Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели. Асинхронный расщепитель фаз

Содержание

Слайд 2

Цель | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Изучить устройство, принцип действия,

Цель


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Изучить устройство, принцип действия,

характеристики и назначение однофазных и конденсаторных асинхронных двигателей и асинхронного расщепителя фаз НБ-455А.
Слайд 3

План занятия | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Устройство однофазного асинхронного

План занятия


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Устройство однофазного асинхронного

двигателя.
Принцип действия однофазного асинхронного двигателя.
Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А.
Слайд 4

Устройство однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Мощность

Устройство однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Мощность однофазного

АД составляет не более 70% от мощности трехфазного АД в том же габарите. Однофазные АД, кроме того, имеют более низкую перегрузочную способность.
Слайд 5

Устройство однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Ротор

Устройство однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Ротор обычно

представляет из себя короткозамкнутую обмотку, в виде "беличьей клетки". Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия.
Слайд 6

Устройство однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Статор

Устройство однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Статор имеет

две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.
Слайд 7

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

При

положительной полуволне вращения магнитного поля не наблюдается, а происходит только его пульсация в верхней и нижней части провода, которая еще и взаимно уравновешивается в магнитопроводе.

Поскольку вращающееся магнитное поле отсутствует, то и ротор останется неподвижным.

Слайд 8

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

При

вращении ротора в нем наводятся токи разной частоты, которые создают моменты сил с разными направлениями. Поэтому якорь двигателя будет совершать вращение под действием пульсирующего магнитного поля в ту сторону, с которой он начал вращение.

М= Мпр-Мобр

Слайд 9

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Конструкторские

решения для вращения ротора у однофазного асинхронного двигателя:
1. ручная раскрутка вала рукой или шнуром;
2. использование дополнительной обмотки, подключаемой на время запуска за счет омического, емкостного или индуктивного сопротивления;
3. расщепление короткозамкнутым магнитным витком магнитопровода статора.
Слайд 10

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Чтобы

придать начальное вращение ротору к статорной обмотке дополнительно на момент запуска подключают еще одну вспомогательную обмотку, но только сдвинутую по углу на 90 градусов. Ее выполняют более толстым проводом для пропускания больших токов, чем протекающие в рабочей.
Слайд 11

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Намотка

витков в статорной дополнительной обмотке выполняется биффилярным способом, обеспечивающим коэффициент самоиндукции катушки очень близким к нулю. При прохождении токов по разным обмоткам между ними возникает сдвиг по фазе порядка 30 градусов, чего вполне достаточно. Разность углов создается за счет изменения комплексных сопротивлений в каждой цепи.
Слайд 12

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Емкостной

сдвиг токов по фазе позволяет создать кратковременное подключение обмотки с последовательно соединенным конденсатором. Эта цепочка работает только во время выхода двигателя на режим, а затем отключается.
Слайд 13

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Создается

наибольший крутящий момент и более высокий коэффициент мощности, чем при резистивном или индуктивном способе запуска. Он может достигать величины 45÷50% от номинального значения. Конденсаторный запуск позволяет изменять направление вращения якоря. Для этого достаточно сменить полярность подключения пусковой или рабочей обмотки.
Слайд 14

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Способы запуска однофазного асинхронного двигателя


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Разрезанный

на две части такой полюс создает дополнительное магнитное поле, которое сдвинуто от основного по углу и ослабляет его в месте охваченного витком. За счет этого создается эллиптическое вращающееся поле, образующее момент вращения постоянного направления. Двигатели подобных конструкций можно встретить в вентиляторных устройствах обдува воздуха. Они не обладают возможностью реверса.
Слайд 15

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Служит

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Служит для

преобразования однофазного напряжения обмотки собственных нужд тягового трансформатора в трехфазную систему линейных напряжений 380В для питания асинхронных двигателей привода главного компрессора и центробежных вентиляторов. Представляет собой асинхронную машину переменного тока с самовентиляцией.
Техническая характеристика:
Слайд 16

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Ротор

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Ротор –

состоит из вала, на который напрессован шихтованный сердечник. Обмотка сердечника короткозамкнутое алюминиевое «беличье» колесо. Сердечник от проворота зафиксирован шпонкой на валу. Ротор вращается в шарикоподшипниках установленных в подшипниковых щитах. Подшипники закрыты внутренними и внешними наружными крышками у которых в месте контакта с валом сделаны выточки исключающие вытекание смазки из спец. капсул. В капсулы заправляется 300гр. смазки через отверстие в наружной крышке. В подшипниковых щитах имеются вентиляционные окна, а внутри корпуса сделаны направляющие воронки.
Слайд 17

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Статор

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Статор –

состоит из литой чугунной станины в которую запрессован сердечник, сердечник шихтованный из листов электротехнической стали, имеет 60 пазов в которых уложена трёх фазная обмотка соединённая в не семеричную звезду. Лобовые части обмотки крепятся к станине специальным бандажным кольцом для повышения виброустойчивости.
Обмотка статора выполнена в виде несимметричной «звезды». Две фазы С1-М2, С2-М2 образуют двигательную обмотку. Третья фаза С3-С4 называется генераторной обмоткой.
Двигательную обмотку подключают к обмотке собственных нужд тягового трансформатора.
Генераторная обмотка сдвинута относительно частей С1-М2 и С2-М2 двигательной обмотки приблизительно на угол 120°. Ее присоединяют к двигательной обмотке в точке М2, которая выбирается так, чтобы обеспечить лучшую симметрию линейных напряжений при номинальной нагрузке.
Слайд 18

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Слайд 19

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Слайд 20

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Однофазная

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Однофазная двигательная

обмотка создает пульсирующее магнитное поле. По этой причине расщепитель фаз не имеет начального пускового момента и ротор остается неподвижным.
Для создания вращающего магнитного поля необходимо подключить третью обмотку к одной из фаз через активное сопротивление. Вращающееся магнитное поле ротора будет индуцировать в фазных обмотках статора переменные ЭДС, сдвинутые друг относительно друга по фазе на угол, примерно равный 120°. При достижении 1380 об/мин срабатывает ППРФ-300 (панель пуска расщепителя фаз) которая отключает контактор 119 т.е. в фазорасщепителе продолжают получать питание только двигательные обмотки. Т.к. ротор раскрутился то наводимая ЭДС в нём будет достаточно для поддержания вращения.
Для получения трёхфазной семеричной системы напряжения обмотки фазорасщепителя выполняют с различным количеством витков. В итоге генераторная обмотка выдаёт такое же напряжение как и ОСН, образуется трехфазная система линейных напряжений 380В, которые подаются на асинхронные двигатели.
Слайд 21

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Асинхронный расщепитель фаз НБ-455А


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Слайд 22

Маслонасос тягового трансформатора 4тт-63/10 | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Предназначен

Маслонасос тягового трансформатора
4тт-63/10


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Предназначен для

перекачивания трансформаторного масла в системе охлаждения тягового трансформатора. Он монтируется в одном блоке с тяговым трансформатором. Представляет собой единый агрегат. Состоит из асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и насосной части.
Электронасос типа 4ТТ-63/10 является центробежным бессальниковым одноступенчатым

Технические данные
Подача ................ 63 м3/ч
Напор ................ 10 м
Температура перекачиваемого масла .... не более +85 °С
Режим работы ............. продолжительный
Номинальная мощность электродвигателя ... 2,2 кВт
Напряжение питающей сети........ 220/380 В
Номинальный ток............ 12,9/7,5 А
Частота тока.............. 50 Гц
Частота вращения ротора......... 1410 об/мин
К. п. д. при 85 °С............ 55%
Масса ................ 105 кг

Слайд 23

Маслонасос тягового трансформатора 4тт-63/10 | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Статор

Маслонасос тягового трансформатора
4тт-63/10


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Статор –

шихтованный, запрессован в чугунный корпус.
Ротор – так же шихтованный, напрессован на полый вал, который вращается в шариковых подшипниках.
Насосная часть – состоит из рабочего колеса направляющего аппарата, всасывающего патрубка диаметром 100 мм и нагнетающего патрубка диаметром 100 мм. Рабочее колесо закреплено на валу шпонкой, гайкой и шайбой. Подшипниковый щит и направляющий аппарат закреплены с помощью всасывающего патрубка и дополнительно фиксируется штифтом. В коробке выводов расположено 6 выводных шпилек и одна шпилька заземления. Всасывающим патрубком насос присоединяется к трансформатору четырьмя болтами через паранитовую прокладку. Таким же образом крепится и напорный патрубок к фланцу маслопровода.
Слайд 24

Маслонасос тягового трансформатора 4тт-63/10 | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Маслонасос тягового трансформатора
4тт-63/10


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Слайд 25

Маслонасос тягового трансформатора 4тт-63/10 | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 Принцип

Маслонасос тягового трансформатора
4тт-63/10


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

Принцип работы.
При

работе масло из трансформатора поступает на рабочее колесо, а оттуда через направляющий аппарат основная часть масла по каналам корпуса поступает в напорный патрубок, а другая часть под избыточным давлением через отверстие в переднем подшипниковом щите поступает в зазор между статором и ротором охлаждая их. Затем через отверстие в заднем подшипниковом щите через задний подшипник и отверстия в валу ротора масло возвращается в полость всасывания. Такая циркуляция масла обеспечивает интенсивный отвод тепла от работающего двигателя.
Слайд 26

Домашнее задание | Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016 А.В. Грищенко «Электрические

Домашнее задание


| Преподаватели ОАО «РЖД» | 2016

А.В. Грищенко «Электрические машины

и преобразователи подвижного состава», стр. 277-279.
А.А. Дайлидко «Электрические машины тягового подвижного состава », стр. 257-262.
Работа с конспектом.
Подготовка к опросу по пройденному материалу.