CC BY
23
УДК 621.333
АНАЛИЗ МАГНИТОДВИЖУЩИХ СИЛ ТРЕХФАЗНОЙ ОБМОТКИ РОТОРА СИНХРОНИЗИРОВАННОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ O.A. Тележкин, Е.Я. Омелъченко, В. О. Моисеев
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, г. Магнитогорск gopko49@rambler.ru
Синхронизация угловой скорости вращения асинхронного двигателя по отношению к скорости вращения главного потока осуществля-
-
мотку [1].
-
жиме синхронизированного асинхронного двигателя (САД) улучшает его энергетические характеристики. Так же важную роль при этом играет конфигурация магнитного поля, которая зависит от конфигурации магнитной цепи и свойств магнитных материалов, от конструкции обмоток, уложенных в пазы и токов, протекающих по фазам обмоток [2].
Характеристики возможных схем подключения постоянного тока представлены в табл. 1.
Пользуясь диаграммой МДС для двухпроводного подключения, (табл.1.) определим результирующую МДС от постоянного тока возбуждения:
FПОСТ = ^Z3 '1 d2. Известно, что при трехфазном токе результирующая МДС от трех фаз постоянна в каждый момент времени и равна 1,5-кратному амплитудному значению МДС одной фазы, т.е.
F = 1 5-л/2 • I
1 ТРЕХФ 2
чаем:
ТРЕХФ — ' * ^ N" Приравнивая МДС от трехфазного и постоянного токов, полу-
Id2 =1,225-I2N.
,
:
Ля -1,4145 -I2N.
Сравнение схем включения фаз ротора
Трехфазная обмотка Двухпроводное подключение Трехпроводное подключение
Векторная диаграмма / Л / к 1.5 Ч а
Схема
1- 1 I Г* 5 ь 1 с Т |Ь 1Ь Ц-1 1С ф "1 1« 1ь Ф # кЛ } 1а п п ¿МИ) 5И1 0—0-
Ток по фазе '2Н 1*1 '<12
МДС от тока 1.5 ■ л/2 ■ А/3 •/„, 1.5 -1Лг
Соотношение с Ьм, при равенстве МДС 1 тЩ-'г» л/2 12Ы
Потери ДР;?л 3 ■ Д2 ' 1.5 • Я2 ■ Ра2
Соотношение потерь при равенстве МДС 3 3 ' Я2 ' '1лг 3 ' Д2 '
Ток возбуждения - 1.225 •/,„ 1.414 •/,„
Во всех вариантах при равенстве магнитодвижущих сил электрические потери в роторной цепи одинаковые. Так же следует отметить,
-
ко в 1.225 раз превышает действующее значение номинального тока ротора /2\.
МДС трехфазной обмотки на переменном токе складывается из суммы произведений токов фаз на пространственные относительные МДС обмоток [3]:
К ( /, ©) = 7\, ■ ^ (0) + /ь ■ ^ (0) + /с ■ ^ (0),
где: в — пл./г - угловая координата по длине зазора, рад.
-
проводном подключении по таблице 1 примет вид:
^(/,©)=/</2(^(©)-^(0)). (1)
-
проводном подключении по таблице 1 примет вид:
Кп (/, 0) = 7, з (0) - (0) + ^ (©) / 2). (2)
Обмотка одной фазы состоит из катушек, уложенных в соседние пазы, где с[ г т - число пазов на полюс г и фазу т. Двухслойные обмотки состоят их двух равнокатушечных групп, уложенных в разные слои нескольких катушек или катушечных групп.
Однослойные обмотки состоят из с/- со сдвигом на один паз и более. Катушечная группа состоит из ^-катушек. Каждая катушка укладывается в паз и состоит из одного или нескольких витков. Реже применяются многослойные обмотки с разнокатушечными группами [3].
По уравнениям (1) и (2) построены МДС однослойной трехфазной обмотки при двух и трехпроводном подключении, двухслойной трехфазной обмотки при двух и трехпроводном подключении. Однослойная обмотка имеет характеристики q=3, г=9, у=9, 7= 18. Двухслойная обмотка имеет характеристики q=3, г=7, у=9, Т= 18. Магнитодвижущие силы показаны на рис. 1. 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4
<
й 0
Р
-0,8
-1,21 -1,6 -2 -2,4
Зазор, градусы
Рис.1. МДС обмоток при различном подключении: 02П- однослойная обмотка при двухпроводном подключении; ОЗП- однослойная обмотка при трехпроводном подключении; Д2П - двухслойная обмотка при двухпроводном подключении; ДЗП — двухслойная обмотка при трехпроводном подключении; ОЗФ - однослойная трехфазная обмотка (фазаЛ).
Результаты разложения кривых МДС однослойной и двухслойной обмоток в гармонический ряд для двухпроводной и трехпроводной схемах подключений представлены в табл. 2.
Гармонический ряд кривых МДС
Однослойная Однослойная Двухслойная Двухслойная
двухпроводная трехпроводная двухпроводная трехпроводная
Zi, % 210,6 182,4 197,9 171,4
Z3, % 0 0 0 0
Z5, % 8,426 7,298 1,48 1,282
Z7, % 4,301 3,726 3,304 2,862
2a, % 0 0 0 0
Zu, % 1,754 1,52 1,324 1,146
Z«, % 1,232 1,068 0,2338 0,2016
Выводы
1. По полученным результатам видно, что наиболее предпочтительной схемой подключения является двухпроводная схема подключения двухслойной обмотки, т.к. она имеет амплитуду первой гармоники 1.98, а значит меньший ток возбуждения, более гладкую кривую МДС и лучший гармонический состав по сравнению с остальными схемами подключения.
2. Однослойная двухпроводная обмотка имеет худший гармонический состав, но амплитуда первой гармоники равна 2.11, и поэтому
.
Список литературы
1. Реконструкция волочильного стана блочного исполнения: Статья /Тележкин O.A., Омельченко Е.Я. Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 19. Магнитогорск: ГОУ ВПОМГТУ,2010. С. 137-141.
2. Теория автоматизированного электропривода: Учебное пособие для ВУЗов / Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер A.C. М.: Энергия, 1979.
3. Магнитодвижущие силы двухфазных обмоток асинхронных двигателей: Статья /Омельченко Е.Я. Вестник. Магнитогорск: МГТУ, 2011. №4(36). -С. 84-87.
