПН±10 %, на шесть регулировочных ступеней 6-36 кВ, на 1600-6300 кВА, РПН±10 %, восемь ступеней 6-10 кВ и на 16-10 МВА, РПН±15 %, напряжением 6,3-36,75 кВ.

Конструктивно переключатель ответвлений РНТ располагается внутри бака, приводной механизм — снаружи бака на корпусе, а устройство автоматического регулирования находится в отдельном шкафу, удаленном на 5 м от регулятора. Линейные выводы регулятора А1-А2, И1-И2 и С1-С2 расположены на крышке. Питание шкафа автоматического регулирования и привода осуществляется от специальной обмотки автотрансформатора.

мтомд.инфо

Индукционные регуляторы напряжения представляют собой заторможенный асинхронный двигатель с фазным ротором. Им можно регулировать напряжение в широких пределах. Статорная и роторная обмотки в регуляторе соединены электрически, но так, чтобы они могли быть смещены относительно друг друга поворотом ротора.

Индукционный регулятор напряжения

При подключении индукционного регулятора к сети вращающийся магнитный поток наводит в обмотках статора и ротора ЭДС E1 и E2. При совпадении осей в обмотках ЭДС E1 и E2 совпадают по фазе, а на выходных зажимах регулятора устанавливается максимальное значение напряжения.

При повороте ротора оси обмоток поворачиваются на некоторый угол a . На такой же угол смещается и вектор E2. При этом напряжение на выходе уменьшается. Поворотом ротора на угол 180° мы устанавливаем на выходе минимальное напряжение.

Индукционные регуляторы напряжения серии ИР

Регуляторы напряжения серии ИР (табл. 1, 2) предназначены для плавного регулирования напряжения на нагрузке в широких пределах при неизменном напряжении питающей сети. В условном обозначении регуляторов после наименования серии — букв ИР — следуют двухзначные цифры, определяющие над чертой диаметр сердечника статора (габарит) в сантиметрах и под чертой — длину сердечника статора в сантиметрах; далее следует обозначение климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 15150-69.

Технические данные индукционных регуляторов напряжения ИР климатического исполнения УЗ

Регуляторы имеют вертикальное исполнение. Обмотки статора и ротора выполнены из прямоугольного провода; пазы открытые; в сердечниках имеются вентиляционные аксиальные каналы; лобовые части обмоток прикреплены к бандажным кольцам. В регуляторах ИР 99 и ИР 118 в пазы статора заложены термометры сопротивлений.

Подшипники ротора располагаются в подшипниковых щитах. На нижнем щите находится фланец для крепления регуляторов к фундаментной плите. Ограничение угла поворота ротора достигается упором роговой втулки, насаженной на его вал, в приливы с резиновыми амортизаторами, расположенными на верхнем подшипниковом щите.

Технические данные индукционных регуляторов напряжения серии ИР климатического исполнения Т4

Механизм дистанционного управления приводится в движение асинхронным двигателем. Вращающий момент от асинхронного двигателя передается на вал ротора регулятора через понижающий редуктор и зубчатые (ИР 99 и ИР 118) или червячные (ИР 59, ИР 74) секторы, которые соединены с роговой втулкой предохранительными шпильками. При аварийных режимах шпильки срезаются, предотвращая поломку зубьев привода.

Внутри корпуса размещены конечные выключатели двигателя привода, положением которых устанавливают предельные углы поворота ротора регулятора, необходимые для достижения заданного напряжения на нагрузке.

Читайте также:  Синхронный генератор принцип работы и устройство

Схемы соединения обмоток статора и ротора индукционных регуляторов серии ИР

I — сторона сети; II — сторона нагрузки

Cхема 1 — однофазная нормальная трансформаторная; применяется для преобразования высшего напряжения в низшее и регулирования в заданных пределах.
Cхема 2 — однофазная нормальная автотрансформаторная (см. автотрансформатор); применяется для регулирования напряжения на нагрузке в пределах от 0 до 2С/С (где UQ — напряжение сети).
Схема 3 — однофазная специальная автотрансформаторная; применяется для регулирования напряжения на нагрузке в пределах от 0 до 1,5Uc.
Схема 4 — трехфазная нормальная автотрансформаторная; применяется для регулирования напряжения на нагрузке в пределах от 0 до 2UC.
Схема 5 — трехфазная специальная автотрансформаторная; применяется для регулирования напряжения на нагрузке в пределах от 0 до 1,5Uc.
Схема 6 — трехфазная специальная автотрансформаторная; применяется для регулирования напряжения на нагрузке в пределах от 0 до (2 + 3)£/с.
Схема 7 — трехфазная специальная трансформаторная; применяется для преобразования высшего напряжения в низшее и регулирования в заданных пределах.
Схема 8 — трехфазная специальная с соединением обмоток статора и ротора в двойной треугольник (соединение треугольником); применяется для регулирования напряжения на нагрузке в пределах от О до С/с.

Индукционный регулятор напряжения и фазорегулятор

Индукционный регулятор напряжения (ИР) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, предназначенную для плавного регулиро­вания напряжения. Рассмотрим работу трехфазного ИР, получившего преимущественное применение. Ротор ИР заторможен посредством червячной пере­дачи, которая не только удерживает его в заданном положении, но и позволяет плавно поворачивать его относительно статора. Обмотки статора и ротора в ИР имеют автотрансформаторную связь (рис. 17.1, а), поэтому ИР иногда называют поворотным авто­трансформатором.

Напряжение сети U1подводится к обмотке ротора, при этом ротор создает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора ЭДС = – , а в об­мотке статора — ЭДС (рис. 17.2, а).

Фазовый сдвиг этих ЭДС относительно друг друга зависит от взаимного пространственного по­ложения осей обмоток статора и ротора, определяе­мого углом α. При α = 0 оси обмоток совпадают, вращающееся поле одновременно сцепляется с обеими обмотками и ЭДС и совпадают по фазе (при этом и находятся в противофазе). При α = 180 эл. град ЭДС и окажутся в про­тивофазе ( и совпадают по фазе). Если пре­небречь внутренними падениями напряжения, то напряжение на выходе ИР определяется геометриче­ской суммой:

= ­­+ (17.1)

При повороте ротора концы векторов и описывают окружность (рис. 17.2, б), при этом изменяется от = при α = 0 до = + при α = 180 эл. град (рис. 17.2, в). Поворот ротора осуществляется либо вручную штурвалом, либо дистанционно включением исполнительного двигателя.

ИР применяются во всех случаях, где необходима плавная ре­гулировка напряжения, например в лабораторных исследованиях.

Фазорегулятор (ФР). Предназначен для изменения фазы вто­ричного напряжения относительно первичного при неизменном вторичном напряжении. В отличие от ИР об­мотки ротора и статора ФР электрически не соединены друг с дру­гом, т. е. имеют транс­форматорную связь (см. рис. 17.1, б),поэтому ФР иногда называют поворотным транс­форматором.

Изменение фазы вторичного напряже­ния осуществляется поворотом ротора от­носительно статора. Первичной обмоткой в ФР обычно является обмотка статора. Фазорегуляторы приме­няются в устройствах автоматики (для фазового управления) и измерительной технике

( для проверки ваттметров и счетчиков).

Рис. 17.1. Схемы соединения индукционного

регулятора напряжения (а) и фазорегулятора (б)

Индукционный регулятор – Induction regulator

Регулятор индукции представляет собой переменный ток , электрическая машина, несколько похожей на асинхронный двигатель , который может обеспечить непрерывно переменное выходное напряжение . Регулятор индукции был ранним устройством , используемым для управления напряжением электрических сетей. С 1930 – х годов он был заменен в распределительных сетевых приложений со стороны крана трансформатора . Его использование в настоящее время в основном ограничивается электрических лабораторий, электрохимических процессов и дуговой сварки . С небольшими изменениями, его установка может быть использована в качестве силового трансформатора фазового сдвига .

содержание

строительство

Индукционный регулятор однофазного имеет (первичный) обмотки возбуждения, соединенный с напряжением питания, намотанной на магнитный сердечник, который можно вращать. Стационарная вторичная обмотка которого соединена последовательно с цепи должны регулироваться. В качестве обмотки возбуждения поворачивается на 180 градусов, напряжения, индуцируемого в обмотке серии изменений от добавления к напряжению питания, чтобы против него. При выборе соотношения числа витков на возбуждения и серии обмоток, диапазон напряжения можно регулировать, например, плюс или минус 20% от напряжения питания, например.

Трехфазный регулятор индукции можно рассматривать как рана асинхронного двигателя . Ротор не могут свободно вращаться , и он может быть механически сдвинут с помощью червячной передачи . Остальная часть конструкции регулятора следует , что из раны ротора асинхронного двигателя с прорезями трехфазного статора и раневой три-фазным ротором. Поскольку ротор не допускается , чтобы включить более чем на 180 градусов, механически, провод ротора может быть соединен посредством гибких кабелей к внешней цепи. Если обмотка статора представляет собой двухполюсный обмотки, перемещение ротора на 180 градусов , физически изменит фазу индуцированного напряжения на 180 градусов. Четыре-полюсные обмотки требуют только 90 градусов физического движения , чтобы произвести 180 градусов фазового сдвига.

Так как крутящий момент получают путем взаимодействия магнитных полей, подвижный элемент удерживается с помощью механизма , такого как червячной передачи . Ротор может быть повернут с помощью ручного колеса , прикрепленного к машине, или электродвигатель может быть использован для дистанционно или автоматически регулировать положение ротора.

В зависимости от применения, отношение числа витков на роторе и статоре может изменяться.

За работой

Так как регулятор одиночной фазы изменяет только поток, связывающие возбуждения и серию обмотки, он не вносит фазовый сдвиг между напряжением питания и напряжением нагрузки. Тем не менее, изменяя положение подвижного элемента в регуляторе трехфазного действительно создает фазовый сдвиг. Это может быть проблемой, если цепь нагрузки может быть подключено более одного источника, так как циркулирующие токи будут течь из-за фазового сдвига.

Если клеммы ротора подключены к электрической энергии трехфазной сети, вращающееся магнитное поле будет загнанно в магнитный сердечник . Результирующий поток будет производить ЭДС на обмотках статора с особенностью , что , если ротор и статор физически смещены на угол а, то электрический фазовый сдвиг обоих обмоток α тоже. Учитывая только основную гармонику, и не обращая внимания на перемену, следующие правила уравнения:

U s T a T о р U р о T о р знак равно ξ s T a T о р N s T a T о р ξ р о T о р N р о T о р < Displaystyle < гидроразрыва > <>> = < гидроразрыва < хи _ <статора>N_ <статора>> < хи _ <ротора>N_ <ротор>>>>

Там , где ξ является обмоткой фактором , константа , связанная со строительством обмоток.

Если обмотка статора соединена с первичной фазой, общее напряжение видно из нейтрального (N) будет суммой напряжений на обоих обмоток ротора и статора. Переводя это электрические бластеры , оба фазоров связаны. Тем не менее, имеется угловое смещение & alpha ; между ними. Так как α может быть свободно выбрано в диапазоне от [0, π], оба фазоров могут быть добавлены или вычитаются, так что все значения между ними могут быть достигнуты. Первичный и вторичный не изолированы. Кроме того , отношение величин напряжений между ротором и статором является постоянным; полученное напряжение изменяется в связи с угловым смещением серии обмотки наведенного напряжения.

Читайте также:  Беспроводной чайник принцип работы

преимущества

Выходное напряжение может быть непрерывно регулируется в пределах номинального диапазона. Это является явным преимуществом по отношению к водопроводным трансформаторам, где выходное напряжение принимает дискретные значения. Кроме того, напряжение можно легко регулировать в рабочих условиях.

Недостатки

По сравнению с водопроводной трансформаторы, индукционные регуляторы являются дорогостоящими, с более низкой эффективностью, высокие токи открытой цепи (за счет воздушного зазора) и ограничены в напряжении до менее чем 20 кВ.

Приложения

Регулятор индукции для электрических сетей, как правило , разработан , чтобы иметь номинальное напряжение 14kV и ± (10-15)% от регулирования, но такое использование уменьшилось. В настоящее время, его основные виды использования в электрических лабораториях и дуговой сварке .

Режим индукционного регулятора

В этом режиме обмотка ротора, соединенная по схеме «звезда», явля­ется первичной обмоткой и включается в сеть, обмотка статора – вторичная обмотка, или проходная – также включается в сеть зажи­мами С1; С2; СЗ параллельно обмотке ротора. К зажимам С4; С5; С6 обмотки статора подключается на­грузка (рис. 16.1).

Ток, протекающий по первичной обмотке (обмотке ротора), создает вращающееся магнитное поле, ко­торое индуктирует в каждой фазе проходной обмотки (обмотки ста­тора) эдс Е2. При электрическом соединении обмоток статора и ро­тора вторичное напряжение представляет геометрическую сум­му напряжения сети U1, и эдс проходной обмотки Е2. При повороте ротора на любой угол т. е. изменении взаимного расположения осей обмоток ротора и статора, создается сдвиг по фазе между U1 и E2 на угол . При = 0 напряжение U2 будет максимальным и равняется арифметической сумме U1 + Е2. При = 180° векторы на­правлены противоположно, и напряжение U2 будет минимальным и рав­ным арифметической разности U1 – Е2.

При промежуточных значениях напряжение U2 равно геометрической сумме U1 и E2 и будет изменяться между значениями U2max и U2min.

Векторная диаграмма напряжений для фазы представлена на рис. 16.2.

Связь между геометрическим углом поворота ротора и электриче­ским углом поворота вектора выражается уравнением = Р × где Р – число пар полюсов машины.

Рис. 16.2. Векторная диаграмма индукционного регулятора

В лабораторной работе надо исследовать зависимость вторичного напряжения U2 от электрического угла . Угол можно определять из соотношения

где U – приложенное фазное напряжение; Е2 – эдс в обмотке стато­ра, индуктированная магнитным полем ротора; – вторич­ное фазное напряжение.

Для определения зависимости U2 от угла a следует поворачивать ротор в режиме холостого хода ( ) иданные заносить в табл. 16.1.

Данные испытания индукционного регулятора

ИзмереноВычислено
, град. , В , В , В , А , В a, град.

По опытным данным построить зависимость U2 от угла и векторные диаграммы для = 30° и = 60°.

Затем снять внешнюю характеристику индукционного регулятора. Поворачивая ротор при холостом ходе, установить напряжение U2 рав­ным 380 В. Постепенно, увеличивая нагрузку (включая лампы реостата), снять зависимость U2 от I2 (табл. 16.2).

Данные испытаний индукционного регулятора под нагрузкой

, В
, А

Режим регулируемой реактивной катушки. Асинхронная машина с заторможенным ротором может работать в режиме регулируемой реактивной катушки при последовательном или параллельном соединении обмоток статора и ротора.

Чаще используется схема последовательного соединения об­моток (рис. 16.3).

Приступая к выполнению лабораторной работы, следует снять зави­симость I = f ( ). Снятие этой характеристики ведется в следующем порядке. Реактивную катушку подключают к источнику трехфазного тока, предваритель­но установив ротор в положение, соответствующее мини­мальному току I = min ( = 0). Затем, изменяя угол поворота ротора от = 0 до = 180 в обе стороны, записывают значения угла и тока I в табл. 16.3.

Данные испытаний реактивной катушки

, град.
, А

Построить графическую зависимость .

Режим фазорегулятора. Для осуществления режима фазорегулятора ротор машины затормаживают и снабжают приспособлением для поворота вала на требуемые углы. Статор включают в сеть и используют в качестве первичной обмотки, а от обмотки ротора, как от вторичной обмотки, питают нагрузку.

Необходимый сдвиг по фазе между первичным и вторичным напря­жением достигают поворотом вала ротора на определенный угол.
Фазорегулятор используется в измерительных лабораториях поверки счетчиков, научно-исследовательских лабораториях и системах регулирования, например, схеме регулирования напряжения ртутных выпрямителей путем изменения фазы сеточного напряжения.

Принципиальная схема фазорегулятора приведена на рис. 16.4, а. На рис. 16.4, б соответственно показана векторная диаграмма напряжений фазорегулятора.

Рис. 16.4. Схема и век­торная диаграмма напряжений фа­зоре­гулятора: а – схема фа­зо­регулятора; б – век­торная диаграмма напря­жений фа­зорегулятора

Режим индукционного регулятора. Обмотки индукционного регулятора включаются по схеме автотрансформатора, и регулятор представляет, в сущности, поворотный автотрансформатор. Принципиальная схема соединения обмоток трехфазного индукционного регулятора представлена на рис. 16.4. Первичной обмоткой является обычно обмотка ротора, так как она имеет 3 вывода (контактные кольца и щетки).

Рабочая схема испытания фазорегулятора приведена на рис. 16.5.

Рис.16.5. Схема фазорегулятора

Произвести испытания фазорегулятора. Для этого, изменяя положение ротора относительно статора от 0до180° через каждые 15°, записать показания приборов в табл. 16.4.

Данные исследования фазорегулятора

№ п/пИзмереноВычислено
, град.U1, ВU2, ВI, АP, Вт , град
и т.д.

Вычислить коэффициент мощности электрического угла поворота ротора по формуле

.

Эта формула поясняется следующим. Показание ваттметра Р равно произведению тока и напряжения, подведенных к ваттметру, и косинуса угла сдвига фаз между их векторами. Ток, проходящий по токовой обмотке ваттметра, равен и находится в фазе с напряжением U1, так как – активное сопротивление. К обмотке напряжения ваттметра подводится непосредственно напряжение U2. Поэтому . Если , то . Положение ротора, при котором получается это значение Р, соответствует совпадению осей обмоток статора и ротора.

По данным табл. 16.4 построить векторные диаграммы для случаев:
а) = 0°; в) = 45°; с) = 135°.

Условия, для которых следует строить векторные диаграммы, могут быть изменены преподавателем.

По результатам выполненной работы сформулировать выводы.

Рекомендуемая литература: [1, 2, 3].

Лабораторная работа № 17
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО и дугостаторного
АСИНХРОНных ДВИГАТЕЛей

Цель работы: изучение конструктивных особенностей и принципа работы линейного и дугостаторного асинхронных двигателей и снятие его рабочих характеристик.

Оборудование и приборы:

• источник трехфазного синусоидального тока напряжения 220 В;

• комплект измерительных приборов К505 с пофазным измерением тока, напряжения и мощности;

• линейный асинхронный двигатель двухстороннего исполнения (ЛАД);

• электромагнитный тормоз для загрузки двигателя;

• лабораторный автотрансформатор с выпрямителем для питания обмотки тормоза (ЛАТР);

• тахометр для измерения частоты вращения двигателя.

Порядок выполнения работы

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Добавить комментарий