Vdomvse.ru

Ремонт и Стройка
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое синхронное вращение?

Что такое синхронное вращение?

Если в рассмотренных выше асинхронных машинах ротор имел частоту вращения, отличную от частоты вращения магнитного поля статора, то в синхронных эти частоты равны между собой.
Синхронные машины могут работать как генераторами, так и двигателями.
В зависимости от типа привода синхронные генераторы получили и свои названия.
Турбогенератор, например, — это генератор, приводимый в движение паровой турбиной, гидрогенератор вращает водяное колесо, а дизель — генератор механически связан с двигателем внутреннего сгорания.
Синхронные двигатели широко применяют для привода мощных компрессоров, насосов, вентиляторов.
Синхронные микродвигатели используют для привода лентопротяжных механизмов регистрирующих приборов, магнитофонов и т.д.

5.1 Устройство асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей:

Статор представляет собой полый металлический цилиндр, собранный из тонких пластин для уменьшения потерь в «стали». На внутренней поверхности цилиндра имеются пазы, в которых располагаются обмотки статора. Обмотки статора включаются либо звездой, либо треугольником в зависимости от напряжения, подводимого к статору ( 380 /220).

Ротор цилиндрической формы состоит из пластин электротехнической стали. На его внешней поверхности имеются пазы, в которых расположена обмотка ротора. Существует два типа обмоток ротора:

1)Короткозамкнутая обмотка состоит из стержней, расположенных в пазах ротора, замкнутых на его торцах двумя металлическими кольцами.

2) Фазная обмотка. На роторе с фазной обмоткой располагаются три обмотки, находящиеся в пазах ротора. Концы обмоток присоединяются к трем контактным кольцам, расположенным на валу ротора. Для создания тока в обмотках к кольцам прижаты графитовые щетки, соединенные со внешней электрической схемой, состоящей, как правило, из трех реостатов.

Синхронный и асинхронный генератор

Электричество есть везде. Уже настал тот день, когда с этим сложно спорить. Даже там, куда не дотянулась централизованная электросеть, вовсю используются дизельные и бензиновые генераторы, которые получили широкое распространение не так давно, несмотря на почти двухсотлетнюю историю. Сегодня ассортимент генераторов очень велик, и существует множество способов их классификации, один из которых – классификация по степени синхронизации.

Применительно к электрогенераторам, синхронизация – это совмещение частоты вращения ротора и магнитного поля статора. Соответственно, если частота их вращения совпадает, такой генератор будет называться синхронным, а если нет, то асинхронным.

Синхронный генератор

Как известно, в дизельном или бензиновом генераторе электрический ток образуется после прохождения вращающегося магнитного поля через обмотку. При этом в синхронном электрогенераторе ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. После запуска генератора он создаёт вокруг себя слабое магнитное поле, которое с увеличением оборотов становится сильнее. В конце концов, число оборотов ротора и магнитного поля синхронизируются, что позволяет получить на выходе наиболее стабильный ток.

В отличие от асинхронного генератора, синхронный агрегат уязвим при перегрузках, поскольку превышение допустимой нагрузки может вызвать сильный скачок напряжения в обмотке ротора. С другой стороны, важным преимуществом синхронного генератора является его способность кратковременно выдавать ток мощностью в 3-4 раза выше номинального, что позволяет подключать к нему такие устройства, как насосы, компрессоры, холодильники и т.д. Иными словами, он предназначен для электроприборов с высокими стартовыми токами. Несмотря на свою уязвимость, стоимость синхронных генераторов выше, чем асинхронных устройств.

Асинхронный генератор

Асинхронный генератор работает в режиме торможения: ротор вращается в одном направлении со статором, но скорость его вращения изначально выше. При этом частота вращения магнитного поля всегда остаётся неизменной, а регулированию поддаётся лишь скорость вращения ротора. Такие генераторы малоуязвимы при коротком замыкании и хорошо защищены от внешних воздействий (пыли, низкой температуры, влаги и т.д.).

Недостатками асинхронного генератора можно назвать обязательное наличие конденсаторов и зависимость частоты выходного тока от стабильности работы дизельного или бензинового двигателя. При этом стоимость такого устройства ниже, чем синхронного, но применяется оно реже. Асинхронные генераторы рекомендуется использовать для подключения устройств, не требующих высокого стартового напряжения и устойчивых к его перепадам.

Консультация

Заполните заявку, мы перезвоним в течение 30 минут и ответим на все ваши вопросы

В каких отраслях применимы системы синхронного вращения электрических машин?

В системе синхронного вращения обеспечивается не только синхронность вращения, но и синфазность положения вращающихся элементов. Однако требования в отношении допустимого расхождения углов поворота осей электродвигателей, как правило, весьма невелики. Обычно лишь ставится требование сохранения устойчивой работы при максимально возможных нагрузках, особенно при пиковом ее характере, и в связи с этим предельный угол расхождения осей ограничивается значением 20 – 30 электрических градусов.

Читать еще:  Руководство по утеплению ППУ своими руками

С необходимостью обеспечения синхронности вращения мы встречаемся в механизмах целого ряда отраслей промышленности и прежде всего – в механизмах гидротехнических сооружений; затворах, воротах шлюзов, разводных мостах и так далее.

Значительность пролета, перекрываемого затвором или щитом, а в случае шлюза также сложность прокладки соединительного вала, как в подводной, так и надводной части камеры, делает затруднительным применение однодвигательного привода. Между тем для устранения возможности возникновения перекосов и появления больших механических напряжений в конструкции затвора необходимы строго одинаковые перемещения обеих сторон щита. Поэтому, как правило, устанавливаются самостоятельные электродвигатели на каждой лебедке и используется система синхронного вращения.

Система синхронного вращения необходима для механизмов вертикально-подъемных мостов, в которых пролетное строение поднимается двумя или четырьмя лебедками, установленными на двух башнях, расположенных по обе стороны пролета. Часто синхронное вращение должно иметь место с целью обеспечения правильности закрывания замкового устройства.В металлургической промышленности системы электрического вала применяются в летучих ножницах, в электроприводе подачи тележек в печь для отжига, если для транспортировки больших листов стали одновременно должны подаваться несколько тележек.В области подъемно – транспортных механизмов электрический вал используется для привода моста в портальных кранах с большими расстояниями между опорами, в транспортерах с многодвигательным электроприводом.Также электрический вал начал внедряться в практику металлорежущих станков взамен ходовых винтов и валов.

В крупных станках с большим расстоянием между центрами электрический вал обеспечивает большую точность токарно-винторезных работ и требует меньших затрат, чем механическая система связи между суппортом и шпинделем.Электрический вал также используется в электроприводе ротационных машин полиграфической промышленности, чесальных машин текстильной промышленности при работе их в непрерывном потоке, в электроприводе цепных решеток хлебопекарных печей и в ряде других случаев, где необходимо обеспечение синхронного вращения осей.Синхронное вращение электрических машин может быть целесообразным в приводе судовых гребных винтов. При сохранении относительного расположения винтов неизменным вибрации судна уменьшаются. Системы синхронного вращения используются также в приводе слипов – сооружений для спуска судов.

Резерв товара

  • Описание
  • Характеристики
  • Спецификации
  • Загрузки
  • Отзывы (0)

Уникальный указатель порядка чередования фаз с возможностью вращения электродвигателя

Уникальный прибор Fluke 9062 обеспечивает индикацию вращающегося поля и вращения электродвигателя и обладает преимуществом бесконтактного измерения. Будучи специально предназначенным для коммерческого и промышленного применения, прибор Fluke 9062 обеспечивает быструю индикацию чередования 3-х фаз с помощью входящих в комплект измерительных проводов, а также может использоваться для определения вращения синхронных и асинхронных 3-фазных двигателей. Бесконтактное измерение идеально подходит для электродвигателей со скрытым валом. Входящие в комплект щупы оснащены зажимами различных размеров, обеспечивающими безопасное подсоединение, в том числе и к промышленным штепсельным разъемам.

Подключая трехфазные электродвигатели к питающей сети, а также агрегаты (машины), оснащенные такими приводами, при проверке их функционирования иногда бывает невозможно визуально отследить направление вращения их валов из-за конструкционных особенностей оборудования. Используя при выполнении таких работ индикатор чередования фаз Fluke 9062, вы сможете легко справиться с этой проблемой, так как данный прибор позволяет не только отслеживать наличие фаз в сети и порядок их чередования, но и определять направление вращения двигателей без осуществления контактного подключения к ним.

Особенности и реимущества:

Обнаружив ошибку или неточность в тексте или описании товара, выделите ее и нажмите Shift+Enter.

Временной режим работыНепрерывный
Диапазон напряжения120-400 В
Диапазон частот2-400 Гц
Источник питанияБатарея 9 В

Комплект поставки

Тестовые провода 3 шт — 1 шт.
Набор тестовых щупов 3 шт — 1 шт.
Зажим крокодила 3 шт — 1 шт.
Аккумулятор 9V — 1 шт.
Руководство пользователя — 1 шт.

Обнаружив ошибку или неточность в тексте или описании товара, выделите ее и нажмите Shift+Enter.

Технические характеристики
Диапазон напряженияДо 400 В
Индикатор фаз120-400 В переменного тока
Диапазон частот2-400 Гц
Временной режим работыНепрерывный
Требования к окружающей среде
Рабочая температураот 0 °C до 40 °C
Рабочая высота над уровнем моряДо 2000 м
Влажность (Без конденсации)от 15 % до 80 %
Устойчивость к пыли/водеIP 40
Электрический стандарт безопасности
Электробезопасность

EN 61010, EN 61557-7

Обнаружив ошибку или неточность в тексте или описании товара, выделите ее и нажмите Shift+Enter.

Инструкция по эксплуатации Fluke 9062

Обнаружив ошибку или неточность в тексте или описании товара, выделите ее и нажмите Shift+Enter.

Нет отзывов о данном товаре.

Обнаружив ошибку или неточность в тексте или описании товара, выделите ее и нажмите Shift+Enter.

Принцип работы синхронного электрогенератора

Основные этапы:

  • При вращении ротора двигателем внутреннего сгорания начинается вращение поля электромагнита.
  • В результате вращения магнитного поля в статорной обмотке появляется переменное синусоидальное напряжение – одно- или трехфазное. Значение напряжения генерируемого тока зависит от скорости вращения ротора.
  • Изменение электрической нагрузки синхронного генератора меняет механическую нагрузку на валу двигателя внутреннего сгорания. В свою очередь, это изменяет скорость вращения ротора, а значит, изменения величины напряжения и частоты. Избежать таких изменений параметров генерируемого электротока позволяет блок управления, который автоматически регулирует электрические характеристики через обратную связь.

Трехфазный синхронный генератор может работать в режиме генератора или в режиме двигателя. В первом случае в СГ входящей является механическая энергия, а выходящей – электрическая. Во втором случае – входящей является электрическая энергия, а выходящей – механическая.

Разновидности синхронных генераторов

Конкретная область применения определяет, какой вид синхронного генератора купить.

Производители предлагают электрогенераторы:

  • Шаговые (импульсные). Применяются для приводов, работающих в режиме старт-стоп, или для устройств постоянного режима работы с импульсным сигналом управления.
  • Безредукторы. Используются в автономных системах.
  • Бесконтактные. Востребованы в качестве электростанций на речных и морских судах.
  • Гистерезисные. Предназначены для установки в счетчиках времени, инерционных электрических приводах, системах автоматизированного руководства.
  • Индукторные. Используются для оснащения электрических установок.

Области применения синхронных трехфазных генераторов переменного тока

Важная особенность синхронного генератора – возможность синхронизации с другими подобными электрическими машинами. Это свойство позволяет использовать эти машины в промышленной энергетике и при повышении нагрузок в час пик подключать резервные агрегаты.

Трехфазные генераторы применяют на:

  • тепловозах с выпрямлением переменного тока полупроводниковыми элементами и других транспортных системах;
  • мощных гидро-, тепловых электростанциях, атомных станциях, передвижных электростанциях;
  • гибридных автомобилях с целью совмещения тяги ДВС и мощности тяговых электродвигателей.

Синхронные трехфазные генераторы могут использоваться в качестве электромоторов с мощностью более 50 кВт. В этом режиме ротор соединяют с источником постоянного тока, а статор подключают к трехфазному кабелю.

В каких случаях необходимо купить и использовать синхронный генератор?

Синхронный генератор переменного тока выбирают в следующих случаях:

  • Если предъявляются высокие требования к постоянству параметров напряжения и частоты тока.
  • При высокой вероятности перегрузок в переходном режиме потребителей с реактивной мощностью.
  • При вероятности перегрузок в рабочем режиме, когда к генератору подключаются потребители как с активной, так и с реактивной мощностью.

Преимущества использования синхронных генераторов

Плюсы трехфазных синхронных генераторов:

  • Способность выдерживать перегрузы в электросети, превышающие в три раза номинальное значение, и короткие замыкания.
  • Более высокое качество генерируемой электроэнергии, по сравнению с асинхронными генераторами. Поэтому эти электрические машины используются для работы в комплексе с дорогостоящим оборудованием.
  • Наличие автоматических регуляторов напряжения, регулирующих выпрямителей, которые защищают оборудование от перегруза и коротких замыканий и способны отключать электроустановки в случае возникновения аварийных ситуаций.

Современные электрические генераторы изготавливаются в соответствии с требованиями мировых стандартов качества и безопасности.

Способы возбуждения синхронных генераторов

Самым распространенным способом создания основного магнитного потока синхронных генераторов является электромагнитное возбуждение, состоящее в том, что на полюсах ротора располагают обмотку возбуждения, при прохождении по которой постоянного тока, возникает МДС, создающая в генераторе магнитное поле. До последнего времени для питания обмотки возбуждения применялись преимущественно специальные генераторы постоянного тока независимого возбуждения, называемые возбудителями В (рис. 1.3, а). Обмотка возбуждения (ОВ) получает питание от другого генератора (параллельного возбуждения), называемого подвозбудителем (ПВ). Ротор синхронного генератора, возбудителя и подвозбудителя располагаются на общем валу и вращаются одновременно. При этом ток в обмотку возбуждения синхронного генератора поступает через контактные кольца и щётки. Для регулирования тока возбуждения применяют регулировочные реостаты, включаемые в цепи возбуждения возбудителя r1 и подвозбудителя r2 . В синхронных генераторах средней и большой мощности процесс регулирования тока возбуждения автоматизируют.

В синхронных генераторах получила применение также бесконтактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе. В качестве возбудителя в этом случае применяют обращенный синхронный генератор переменного тока В (рис. 1.3, б). Трехфазная обмотка 2 возбудителя, в которой наводится переменная ЭДС, расположена на роторе и вращается вместе с обмоткой возбуждения синхронного генератора и их электрическое соединение осуществляется через вращающийся выпрямитель 3 непосредственно, без контактных колец и щёток. Питание постоянным током обмотки возбуждения 1 возбудителя В осуществляется от подвозбудителя ПВ – генератора постоянного тока. Отсутствие скользящих контактов в цепи возбуждения синхронного генератора позволяет повысить её эксплуатационную надёжность и увеличить КПД.

В синхронных генераторах, в этом числе гидрогенераторах, получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 1.4, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупроводниковый преобразователь ПП преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма машины.

На рис. 1.4, б представлена структурная схема автоматической системы самовозбуждения синхронного генератора (СГ) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и тиристорным преобразователем (ТП), через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора СГ после преобразования в постоянный ток подаётся в обмотку возбуждения. Управление тиристорным преобразователем осуществляется посредством автоматического регулятора возбуждения АРВ, на вход которого поступают сигналы напряжения на входе СГ (через трансформатор напряжения ТН) и тока нагрузки СГ (от трансформатора тока ТТ). Схема содержит блок защиты (БЗ), обеспечивающий защиту обмотки возбуждения (ОВ) от перенапряжения и токовой перегрузки.

Мощность, затрачиваемая на возбуждение, обычно составляет от 0,2 до 5 % полезной мощности (меньшее значение относится к генераторам большой мощности).
В генераторах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, расположенными на роторе машины. Такой способ возбуждения даёт возможность избавить генератор от обмотки возбуждения. В результате конструкция генератора существенно упрощается, становится более экономичной и надёжной. Однако, из-за высокой стоимости материалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбуждения постоянными магнитами ограничено машинами мощностью не более нескольких киловатт.

Синхронные генераторы составляют основу электроэнергетики, так как практически вся электроэнергия во всём мире вырабатывается посредством синхронных турбо- или гидрогенераторов.
Так же синхронные генераторы находят широкое применение в составе стационарных и передвижных электроустановок или станций в комплекте с дизельными и бензиновыми двигателями.

Как это сделано

Если говорить о производстве, то все начинается с подготовки компонентов, в частности с каучуковых слоев, которые в определенной последовательности поступают на станок, называемый «билдер», где и происходит конструирование ремня. На пресс-форму в нужной последовательности наматываются компоненты будущего ремня. После намотки всех компонентов пресс-форма погружается в камеру для вулканизации, где под действием определенной температуры и определенного давления происходит процесс спекания компонентов в одно целое. Далее идет охлаждение и снятие с производственного барабана получившегося «рукава», из которого и нарезают ремешки требуемых размеров.

Почти все ремни Gates, поставляемые на европейский рынок, в том числе и российский, имеют европейское происхождение.

Способы измерения

Существует несколько способов измерения скольжения асинхронного двигателя. Если частота вращения значительно отличается от синхронной, то ее можно измерить с помощью тахометра или тахогенератора, подключенного на валу ЭД.

Вариант измерения стробоскопическим методом с помощью неоновой лампы подходит при величине скольжения не более 5%. Для этого на валу двигателя либо наносят мелом специальную черту, либо устанавливают специальный стробоскопический диск. Освещают их неоновой лампой, и отсчитывают вращение за определенное время, потом, по специальным формулам производят вычисления. Также возможно использование полноценного стробоскопа, подобно тому что показано ниже.

Также, для измерения величины скольжения всех видов машин подходит способ индуктивной катушки. Катушку лучше всего использовать от реле или контактора постоянного тока, из-за количества витков (там 10-20 тысяч), количество витков должно быть не менее 3000. Катушку с подключенным к ней чувствительным милливольтметром, располагают у конца вала ротора. По отклонениям стрелки прибора (числу колебаний) за определенное время высчитывают по формуле величину скольжения. Помимо этого, у асинхронного двигателя с фазным ротором скольжение можно замерить с помощью магнитоэлектрического амперметра. Амперметр подключается к одной из фаз ротора и по числу отклонений стрелки амперметра производят вычисления (по формуле из способа с индуктивной катушкой).

Вот мы и рассмотрели, что собой представляет скольжение асинхронного двигателя и как его определить. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector