Неповнофазні режими роботи асинхронних двигунів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Неповнофазні режими роботи асинхронних двигунів

Під втратою фази розуміють однофазний режим роботи електродвигуна в результаті відключення живлення по одному з проводів трифазної системи.

Причинами втрати фази електродвигуном можуть бути: обрив одного з проводів, згоряння одного з запобіжників; порушення контакту в одній з фаз.

Залежно від обставин, за яких сталася втрата фази, можуть бути різні режими роботи електродвигуна і наслідки, супутні цим режимам. При цьому слід брати до уваги такі чинники: схему з'єднання обмоток електродвигуна ("зірка" або "трикутник"), робочий стан двигуна в момент втрати фази (втрата фази може відбутися до або після включення двигуна, під час роботи під навантаженням), ступінь завантаження двигуна і механічну характеристику робочої машини. Тут слід звернути увагу на особливість розглянутого режиму. У трифазному режимі кожна фаза обмотки обтікається струмом, зсунутим в часі на одну третину періоду. При втраті фази дві обмотки обтікаються одним і тим же струмом, в третій фазі струм відсутній. Незважаючи на те, що кінці обмоток приєднані до двох лінійних проводів трифазної системи, струми в обох обмотках збігаються за часом. Такий режим роботи називається однофазним.

Магнітне поле, утворене однофазним струмом, на відміну від обертового поля, утвореного трифазною системою струмів, є пульсуючим. Воно змінюється в часі, але не переміщується по колу статора. На рисунку 1.1 а показаний вектор магнітного потоку, створеного в двигуні при однофазному режимі. Цей вектор не обертається, а лише змінюється за величиною і знаком. Кругове поле сплющується до прямої лінії.

Характеристики асинхронного двигуна в однофазному режимі: а - графічне зображення пульсуючого магнітного поля; б - розкладання пульсуючого поля на два обертових; в - механічні характеристики асинхронного двигуна в трифазному (1) і однофазному (2) режимах роботи.

Пульсуюче магнітне поле можна розглядати як те, що складається з двох обертових, направлених назустріч один одному, рівних за величиною полів. Кожне поле взаємодіє з обмоткою ротора і утворює обертовий момент. Їх сумарна дія створює результуючий обертовий момент на валу двигуна.

У тому випадку, коли втрата фази сталася до включення двигуна в мережу, на нерухомий ротор діють два магнітних поля, які утворюють два протилежних за знаком, але рівних за величиною моменти. Їх сума буде дорівнює нулю. Тому при пуску двигуна в однофазному режимі він не може розігнатися навіть при відсутності навантаження на валу.

Якщо втрата фази сталася в той час, коли ротор двигуна обертався, то поле буде еліптичним і на його валу утворюється обертовий момент. Це можна пояснити наступним чином. Обертовий ротор по різному взаємодіє з обертовими назустріч один одному полями. Одне з них, обертання якого збігається з обертанням ротора, утворює позитивний (що співпадає по напрямку) момент, інше - негативний. На відміну від випадку з нерухомим ротором ці моменти будуть різними за величиною. Їх різниця буде дорівнює моменту на валу двигуна.

На рисунку показана механічна характеристика двигуна в однофазному і трифазному режимах роботи. При нульовій швидкості момент дорівнює нулю, при появі обертання в будь-яку сторону на валу двигуна виникає момент.

Якщо відключення однієї з фаз сталося під час роботи двигуна, коли його швидкість була близька до номінального значення, обертовий момент часто буває достатнім для продовження роботи з невеликим зниженням швидкості. На відміну від трифазного симетричного режиму з'являється характерне гудіння. В іншому зовнішні прояви аварійного режиму не спостерігаються. Людина, що не має досвіду роботи з асинхронними двигунами, може не помітити зміни характеру роботи електродвигуна.

Перехід електродвигуна в однофазний режим супроводжується перерозподілом струмів і напруг між фазами. Якщо обмотки двигуна з'єднані за схемою "зірка", то після втрати фази утворюється схема, де дві послідовно з'єднані обмотки двигуна виявляються включеними на лінійну напругу Uаb, двигун при цьому виявляється в однофазному режимі роботи.

Однофазні режими роботи можуть виникнути в будь-якій трифазній машині в будь-який момент часу, тому дослідження можливості їх роботи в однофазному режимі, без загрози виходу двигуна з ладу є дуже важливим питанням. Для можливості зробити певні висновки та дати певні рекомендації ми повинні розрахувати параметри і побудувати робочі характеристики конкретного робочого трифазного двигуна для двох режимів живлення: трифазного и однофазного. Спираючись на отримані дані можна буде визначити безпечні умови неповнофазного режиму роботи.

Для виконання поставленої задачі ми створимо розрахунковий алгоритм для визначення параметрів та характеристик машини в програмному середовищі Mathcad та створимо модель працюючого двигуна в програмному середовищі Matlab Simulink..

Размещено на Allbest.ru