Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Электротехника Линейные асинхронные двигатели
просмотров - 80

Подвижная часть линœейного двигателя совершает поступательное движение, в связи с этим применение этих двигателœей для привода рабочих машин с поступательным движением рабочего органа позволяет упростить кинœематику механизмов, уменьшим потери в передачах и повысить надежность механизма в целом.

Возможны линœейные двигатели четырех видов: электромагнитные (соленоидные), магнитоэлектрические (с применением постоянного магнита), электродинамические и асинхронных. Асинхронные (индукционные) линœейные двигатели благодаря простоте конструкции и высокой надежности получили наибольшее применение.

Для объяснения принципа работы линœейного асинхронного двигателя обратимся к асинхронному двигателю с вращательным движением ротора. В случае если статор этого двигателя (рис. 17.10, а) мысленно «разрезать» и «развернуть» так, чтобы он образовал дугу с углом α (рис. 17.10, б), то диаметр ротора увеличится. При этом мы получим асинхронный двигатель с дуговым статором Частота вращения (об/мин) магнитного поля статора этого двигателя (синхронная частота)

n1 = n01 α /(2π) (17.6)

где n01 — синхронная частота вращения обычного (до «разрезания») асинхронного двигателя, об/мин; α — угол дуги статора, рад.

Из (17.6) следует, что, изменяя угол α, можно получить дуговой асинхронный двигатель на любую синхронную частоту меньше частоты вращения n01. Дуговые двигатели применяют для безредукторного привода устройств, требующих небольших частот вращения, исключив применение сложного и трудоемкого редуктора.

Рис. 17.10. К понятиям о дуговом и ли­нейном двигателях

В случае если же «разрезанный» статор развернуть в плоскость, то получим асинхронный линœейный двигатель (рис. 17.10, в). Принципиальное конструктивное отличие линœейного асинхронного двигателя от асинхронного двигателя с вращательным движением ротора

состоит в том, что первичный элемент линœейного двигателя (индуктор) создает не вращающееся, а бегущее магнитное поле и нижняя часть двигателя с короткозамкнутой обмоткой (или без нее) называемая вторичным элементом, перемещается вдоль своей оси. Скорость бегущего поля в линœейном двигателœе (м/с)

v1 = 2τf1 = f1Lc /p (17.7)

где f1 — частота тока в обмотке статора, Гц; τ — полюсное делœение; Lc — длина статора (индуктора), м.

Принцип действия линœейного асинхронного двигателя основан на том, что бегущее поле индуктора, сцепляясь с короткозамкнутой обмоткой вторичного элемента двигателя, наводит в ней ЭДС. Возникающие в стержнях этой обмотки токи взаимодействуют с бегущим полем индуктора и создают на индукторе и вторичном элементе электромагнитные силы, стремящиеся линœейно переместить подвижную часть двигателя относительно неподвижной. В некоторых конструкциях линœейных двигателœей подвижной частью является индуктор, а в некоторых — вторичный элемент, называемый в этом случае бегунком. В случае если вторичный элемент линœейного двигателя невозможно изготовить с короткозамкнутой обмоткой, то применяют вторичные элементы в виде полосы из меди, алюминия или ферромагнитной стали. Наиболее удовлетворительными получаются характеристики линœейного двигателя при составном вторичном элементе, к примеру выполненном в виде полосы из ферромагнитной стали, покрытой слоем меди.

Основной недостаток асинхронных двигателœей с разомкнутым статором — дуговых и линœейных — явление краевого эффекта͵ представляющего собой комплекс электромагнитных процессов, обусловленных разомкнутой конструкцией статора. К нежела­тельным последствиям краевого эффекта в первую очередь следу­ет отнести появление «паразитных» тормозных усилий, направ­ленных против движения подвижной части двигателя, и возникновение поперечных сил, стремящихся сместить подвиж­ную часть двигателя в поперечном направ­лении. Вместе с тем, краевой эффект вызывает ряд других нежелательных явлений, ухуд­шающих рабочие характеристики линœейных двигателœей.

Линœейные асинхронные двигатели при­меняют для привода заслонок, ленточных конвейеров, подъемно-транспортных меха­низмов. На рис. 17.11 показано устройство линœейного асинхронного двигателя привода телœежки подъемного крана. На телœежке 3 расположен индуктор линœейного двигателя, состоящий из шихтованного сердечника 6, в пазах которого расположена обмотка 5. На­правляющая для колес 2 представляет собой стальную балку 7, к нижней части которой прикреплена стальная полоса 4. Бегущее магнитное поле индуктора наводит в стальной полосœе 4 вихревые токи. Электромаг­нитные силы, возникающие в результате взаимодействия этих токов с магнитным полем индуктора, перемещают индуктор (телœежку) вдоль стальной полосы 4.

Рис. 17.11. Линœей­ный асинхронный двигатель

привода телœежки подъемного крана

Линœейные асинхронные двигатели значительной мощности применяют на транспорте в качестве тяговых двигателœей. Один из вариантов такого двигателя показан на рис. 17.12. Здесь индуктор 2 двигателя подвешен к транспортному средству 1, а стальная полоса 3 установлена вертикально на основании пути между рельсами. Из этой конструкции поперечная сила Fп вызванная краевым эффектом используется полезно, так как она уменьшает силу давления на несущие оси и колеса и, как следствие, уменьшает трение качения.

Рис 17.12. Линœейный асинхронный двигатель

привода желœезнодорожного транспортного средства

Контрольные вопросы

1.В чем различие между схемами соединœения индукционного регулятора на­пряжения и фазорегулятора?

2.Сколько раз напряжение на выходе ИР достигнет наибольшего значения за один оборот ротора, если обмотка имеет 2р = 6?

3.В каком направлении следует вращать ротор АПЧ, чтобы на выходе полу­чить ЭДС частотой, большей частоты тока в сети?

4.Какую долю мощности на выходе АПЧ составит мощность приводного дви­гателя, если частота тока на входе АПЧ равна 50 Гц, а на выходе — 100 Гц?

5.Объясните работу сельсинов в индикаторной системе передачи. Чем вызвана ошибка в воспроизведении угла поворота?

6.Чем обеспечивается отсутствие самохода в асинхронном исполнительном двигателœе?

7.Объясните принцип работы асинхронного линœейного двигателя.

8.Что такое краевой эффект и каковы его нежелательные действия в линœейном асинхронном двигателœе?

ГЛАВА 18


Читайте также


  • - Линейные асинхронные двигатели

    Подвижная часть линейного двигателя совершает поступательное движение, поэтому применение этих двигателей для привода рабочих машин с поступательным движением рабочего органа позволяет упростить кинематику механизмов, уменьшим потери в передачах и повысить... [читать подробенее]