Зависимость частоты вращения двигателя от частоты тока: Частота вращения электродвигателя | Полезные статьи

6.2. Зависимость частоты вращения ротора, величины эдс и тока

в фазе обмотки ротора от скольжения

Частота вращения ротора асинхронного двигателя меньше частоты вращения магнитного поля статора . Скольжение определяется выражением . В зависимости отскольжения возможны следующие режимы работы электрической машины: режим генератора, режим электродвигателя и режим электромагнитного тормоза (рис.6.6).

В режиме элекродвигателя частота вращения ротора отстаёт от частоты вращающегося магнитного поля статора. Величина скольжения находится в

пределах . При элекродвигатель врщается с частотой холостого хода . Если , тогда ротор заторможен и .

В режиме генератора частота вращения ротора больше частоты вращающегося магнитного поля статора, при этом скольжение становится отрицательным.

В режиме электромагнитного тормоза ротор машины вращается в сторону, противоположную вращающемуся магнитному полю статора, при этом скольжение становится больше единицы.

Рис.6.6. Зависимость частоты вращения ротора от скольжения для различных режимов работы электрической машины

Частоту вращения ротора можно определить по выражению:

, (6.1)

где [об/мин], р – число пар полюсов статора

(для двухполюсного поля , для четырёхполюсного поля ).

Частота мгновенного тока в фазе обмотки статора

[Гц]. (6.2)

Частота вращения скольжения определяется по выражению:

. (6. 3)

Частота мгновенной ЭДС в фазе вращающегося ротора

. (6.4)

Вращающееся магнитное поле наводит в фазе обмотки статора действующее значение ЭДС:

, (6.5)

где – число витков в фазе обмотки статора (одной катушки),

–максимальный магнитный поток статора.

В фазе обмотки вращающегося ротора наводится действующее значение ЭДС:

, (6.6)

где – число витков в фазе обмотки ротора.

Для короткозамкнутого ротора , так как число фаз короткозамкнутого ротора равно числу стержней.

Преобразуем выражение (6.6) в вид:

, (6.7)

где – действующее значение ЭДС в фазе обмотки неподвижного ротора при условии, что .

Действующее значение ЭДС вращающегося ротора создает действующее значение тока в фазе вращающегося ротора:

, (6.8)

где – полное, активное и индуктивное сопротивления обмотки вращающегося ротора.

Белорусский государственный университет транспорта — БелГУТ (БИИЖТ)

Регистрация на конференцию «Феноменология транспорта
в литературе и искусстве: прошлое, настоящее, будущее»

Как поступить в БелГУТ

Как получить место

в общежитии БелГУТа

ГОРЯЧАЯ ЛИНИЯ 
по вопросам приемной кампании

События

Все события

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
					1	2
3	4	5	6 Дата : 2023-04-06	7 Дата : 2023-04-07	8	9
10 Дата : 2023-04-10	11	12	13 Дата : 2023-04-13	14	15	16
17 Дата : 2023-04-17	18	19 Дата : 2023-04-19	20 Дата : 2023-04-20	21 Дата : 2023-04-21	22	23
24	25	26 Дата : 2023-04-26	27 Дата : 2023-04-27	28	29	30

Все анонсы

• Славим мир, труд, май!
• Научно-техническая конференция «Актуальные проблем. ..
• Вопросы к собеседованию для прошедших обучение в Н…
• Фестиваль военно-патриотической песни среди иностр…
• Музыкальный квартирник
• Дни доноров 26 и 27 апреля 2023
• Смотр-кастинг конкурса «Мисс и Мистер БелГУТа»…
• ФИНАЛ весенней серии игр «ЧТО? ГДЕ? КОГДА?» среди …
• Билеты на концерт Дианы Анкудиновой…
• Легкая атлетика. 70-я спартакиада студентов БелГУТ…

Анонсы

Университет

Абитуриентам

Студентам

Конференции

Приглашения

Славим мир, труд, май!

Научно-техническая конференция «Актуальные проблем…

Вопросы к собеседованию для прошедших обучение в Н…

Фестиваль военно-патриотической песни среди иностр…

Новости

Университет

Международные связи

Спорт

ИВР

Жизнь студентов

Новости подразделений



• Университет

БелГУТ занесен на Доску почета Гомельской области. ..
29 апреля 2023

• Воспитательная работа

Дорогами мира и созидания. Мемориал в д. Хорошевка…
29 апреля 2023

• Университет

XXIV региональная научно-практическая конференция «Чернобыль. Состояни…
29 апреля 2023

• Студенческая жизнь

Финал весенней серии «Что? Где? Когда?» для студентов …
29 апреля 2023

• Университет

IV Международная научно-практическая онлайн-конференция «Транспорт в …
29 апреля 2023

• Университет

Транспортный квиз девятиклассников в БелГУТе. ..
28 апреля 2023

• Воспитательная работа

Встреча с представителями УВД Гомельского облисполкома…
28 апреля 2023

• Воспитательная работа

Дорогами мира и созидания. Братская могила по ул. Интендантская…
28 апреля 2023

• Университет

V Международная научно-практическая конференция «Научные и методически…

28 апреля 2023

Другие новости

• 28 апреля 2023 Всемирный день охраны труда …
• БелГУТ занесен на Доску почета г. Гомеля…
• Диктант Победы
• Новый номер газеты «Вести БелГУТа»
• XX Республиканская выставка научно-методической литературы, педагогиче…
• Дни донора в БелГУТе
• VIII Международный фестиваль волонтерских команд. ..
• Состоялся кастинг конкурса «Мисс и Мистер университета»…
• Финалисты Международного инженерного чемпионата «CASE-IN» направления…
• Памяти пожарных-ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС…
• Распределение выпускников 2023

БелГУТ на Доске почета

Достижения университета

КУДА ПОСТУПАТЬ

Все факультеты

Предложения

Все предложения

Видеотека

Все видео

Фотогалерея

Все фото

Отклонение напряжения от частоты

Отклонение от номинального напряжения:

В соответствии с NEMA MG 1, 12.44, двигатели должны успешно работать в условиях работы при номинальной нагрузке с изменением напряжения до следующих процентов от номинального напряжения:

1. Универсальные двигатели, кроме двигателей вентиляторов — плюс-минус 6 процентов (при номинальной частоте).
2. Асинхронные двигатели — плюс-минус 10 процентов (при номинальной частоте).

Рабочие характеристики в пределах этих колебаний напряжения не обязательно будут соответствовать стандартам, установленным для работы при номинальном напряжении.

Отклонение от номинальной частоты:

Двигатели переменного тока должны успешно работать в рабочем режиме при номинальной нагрузке и номинальном напряжении с отклонением частоты до 5 процентов выше или ниже номинальной частоты. Характеристики в пределах этого изменения частоты не обязательно будут соответствовать стандартам, установленным для работы на номинальной частоте.

Комбинированное изменение напряжения и частоты:

Двигатели переменного тока должны успешно работать в рабочем режиме при номинальной нагрузке с комбинированным изменением напряжения и частоты до 10 процентов выше или ниже номинального напряжения и номинальной частоты, при условии, что отклонение частоты не превышает 5 процентов. Характеристики в рамках этого комбинированного варианта не обязательно будут соответствовать стандартам, установленным для работы при номинальном напряжении и номинальной частоте.

Влияние изменения напряжения и частоты на работу асинхронных двигателей:

1. Асинхронные двигатели иногда работают от цепей с напряжением или частотой, отличными от тех, для которых они рассчитаны. В таких условиях производительность двигателя будет отличаться от номинала. Ниже приводится краткое изложение некоторых результатов работы, вызванных небольшими изменениями напряжения и частоты, и указываются общие изменения, вызванные такими изменениями условий эксплуатации.
2. При увеличении или уменьшении напряжения на 10 процентов от указанного на заводской табличке нагрев при номинальной нагрузке в лошадиных силах может увеличиться. Такая эксплуатация в течение продолжительных периодов времени может ускорить износ системы изоляции.
3. В двигателе с нормальными характеристиками при полной номинальной мощности нагрузки 10-процентное увеличение напряжения по сравнению с указанным на паспортной табличке обычно приводит к значительному снижению коэффициента мощности. 10-процентное снижение напряжения ниже указанного на заводской табличке обычно приводит к увеличению коэффициента мощности.
4. Заторможенный ротор и момент пробоя будут пропорциональны квадрату приложенного напряжения.
5. Увеличение напряжения на 10 процентов приведет к уменьшению скольжения примерно на 17 процентов, а уменьшение на 10 процентов увеличит скольжение примерно на 21 процент. Таким образом, если бы скольжение при номинальном напряжении составляло 5 %, оно увеличилось бы до 6,05 % при снижении напряжения на 10 %.
6. Частота выше номинальной частоты обычно улучшает коэффициент мощности, но снижает крутящий момент заторможенного ротора и увеличивает скорость, а также потери на трение и сопротивление воздуха. При частоте ниже номинальной частота вращения снижается, момент заторможенного ротора увеличивается, а коэффициент мощности уменьшается. Для определенных видов нагрузки двигателя, например, на текстильных фабриках, важно точное регулирование частоты.
7. Если изменение напряжения и частоты происходит одновременно, эффект будет накладываться. Таким образом, если напряжение высокое, а частота низкая, крутящий момент заторможенного ротора будет значительно увеличен, но коэффициент мощности будет уменьшен, а повышение температуры увеличится при нормальной нагрузке.
8. Вышеизложенные факты относятся, в частности, к двигателям общего назначения. Они не всегда могут быть верны в отношении двигателей специального назначения, созданных для определенной цели, или применительно к очень маленьким двигателям.

Работа многофазных 2-, 4- и 8-полюсных асинхронных двигателей переменного тока общего назначения с частотой 60 Гц, работающих на частоте 50 Гц: полюсные асинхронные двигатели со встроенной мощностью 60 Гц не предназначены для работы с их номинальной частотой 60 Гц в цепях с частотой 50 Гц, они могут удовлетворительно работать в цепях с частотой 50 Гц, если их номинальные значения напряжения и мощности должным образом снижены. Когда такие двигатели с частотой 60 Гц работают в цепях с частотой 50 Гц, прикладываемое напряжение при частоте 50 Гц должно быть снижено до 5/6 номинальной мощности двигателя при частоте 60 Гц.

Когда двигатель с частотой 60 Гц работает на частоте 50 Гц при напряжении 5/6 от напряжения 60 Гц и номинальной мощности л. с. , другие рабочие характеристики для работы на частоте 50 Гц следующие:

1. Скорость
   Синхронная скорость будет будет 5/6 от синхронной скорости 60 Гц, а скольжение будет 6/5 от 60-герцового скольжения.
2. Крутящий момент
   Номинальный крутящий момент нагрузки в фунто-футах будет примерно таким же, как номинальный крутящий момент при нагрузке 60 Гц в фунто-футах. Моменты с заблокированным ротором и опрокидывающие моменты в фунто-футах для двигателей с частотой 50 Гц будут примерно такими же, как у двигателей с заблокированным ротором на 60 Гц и опрокидывающими моментами в фунто-футах.
3. Ток при заторможенном роторе
   Ток при заторможенном роторе (ампер) будет примерно на 5 процентов меньше, чем ток при заторможенном роторе на частоте 60 Гц (ампер). Кодовая буква на паспортной табличке двигателя, обозначающая кВА с заблокированным ротором на одну лошадиную силу, относится только к номинальной частоте двигателя 60 Гц.
4. Коэффициент обслуживания
   Коэффициент обслуживания будет равен 1,0.
5. Повышение температуры
   Повышение температуры не должно превышать 90 ^° С.

Влияние напряжения более 600 вольт на работу низковольтных двигателей:

Многофазные двигатели регулярно изготавливаются для номинального напряжения 575 вольт или менее, и ожидается, что они будут удовлетворительно работать при изменении напряжения плюс-минус 10 процентов. . Это означает, что двигатели с таким уровнем изоляции могут успешно применяться при рабочем напряжении до 635 вольт.

На основе высокопотенциальных испытаний и эксплуатационных характеристик, проведенных производителями двигателей, было обнаружено, что там, где рабочее напряжение превышает 635 вольт, коэффициент безопасности изоляции снижается до уровня, несовместимого с надлежащими техническими процедурами.

Принимая во внимание вышеизложенное, двигатели с этим уровнем изоляции не следует применять в энергосистемах с заземленной нейтралью или без нее, где напряжение превышает 630 вольт, независимо от используемого подключения двигателя.

Частота и генераторы переменного тока – тригонометрия и однофазное производство переменного тока для электриков

Производство переменного тока

В предыдущей главе мы узнали, что термин цикл означает от точки сигнала до точки, в которой сигнал начинает повторяться. Когда мы обсуждаем термин частота , мы имеем в виду, сколько циклов может произойти за одну секунду. Частота измеряется в герц (восклицаем Генриху Герцу) или герц (циклов в секунду). На частоту генератора влияют два фактора: скорость вращения и количество полюсов.

Рисунок 52. Цикл синусоиды

Когда якорь вращается в поле, он начинает создавать форму волны (как мы видели в предыдущей главе). Один полный механический оборот якоря создает одну полную синусоиду на двухполюсном генераторе переменного тока. Если двухполюсный генератор делает три полных оборота за одну секунду, он создаст за эту секунду три полных синусоидальных колебания. Мы бы сказали, что частота составляет три цикла в секунду или три герца (как говорят крутые ребята).

Скорость вращения машины измеряется в оборотах в минуту или об/мин . Однако при работе с частотой нас интересуют не минуты, а скорее секунды. Следовательно, RPM необходимо преобразовать в обороты в секунду ( RPS ). Поскольку в минуте 60 секунд, все, что нам нужно сделать, это разделить RPM на 60, чтобы преобразовать его в RPS.

Например, если якорь двухполюсного генератора переменного тока вращается со скоростью 1800 об/мин, мы можем сказать, что он вращается со скоростью 30 оборотов в секунду. Если этот генератор переменного тока имеет два полюса, то за одну секунду он будет генерировать 30 циклов напряжения. Тогда можно было бы сказать, что он имеет частоту 30 циклов в секунду или 30 герц. Частота генератора прямо пропорциональна скорости вращения генератора.

Если мы добавим полюсов к генератору, мы сможем изменить частоту. В двухполюсном генераторе переменного тока сторона А якоря (показанная на рис. 53) проходит с севера на юг, а затем с юга на север, создавая одну полную синусоиду. Если мы добавим еще два полюса, как показано на рис. 54, то сторона А якоря пройдет мимо двух северных и двух южных полюсов за один полный механический оборот.

Рисунок 53. Двухполюсный генератор переменного тока

Две полные синусоидальные волны создаются за один полный механический оборот. Если двухполюсный генератор создает один цикл напряжения за одну секунду (или один герц частоты), то четырехполюсный генератор создает два цикла напряжения за одну секунду (или два герца).

Частота генератора прямо пропорциональна количеству полюсов генератора.

Рисунок 54. Четырехполюсный генератор

Зная, что скорость вращения прямо пропорциональна частоте и что количество полюсов прямо пропорционально частоте, мы можем использовать формулу. Формула выглядит так:

 

Рисунок 55.