Купить справочник
Сообщения без ответов
Активные темы
Текущее время: 17 авг 2018, 08:04


Автор Сообщение
Admin
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Теория совмещенных обмоток  |  Добавлено: 03 окт 2010, 16:09
Аватара пользователя
Администратор

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 11:36
Сообщения: 171
Откуда: Москва, Зеленоград; Донбасс, Стаханов
Cпасибо сказано: 16
Спасибо получено:
60 раз в 36 сообщениях

Не в сети
В простейшем случае схема соединения обмоток трехфазного двигателя в звезду и треугольник, без учета последовательных и параллельных ветвей, выглядит как представлено на рис. 1. Для "удобства понимания" схемы соединения в свое время ее стали изображать как на рис. 1-1.
Скрытый текст. Необходимо зарегистрироваться.

В дальнейшем ее упростили до вида, представленного на рис. 2
Скрытый текст. Необходимо зарегистрироваться.

Ну а далее зарывшие в диссертациях теоретики решили для "более глубокого понимания" добавить в эту схему направления векторов магнитного поля, чем навсегда забили мозги современникам и будущим поколениям: рис. 3
Скрытый текст. Необходимо зарегистрироваться.

Но на этом они не остановились и придумали, что поле в двигателе вращается, чем навсегда отбили понимание, как же на самом деле работает электродвигатель переменного тока. С этого момента тайна сия скрылась за семью печатями лет эдак на 60-70 пока Николай Васильевич Яловега не решил попробовать совместить эти схемы с реальным двигателем рис. 4.
Скрытый текст. Необходимо зарегистрироваться.

При совмещении звезды все вроде бы понятно. Вектора на своих местах, только не понятно, как они могут вращаться? Из рисунка и конструкции двигателя (катшки в статоре неподвижны, соответственно и вектора магнитного поля неподвижны) вытекает, что магнитное поле каждой фазы не может вращаться, а лишь изменяет свою величину от максимального значения до 0, а затем меняет направление и возрастает до максимального противоположного значения и так далее. Но не вращается. Теория вращающегося поля возникла из теории обратимости электрических машин - любой электрических двигатель может работать, как генератор. А в генераторе ротор с постоянными магнитами вращается. Отсюда и оишбочное решение, что и в двигателе поле статора вращается. В этом ошибка, в этом подмена понятий. Но эту проблему пока рассматривать не будем. Вернемся к треугольнику. Из рис. 4 видно, что вектора при треугольнике в двигателе так размещаться не могут. Н.В. Яловега разместил их так, как они должны размещаться на самом деле (рис. 5) и увидел, что вектора звезды и треугольника сдвинуты на 30 градусов.
Скрытый текст. Необходимо зарегистрироваться.

Когда мы в двигатель укладываем отдельно звезду или треугольник это не имеет принципиального значения. Авот если их уложить вместе?! (Рис. 6) Нужно укладывать со здвигом на 30 градусов! Из практики известно - чем равномернее обмотки распределены по статору, тем лучше характеристики двигателя. Поэтому и стремятся, насколько это возможно, обмотки уложить в большее число пазов. С углами вроде понятно, а вот модули векторов звезды и треугольника разнятся по велтичине. Отсюда и берется расчет числа обмоток сомещенной звезды и треугольника.
Скрытый текст. Необходимо зарегистрироваться.

_________________
Сообщения в качестве модератора выделяются красным цветом. Остальные сообщения - это сообщения обычного пользователя форума.
Изображение


Cпасибо сказано
Dyunov
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 05 окт 2010, 20:46
Гуру

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 12:37
Сообщения: 1732
Медали: 2
Советник (2)
Cпасибо сказано: 606
Спасибо получено:
855 раз в 549 сообщениях

В сети
Из Рис. 6 видно, что угол между векторами А и А` составляет 30 электрических градусов, а между A` и В составляет 90 электрических градусов. И так далее. Следовательно, укладка основной обмотки и совмещенной должна производиться со сдвигом на 30 электрических градуса. Как это выгладит на практике. В зависимости от числа полюсов в статоре двигателя может содержаться: при p=1 - 360 эл. градусов, при p=2 - 720 эл. градусов, при p=3 - 1080 эл. градусов и так далее. Отсюда, если статор имеет число пазов равное z, на один паз будет приходиться сдвиг в 360*p/z электрических градусов. Следовательно, совмещенную обмотку необходимо сдвигать на (30*z)/(360*p) пазов. Например: двигатель имеет p=1, z=36 - следовательно совмещенную обмотку нужно сдвигать на (30*36)/(360*1)=3 паза. Для двигателя p=1, z=24 - имеем сдвиг (30*24)/(360*1)=2 паза. Но это в простейшем случае. Для освоения двигателей Яловеги лучше начинать именно с таких двигателей, имеющих свиг на целое число пазов. Более сложные варианты, со сдвигом например на 1,5 паза будут рассмотрены немного позже.
Расчет обмоток пока что будем вести из условия, что магнитные потоки основной гармоники до модернизации и после будут равными. (В дальнейшем будет показано, что возможны варианты.) Будут равными и магнитные потоки создаваемые основной и совмещенной обмоток. Из этих условий вытекает, что ток основной обмотки будет равен половине тока стандартной обмотки, т. е. суммарное сечение меди основной обмотки будет равно половине суммарного сечения меди стандартной обмотки Smo=Smcт/2, а число витков основной обмотки будет равно числу витков стандартной обмотки при включении в звезду Wo=Wcт.
Так как напряжение на совмещенной обмотке в 1,73 раза больше, чем на основной обмотке, число витков совмещенной обмотки будет равно Wco=Wo*1.73, суммарное сечение меди совмещенной обмотки должно быть в 1,73 раза меньше, чем основной Smсо=Smо/1,73. Вот казалось бы и все для простейшего случая. Но не все так просто!
Если все это попытаться всыпать в статор (с учетом дополнительной изоляции), жилы на лбу точно вздуются. Особенно если в мелочь серии 4А. Да особенно если под рукой нет современных материалов. Но не все так плохо! И даже наоборот!
В предыдущем форуме я предлагал принимать сечение совмещенной обмотки в два раза меньше, чем в основной. Это не описка и не ошибка. Так проще опробовать первые двигатели - проще с размещением дополнительной изоляции.На самом деле все еще лучше. Поясню. Стандартное соединение в звезду или треугольник отличается не только рабочим напряжением. В этом случае немного отличаются и характеристики стандартного двигателя. Для подавляющего большинства стандартных двигателей соединение в треугольник позволяет получить более высокие энергетические характеристики. Это происходит из-за того, что у треугольника меньше уровень нечетных гармоник, которые тормозят двигатель. А на преодоление этого тормозящего момента необходимо расходовать дополнительный активный ток.
При соединении обмоток в схему Яловеги высшие нечетные гармоники практически полностью подавляются. Следовательно в модернизированном двигателе при мощности на валу равной стандартной в обмотках протекают меньшие токи. На практике это позволяет уменьшить сечение основной и совмещенной обмоток минимум на 10% от предварительного расчетного значения.

При изготовлении катушек рекомендуется делать их немного короче стандартных, так как большее секционирование позволяет уменьшить вылет лобовых частей. В результате мы получаем меньшую индуктивность рассеяния (следовательно дополнительно немного повышаем cosф) и снижаем реактивные токи, дополнительно снижаем активное сопротивление и снижаем не только нагрев обмоток но и пакета статора. Немаловажен и тот факт, что при этом экономится и медь. В итоге, что мы имеем? Можно либо экономить медь за счет снижения сечения и длины проводников, либо уменьшить нагрев статора для тяжелых условий работы. Уменьшенное сечение меди облегчает укладку обмоток в пазы и облегчает формовку лобовых частей.
Еще один плюс - за счет подавления высших гармоник уменьшается индукция в железе статора и ротора, а это меньший нагрев и меньшие потери. При пережженном железе или неудачно спроектированном двигателе это свойство помогает спасти двигатель от путешествия на свалку. Но это еще не все достоинства. Двукратное увеличение числа пульсаций поля в роторе (за счет сдвинутой совмещенной обмотки) позволяет достичь не только более равномерного распределения тока по стержням беличьей клетки, но и значительного увеличения пускового момента при практически двукратном снижении пускового тока. Измерения параметров модернизированных двигателей при различных нагрузках показало, что они обладают высоким КПД и cosф во всем диапазоне нагрузок. А это весьма приятно.
Теперь вернемся к сдвигу и укладке обмоток. Выше был приведен расчет числа пазов на которые необходимо сдвинуть обмотки. В простейшем случае, при целочисленном сдвиге и одинаковом типе обмоток (например - основная и совмещенная обе концентрические или петлевые) сдвиг отсчитываем от края. Например: Имеется статор z=24 паза, 2p=2, шаг стандартной обмотки y=1-10 три секции. По расчетам получаем сдвиг между обмотками на 2 паза. Схемы укладки одной фазы основной и совмещенной обмоток приведены на Рис.1-1 и Рис.1-2.
Изображение
В данном случае все просто, сдвиг имеет и край катушки и ось катушки. Порядок укладки следующий: В первую очередь укладываем катушку основной обмотки. Лобовую и пазовую изоляцию не укладываем. Затем со сдвигом укладываем катушку совмещенной обмотки (Рис.2-1, Рис.2-2).
Изображение
Укладываем изоляцию, затем укладываем катушку основной обмотки второй фазы Рис.3-1 и со сдвигом (так же без изоляции) совмещенную к ней Рис.3-2. Укладываем изоляцию и далее продолжаем аналогично. Укладку желательно вести с перекрытием, для этого у первых катушек укладываем только правые части и только в конце их кладем поверх последних. В двигателях малой мощности эта процедура достаточно утомительна, поэтому иногда (когда нужно побыстрее) кладут без полного перекрытия. В этом случае необходимо внимательно следить за изоляцией.
Изображение
Если продолжить прорисовку схемы укладки далее, то мы увидим, что все оси катушек будут находиться на равном расстоянии друг от друга. Это явный признак, что в схеме все правильно. В принципе мы рассмотрели пожалуй один из самых простых для расчета и укладки случаев. К нему можно отнести и z=36 пазов для 2p=2 с той лишь разницей, что вылет лобовых частей будет больше и сдвиг составит 3 паза. Посложнее будет конструкция для z=36 и 2p=4, так как необходим сдвиг на 1,5 паза. В это случае придется комбинировать концентрическую и петлевую. Возможны варианты которую из них выбрать основной (Рис.4). Лично я предпочитаю концентрическую в качестве совмещенной. В этом случае проще собирать концы в схему.
Изображение
Как видно из рисунка основную и совмещенную обмотку начинают укладывать с первого паза, но тем не менее получают сдвиг между осями на 1,5 паза. В этом случае рекомендую вначале полностью всыпать например основную обмотку, а затем совмещенную. Как видно из Рис.5 оси катущек так же будут распределены равномерно на равных расстояниях друг от друга. Значит и в этом случае обмотки распределены правильно.

Изображение

Укладка в статор двух наборов обмоток требует дополнительной изоляции между секциями в пазах и в лобовых частях. Если сечения меди расчитаны правильно, это не вызывает ни каких проблем. В принципе сечение меди можно снизить до ближайшего меньшего стандартного сечения от расчетного. Это возможно и потому, что в модернизированном двигателе, как правило, используются проводники меньшего диаметра чем в стандартном. А чем меньше диаметр провода, тем больше допустимая плотность тока. Это особенно актуально для двигателей мощностью до 11-17 кВт. Для двигателей большей мощности это менее выражено, так как там уже приходится (или можно) оперировать паралельными ветвями и проводниками без снижения диаметров проводов. Я рекомендую, при возможности, уходить от больших диаметров проводов. Практика показывает, что подавляющее большинство двигателей средней мощности удается мотать проводом диаметром 1,06 мм. При некоторых соотношениях числа паралельных проводников одним диаметром удается мотать основную и совмещенную обмотки. А это весьма удобно.
Соединение обмоток: Нулевая точка соединяется С4-С5-С6, соответственно выводы фаз (А)-С1-С1`-C5`; (В)-C2-C2`-C6`; (С)-C3-C3`-C4`. Порядок соединений общий. Изменение направления вращения двигателя как обычно - переключением двух фаз.
Уникальные возможности представляет высокий пусковой момент двигателя Яловеги. Во многих конструкциях он превышает "критический момент", что позволяет получать "экскаваторную" характеристику, т. е. критический момент отсутствует. Следовательно такие двигатели в достаточно широком диапазоне можно регулировать просто напряжением, без изменения частоты питающей сети. При этом надо учитывать, что при максимальных моментах характеристика очень крутая и на этом участке нужна достаточно быстрая обратная связь.


Cпасибо сказано
Gumma
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 14 окт 2010, 18:35
Мастер: уровень 1

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 19:35
Сообщения: 34
Медали: 3
Отличный специалист (1) Мастер (1) Энциклопедист (1)
Cпасибо сказано: 0
Спасибо получено:
9 раз в 8 сообщениях

Не в сети
Всем привет.Имею два вопроса. Сначала про изоляцию. В одном месте написано, что "укладываем основную обмотку и потом без прокладок укладываем совмещённую". А потом ниже написано , что необходимо изолировать основную и совмещённую. Я конечно за то , что бы их не изолировать ( больно муторное занятие). Второй вопрос не касается принципа укладки, просто для "мозгов". Не могу понять -почему ток в основной и совмещённой обмотке одинаковый. Ведь в треугольнике и в звезде токи разные?


Cпасибо сказано
Dyunov
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 14 окт 2010, 20:25
Гуру

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 12:37
Сообщения: 1732
Медали: 2
Советник (2)
Cпасибо сказано: 606
Спасибо получено:
855 раз в 549 сообщениях

В сети
Про изоляцию. В конкретно приведенном примере основная и совмещенная обмотки одинаковой конструкции. Мы уложили катушку основной обмотки, а потом со сдвигом катушку совмещенной. Начала этих катушек соединяются в один вывод. Потенциалы между секциями этих катушек небольшие, что позволяет не укладывать между ними изоляции. Следующей укладывается основная катушка другой фазы. Вот ее уже обязательно нужно изолировать от ранее уложенных. И далее аналогично. Если вначале полностью укладывается основная обмотка, а потом совмещенная, то их обязательно нужно изолировать друг от друга.
Про токи. Токи в основной и совмещенной обмотках разные и отличаются в 1,73 раза. И они создают равные по величине магнитные потоки. Так как магнитный поток пропорционален произведению числа витков на ток в катушке, то справедливо выражение Wосновной *Iосновной=Wсовмещенной *Iсовмещенной.


Cпасибо сказано
Gumma
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 15 окт 2010, 18:25
Мастер: уровень 1

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 19:35
Сообщения: 34
Медали: 3
Отличный специалист (1) Мастер (1) Энциклопедист (1)
Cпасибо сказано: 0
Спасибо получено:
9 раз в 8 сообщениях

Не в сети
Может я надоел, но ещё про изоляцию. В двигателе с 2-мя катушками на фазу. Первые катушки -основная и совмещённая соединяются на один провод .Здесь для меня всё понятно. А вторая основная катушка идёт на звезду , совмещённая на вторую фазу.Между ними разность напряжения должна быть 220 вольт.Какова вероятность пробоя между вторыми катушками? Если я сморозил глупость-прошу прощения. Курс электротехники я проходил в 1973 году, в гидромелиоративном техникуме.


Cпасибо сказано
Dyunov
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 15 окт 2010, 19:11
Гуру

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 12:37
Сообщения: 1732
Медали: 2
Советник (2)
Cпасибо сказано: 606
Спасибо получено:
855 раз в 549 сообщениях

В сети
Нет, Вы абсолютно правы, между вторыми катушками разность потенциалов 220В и между ними изоляция желательна. Без изоляции вероятность пробоя в основном зависит от качества провода и пропитки. Работая со "свежим" проводом, я допускал укладку без изоляции. Такие двигатели отработали по несколько лет без нареканий. Далее я их потерял из виду.


Cпасибо сказано
Gumma
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 15 окт 2010, 19:42
Мастер: уровень 1

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 19:35
Сообщения: 34
Медали: 3
Отличный специалист (1) Мастер (1) Энциклопедист (1)
Cпасибо сказано: 0
Спасибо получено:
9 раз в 8 сообщениях

Не в сети
Спасибо за ответ. Вы развеяли все мои сомнения. Теории у меня маловато. Я намотал 2.2 на 1500 без прокладок между основной и совмещённой. Возил на испытания в "Электросети".Гоняли его на разные напряжения(от 380 до 200 вольт) работает нормально. У нас в городе с 100 тыс.населения , я не нашёл нигде нормального испытательного стенда. Даже у нефтяников стенд есть, но показывает только напряжение и ток.


Cпасибо сказано
Dyunov
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 15 окт 2010, 19:58
Гуру

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 12:37
Сообщения: 1732
Медали: 2
Советник (2)
Cпасибо сказано: 606
Спасибо получено:
855 раз в 549 сообщениях

В сети
Я в своей практике использовал прибор К50-3 и К50-10. Это еще Советские специализированные приборы для измерения параметров трехфазных нагрузок. В комплект входят трансформаторы тока. Характеристики снимал на нагрузочном стенде типа мотор-генератор с нагрузкой на щелочной реостат. Такие стенды для обкатки двигателей внутреннего сгорания были на авторемонтных предприятиях. Тащил туда движок с прибором и за универсальную валюту 0,5 литра гонял в свое удовольствие.


Cпасибо сказано
boy0209
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 01 дек 2010, 18:11

Зарегистрирован: 01 дек 2010, 16:46
Сообщения: 1
Cпасибо сказано: 0
Спасибо получено:
1 раз в 1 сообщении

Не в сети
Все это очень интересно, но хотелось бы увидеть реальные примеры, подтверждающие экономическую целесообразность. Типа: есть стандартный двигатель 3 кВт на 1500 об/мин и перемотаный двигатель, при одинаковых механических нагрузках первый потребляет из сети ... кВт*ч, а второй - ... кВт*ч. И поподробнее и побольше цифр. Также хотелось бы узнать где можно прикупить такой двигун и в какую цену.


Cпасибо сказано
Dyunov
Новое сообщение  Заголовок сообщения: Re: Теория РПЭДЯ  |  Добавлено: 02 дек 2010, 00:45
Гуру

Зарегистрирован: 02 окт 2010, 12:37
Сообщения: 1732
Медали: 2
Советник (2)
Cпасибо сказано: 606
Спасибо получено:
855 раз в 549 сообщениях

В сети
Конкретный пример двигателя на 5,5 кВт приведен в статье. Можно конечно привести и все нагрузочные характеристики и многое другое, но необходимо учитывать, что это будет только на один двигатель. А их множество и на каждый не приведешь. По имеющейся у меня информации серийно их не выпускают. В основном используют только нефтяники. У этих двигателей очень сильные противники - энергетики. Многие годы они успешно саботируют их широкомасштабное использование, но в ближайшие год - два ситуация кардинально изменится. Кто освоит их первым - того и пряники. Двигатель можно заказать перемотать любой ремонтной организации. Для этого достаточно предоставить обмоточные данные и схему соединений.


Cпасибо сказано
За это сообщение пользователю Dyunov "Спасибо" сказали:
es125
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Для печати

Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения
Перейти:  


Удалить cookies конференции | Наша команда | Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
DAJ Glass 2 template created by Dustin Baccetti

Создать форум бесплатно PHPBB3 на MyFor.ru
Форум технической поддержки сервиса"

Русская поддержка phpBB