Схемы обмоток фазных роторов | Обмотчик электрических машин
Страница 35 из 84
ГЛАВА VIII
СТЕРЖНЕВЫЕ ОБМОТКИ РОТОРОВ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕМ
§ 35. СХЕМЫ ОБМОТОК ФАЗНЫХ РОТОРОВ
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей мощностью более 70—80 кВт, как правило, выполняют стержневыми.
В фазных роторах современных асинхронных двигателей почти всегда применяют двухслойные волновые обмотки, так как в двухслойных обмотках лобовые части изгибаются меньше, чем в однослойных, а в волновых обмотках меньше межгрупповых соединений, чем в петлевых той же полюсности.
Закономерность соединения схемы стержневых волновых обмоток рассмотрим на конкретном примере. Составим схему волновой стержневой обмотки трехфазного ротора с Z2= 24 и 2р= 4. На рис. 101, а показаны 24 пары линии пазов, в которых располагаются стержни верхнего (сплошные линии) и нижнего (пунктирные линии) слоев обмотки. Разметим пазы так же, как в схемах двухслойных обмоток статора, т.
Z2/(2p) = 24/4 = 6 пазовых делений.
Рис. 101. Построение схемы стержневой волновой обмотки фазного ротора:
а —распределение пазов по фазам, б — соединение стержней первой половины фазы, в — последовательность соединения стержней
Число пазов на полюс и фазу q2 = Z2/2pm = 24/(4-3) = 2. Для всех стержней фазы А отметим стрелками направление мгновенных значений токов. Оно меняется при переходе от одного полюсного деления к другому. Построение схемы обмотки начнем, приняв за начало фазы А верхний стержень, лежащий в первом пазу (рис. 101,6). Одновременно с вычерчиванием схемы обмотки будем заполнять таблицу соединений с указанием номеров пазов и последовательности шагов, как показано на рис. 101, в. Обмотку выполняют с диаметральным шагом (для нашей схемы у=τ2=6 пазовым делением).
Первый обход обмотки по всей окружности ротора завершается укороченным (или удлиненным) шагом, после чего соединение продолжают в той же последовательности с диаметральными шагами, изменяя их в конце каждого из обходов.
Схема соединения фазы А изображена на рис. 102, а всех фаз обмотки ротора — на рис. 103. По схеме рис. 103 можно проследить основные закономерности, характерные для стержневых волновых обмоток роторов. Начала фаз располагаются в 1, 9 и 17-м пазах, т. е. через 2q2p = 2x2x2 = 8 зубцовых делений. Такое расстояние между началами фаз обеспечивает и электрическую и геометрическую симметрии обмотки.
Рис. 102. Схема соединения стержней одной фазы волновой обмотки ротора (а) и последовательность их соединения (б)
Электрический угол между началами фаз кратен 120° (он равен 2р-60° = 2х2х60 = 240 эл. град), а геометрический угол равен 120°, т. е. начала фаз расположены симметрично по окружности ротора.
Так, например, в каждой фазе петлевой обмотки с 2р = 12 будет по 11 перемычек между катушечными группами, а в фазе стержневой волновой — только одна.При симметрично выбранных началах фаз обмотки также симметрично по окружности ротора располагаются концы фаз (Р4 — в 7-м, Р5 — в 15-м, Р6 — в 23-м пазах) и перемычки между катушечными группами, что облегчает балансировку ротора после укладки обмотки. В большинстве случаев обмотка ротора соединяется в звезду. Начала фаз обмотки ротора ( Р1, Р2, Р3) соединяются с контактными кольцами, а концы фаз (Р4, Р5, Р6) — между собой кольцевой перемычкой.
Рис. 103. Схема стержневой волновой обмотки ротора с укороченными переходами с Z= 24, 2р=4
Как мы уже знаем, обмотка может быть выполнена и с удлиненными шагами в конце каждого обхода. Ее схема строится так же, как и схема на рис. 103, но в конце обхода выполняется удлиненный шаг, равный (у+1). Из-за увеличения шага несколько удлиняются лобовые части стержней, соединенных с перемычками, а у выводных стержней возникают дополнительные перекрещивания в лобовых частях.
Иногда стержневую волновую обмотку ротора делают с различными переходными шагами: при обходе первой ветви до перемычки с удлиненными, а после перемычки — с укороченными.
Встречаются также схемы обмоток фазных роторов, выполненные без перемычек (рис. 104). В таких обмотках на месте последнего при прямом обходе стержня, который в обычных схемах соединяется с перемычкой, устанавливают изогнутый переходный стержень (паз 26 на рис. 104). Половина этого стержня 1 (рис. 105) располагается в нижней, а другая половина — в верхней части паза. Обе лобовые части переходного стержня отгибаются в одну и ту же сторону, и направление обхода соединения обмоток после переходного стержня меняется на обратное, так же как и после перемычки. В таких схемах выводные концы последних стержней всех фаз располагаются на противоположной от начал фаз стороне ротора.
Стержневую волновую обмотку делают с одной или реже с двумя параллельными ветвями. Выполнение большего числа параллельных ветвей из-за дополнительных соединений в лобовых частях технологически трудно и в практике применяется редко. Для получения двух параллельных ветвей перемычку между половинами фаз убирают и каждую половину обмотки соединяют с начальными и конечными выводами фаз (рис. 106).
Рис. 105. Переходной стержень в пазу ротора
Рис. 106. Соединение фаз обмотки ротора в две параллельные ветви
Чтобы начала фаз в обмотке ротора располагались по окружности ротора симметрично, между ними должно заключаться 2q2p пазов.
Такое симметричное расположение возможно во всех роторах, число полюсов которых не кратно трем. В двигателях с числом, кратным трем (2р=6, 12 и т. д.), симметричное положение выводов приходится нарушать, так как через 2q2p пазов в них располагаются стержни одной и той же фазы. Начала фаз в обмотках роторов таких машин выбирают через 2q2(p — 1) пазовых делений.
- Назад
- Вперёд
Схемы обмоток фазных роторов
Схемы обмоток фазных роторов
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей мощностью более 70—80 кВт, как правило, выполняют стержневыми. В фазных роторах современных асинхронных двигателей почти всегда применяют двухслойные волновые обмотки, так как в двухслойных обмотках лобовые части изгибаются меньше, чем в одно-слойных, а в волновых обмотках меньше межгрупповых соединений, чем в петлевых той же полюсности.
Рис. 1. Построение схемы стержневой волновой обмотки фазного ротора:
а — распределение пазов по фазам, б— соединение стержней первой половины фазы, в — последовательность соединения стержней
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Закономерность соединения схемы стержневых волновых обмоток рассмотрим на конкретном примере.
Составим схему волновой стержневой обмотки трехфазного ротора с Z2 = 24 и 2р = 4. На рис. 1, а показаны 24 пары линии пазов, в которых располагаются стержни верхнего (сплошные линии) и нижнего (пунктирные линии) слоев обмотки. Разметим пазы так же, как в схемах двухслойных обмоток статора, т. е. распределим все пазы по полюсным делениям и обозначим фазы обмотки. Полюсное деление ротора содержит Zi/(2p) = 24/4 = 6 пазовых делений. Число пазов на полюс и фазу <72 = Zil2pm = 24/(4-3) = 2. Для всех стержней фазы А отметим стрелками направление мгновенных значений токов. Оно меняется при переходе от одного полюсного деления к другому. Построение схемы обмотки начнем, приняв за начало фазы А верхний стерженъ, лежащий в первом пазу. Одновременно с вычерчиванием схемы обмотки будем заполнять таблицу соединений с указанием номеров пазов и последовательности шагов, как показано на рис. 1, в. Обмотку выполняют с диаметральным шагом (для нашей схемы у = Т2 = 6 пазовым делением). Обмотка двухслойная, поэтому верхний стержень, лежащий в первом пазу, должен быть соединен с нижним стержнем, лежащим в (1 + у) = (1 +6) = 7 пазу.
Первый обход обмотки по всей окружности ротора завершается укороченным (или удлиненным) шагом, после чего соединение продолжают в той же последовательности с диаметральными шагами, изменяя их в конце каждого из обходов. После 2 таких обходов (в нашем случае после двух обходов, так как q2 = 2) укорачивать последний шаг уже нельзя, так как это приведет к соединению обмотки фазы А со стержнями соседней фазы (18н + 6 — 1 = 23в — принадлежит фазе В). К этому моменту уже соединена половина всех стержней фазы А ив каждом пазу этой фазы находится только по одному стержню: верхнему или нижнему (см.
рис. 101, б). Для заполнения оставшихся после первых q2 обходов половин пазов фазы последний стержень, на котором закончился обход (на нашей схеме — нижний стержень 18-го паза-), соединяют перемычкой со стержнем, занимающим такое же положение в пазу на расстоянии шага в направлении обхода. В нашем примере нижний стержень 18-го паза соединяется с нижним стержнем 24-го (18 + 6) паза. Дальнейшие соединения продолжают в той же последовательности, но в направлении, обратном принятому первоначально. После обходов в об-, ратном направлении построение схемы одной фазы обмотки заканчивается. Схема соединения фазы А изображена на рис. 102, а всех фаз обмотки ротора — на рис. 3. По схеме рис. 3 можно проследить основные закономерности, характерные для стержневых волновых обмоток роторов. Начала фаз располагаются в 1, 9 и 17-м пазах, т. е. через 2q2p = 2 -2 -2 = 8 зубцовых делений. Такое расстояние между началами фаз обеспечивает и электрическую и геометрическую симметрии, обмотки. Электрический угол между началами фаз кратен 120° (он равен 2р-60° = = 2-2-60 = 240 эл.
град), а геометрический угол равен 120°, т. е. начала фаз расположены симметрично по окружности ротора.
Рис. 2. Схема соединения стержней одной фазы волновой обмотки ротора (а) и последовательность их соединения (б)
Каждая фаза обмотки имеет только одну перемынку между катушечными группами независимо от числа полюсов машины. Напомним, что в петлевых обмотках таких перемычек будет (2р — 1) в каждой фазе. В этом ясно видно преимущество волновых обмоток, особенно для многополюсных машин. Так, например, в каждой фазе петлевой обмотки с 1р =12 будет по 11 перемычек между катушечными группами, а в фазе стержневой волновой — только одна.
При симметрично выбранных началах фаз обмотки также симметрично по окружности ротора располагаются концы фаз и перемычки между катушечными группами, что облегчает балансировку ротора после укладки обмотки. В большинстве случаев обмотка ротора соединяется в звезду. Начала фаз обмотки ротора соединяются с контактными кольцами, а концы фаз — между собой кольцевой перемычкой.
Как мы уже знаем, обмотка может быть выполнена и с удлиненными шагами в конце каждого обхода. Ее схема строится так же, как и схема на рис. 103, но в конце обхода выполняется удлиненный шаг, равный (t/-f 1). Из-за увеличения шага несколько удлиняются лобовые части стержней, соединенных с перемычками, а у выводных стержней возникают дополнительные перекрещивания в лобовых частях.
Иногда стержневую волновую обмотку ротора делают с различными переходными шагами: при обходе первой ветви до перемычки с удлиненными, а после перемычки — с укороченными.
Рис. 3. Схема стержневой волновой обмотки ротора с укороченными переходами с Z= 24, 2р=4
Рис. 4. Схема фазы стержневой волновой обмотки ротора с перег ходным стержнем с 2=36, 2р=4 (а) и последовательность соединений стержней (б)
Встречаются также схемы обмоток фазных роторов, выполненные без перемычек. В таких обмотках на месте последнего при прямом обходе стержня, который в обычных схемах соединяется с перемычкой, устанавливают изогнутый переходный стержень.
Половина этого стержня располагается в нижней, а другая половина — в верхней части паза. Обе лобовые части переходного стержня отгибаются в одну и ту же сторону, и направление обхода соединения обмоток после переходного стержня меняется на обратное, так же как и после перемычки. В таких схемах выводные концы последних стержней всех фаз располагаются на противоположной от начал фаз стороне ротора. Соединение стержней в них более удобно, чем в схемах с перемычками, однако обмоточные работы усложняются в связи с необходимостью добавочного закрепления переходных стержней. Свободные части пазов, в которых расположены переходные стержни, заполняются либо текстолитовыми прокладками, либо отрезками изолированной медной шины того же размера, что и стержни обмотки, как показано на рис. 5.
Стержневую волновую обмотку делают с одной или реже с двумя параллельными ветвями. Выполнение большего числа параллельных ветвей из-за дополнительных соединений в лобовых частях технологически трудно и в практике применяется редко.
Для получения двух параллельных ветвей перемычку между половинами фаз убирают и каждую половину обмотки соединяют с начальными и конечными выводами фаз.
Рис. 5. Переходной стержень в пазу ротора
Рис. 6. Соединение фаз обмотки ротора в две параллельные ветви
Эквивалентная схема асинхронного двигателя — цепь ротора и статора
Эквивалентная схема асинхронного двигателя обеспечивает рабочие характеристики, которые оцениваются для установившихся условий. Асинхронный двигатель основан на принципе индукции напряжений и токов. Напряжение и ток индуцируются в цепи ротора из цепи статора для работы. Эквивалентная схема асинхронного двигателя аналогична схеме трансформатора.
Содержимое:
- Модель цепи статора
- Модель цепи ротора
- Примерная эквивалентная схема асинхронного двигателя
Модель цепи статора
Модель цепи статора асинхронного двигателя состоит из сопротивления обмотки фазы статора R 1 , реактивного сопротивления рассеяния обмотки фазы статора X 1 , как показано на схеме ниже:
Отсутствие нагрузки ток I 0 моделируется чисто индуктивным реактором X 0 с компонентом намагничивания I µ и неиндуктивным резистором R 0 , пропускающим ток потерь в сердечнике I ω .
Таким образом,
Полный ток намагничивания I 0 значительно больше в случае асинхронного двигателя по сравнению с трансформатором. Это происходит из-за более высокого сопротивления, вызванного воздушным зазором асинхронного двигателя. Как известно, в трансформаторе ток холостого хода изменяется от 2 до 5% номинального тока, тогда как в асинхронном двигателе ток холостого хода составляет около от 25 до 40 % номинального тока в зависимости от типоразмера двигателя. Величина реактивного сопротивления намагничивания X 0 также очень мала в асинхронном двигателе.
Модель цепи ротора
Когда на обмотки статора подается трехфазное питание, в обмотках ротора машины индуцируется напряжение. Чем больше будет относительное движение магнитных полей ротора и статора, тем больше будет результирующее напряжение ротора. Наибольшее относительное движение происходит в состоянии покоя. Это состояние также известно как заблокированный ротор или состояние заблокированного ротора.
Если индуцированное напряжение ротора в этих условиях равно E 20 , тогда индуцированное напряжение при любом скольжении определяется уравнением, показанным ниже:
Сопротивление ротора постоянно и не зависит от скольжения. Реактивное сопротивление асинхронного двигателя зависит от индуктивности ротора и частоты напряжения и тока в роторе.
Если L 2 — индуктивность ротора, реактивное сопротивление ротора определяется уравнением, показанным ниже:
Но, как мы знаем,
Следовательно,
Где X 20 — реактивное сопротивление ротора в состоянии покоя.
Цепь ротора показана ниже:
Полное сопротивление ротора определяется уравнением ниже:
Ток ротора на фазу определяется уравнением, показанным ниже:
Здесь I 2 — частота скольжения ток, создаваемый индуцированным напряжением частоты скольжения sE 20 , действующим в цепи ротора, имеющей импеданс на фазу (R 2 + jsX 20 ).
Теперь, разделив уравнение (5) на скольжение s, получим следующее уравнение:
R 2 – постоянное сопротивление и переменное реактивное сопротивление рассеяния sX 20 . Точно так же схема ротора, показанная ниже, имеет постоянное реактивное сопротивление рассеяния X 20 и переменное сопротивление R 2 Ом/с.
Уравнение (6) выше объясняет вторичную цепь воображаемого трансформатора с постоянным коэффициентом напряжения и с одинаковой частотой обеих сторон. Этот воображаемый неподвижный ротор несет тот же ток, что и реальный вращающийся ротор. Это позволяет передавать импеданс вторичного ротора на сторону первичного статора.
Эквивалентная схема дополнительно упрощается за счет смещения ветвей шунтирующего импеданса R 0 и X 0 на входные клеммы, как показано на схеме ниже:
Примерная схема основана на предположении, что V 1 = Е 1 = Е’ 2 .
В приведенной выше схеме единственным компонентом, зависящим от скольжения, является сопротивление. Все остальные величины постоянны. Следующие уравнения могут быть записаны при любом заданном проскальзывании s следующим образом:
Полное сопротивление за пределами AA’ определяется как:
Подставляя значение ZAA’ из уравнения (7) в уравнение (8), мы получаем,
Следовательно,
Ток холостого хода I 0 равен
Полный ток статора определяется уравнением, показанным ниже:
Общие потери в сердечнике определяются уравнением, показанным ниже:
Мощность воздушного зазора на фазу определяется как: Развиваемый крутящий момент определяется уравнением, показанным ниже:
приведенное выше уравнение представляет собой уравнение крутящего момента асинхронного двигателя. Приблизительная модель эквивалентной схемы является стандартом для всех расчетов производительности асинхронного двигателя.
Определение цепи ротора | Law Insider
означает продукт в его конечной или промежуточной форме, в котором элементы, по крайней мере один из которых является активным элементом, и некоторые или все взаимосвязи сформированы как одно целое в и на, или в или на, кусок материала, который предназначен для выполнения электронной функции;
означает сборку соединенных частей, находящихся под высоким напряжением, которая предназначена для подачи электроэнергии при нормальной работе.
означает функциональную группу элементов, которые объединяются для выполнения основных функций конечного элемента, таких как электроэнергия, управление ориентацией и двигательная установка.
означает компонент, который воспринимает неизменные силы или веса (постоянные нагрузки) и переменные силы или веса (динамические нагрузки).
означает вкладыши, системы сбора фильтрата, окончательные покрытия, системы слива/слива и любые другие компоненты, используемые при строительстве и эксплуатации ТБОЛО, которые необходимы для защиты здоровья человека и окружающей среды.
означает интегральную схему, встроенную в пластиковую карту и предназначенную для выполнения функций обработки и/или памяти.
означает конкретную часть Прикладного программного обеспечения, обозначенную как таковая в Документации, предоставленной Заказчику в форме уведомления.
означает аналоговый голосовой или цифровой канал 64 Кбит/с (DS-0).
означает программное обеспечение, продаваемое или лицензированное только в сочетании с машинами, предназначенное для выполнения только на той машине, с которой оно поставляется, предназначенное только для машин, отличных от выделенного компьютера, и встроенное в машину или установленное на машине производителем машины или продавец.
означает базовые модули и расширенные модули.
означает любое лицо, занимающееся сборкой, заменой или установкой одного или нескольких компонентов рентгеновской системы или подсистемы. Этот термин включает владельца рентгеновской системы или сотрудника или агента, который собирает компоненты в рентгеновскую систему, которая впоследствии используется для предоставления профессиональных или коммерческих услуг.
означает Ассамблею глав государств и правительств Африканского союза;
означает высоту, ширину и длину каждого здания, предлагаемого в рамках застройки, по отношению к его окрестностям;
означает любое измерительное устройство, которое не является частью самого транспортного средства, но установлено для определения параметров, отличных от концентрации газообразных и твердых загрязняющих веществ и массового расхода выхлопных газов.
означает стеклянную нить или пряди, которые защищены буферной трубкой с цветовой кодировкой и которые используются для передачи коммуникационного сигнала вдоль стеклянной нити в виде световых импульсов.
означает (i) машины или инструменты или запасные части или их замену; (ii)
означает любую точку в источнике, предназначенном для выброса твердых, жидких или газообразных веществ в воздух, включая трубы или каналы, но не включая факелы.
означает покрытие, наносимое на стационарные конструкции и их принадлежности, мобильные дома, тротуары или бордюры.
означает смесь, возникающую в процессе эксплуатации трубопроводов между соседними партиями, имеющими сходные или разные физические характеристики.
означает отдельный носитель или мультимедийный развлекательный контент для распространения или показа широкой публике любыми средствами и средствами в любом цифровом медиаформате, фильме или видеокассете, включая, помимо прочего, кинофильм, документальный фильм, телесериал, телевизионный мини-сериал, телевизионный специальный выпуск, межстраничные телевизионные программы, полнометражное телевидение, интерактивное телевидение, музыкальные клипы, интерактивные игры, видеоигры, рекламные ролики, интернет-программы, интернет-видео, звукозапись, видео, цифровая анимация или интерактивный веб-сайт.
означает каждый мотоцикл с бензиновым двигателем, который (i) имеет рабочий объем менее
означает устройство, обеспечивающее механическое соединение и отключение высоковольтных электрических проводников с подходящим сопряженным компонентом, включая его корпус».
означает способность функции OSS CenturyLink беспрепятственно (т. е. без ручного вмешательства) обрабатывать бизнес-транзакции с помощью приложения OSS CLEC и наоборот посредством безопасного обмена моделями данных транзакций, которые используют поля данных и правила использования, которые могут быть полученные и обработанные другой Стороной для достижения предполагаемой функции OSS и соответствующего ответа (см. также «Электронное связывание»).0003
означает покрытие, используемое для защиты архитектурных элементов и отвечающее требованиям номера публикации Ассоциации производителей архитектурного алюминия AAMA 2604-05 (Добровольная спецификация, эксплуатационные требования и процедуры испытаний для высокоэффективных органических покрытий на алюминиевых профилях и панелях) или 2605-05 (Добровольные технические требования к характеристикам и процедуры испытаний для превосходных органических покрытий на алюминиевых профилях и панелях).
