Главная Машины переменного тока



в настоящее время асинхронные двигатели изготавливают преимущественно с короткозамкнутым ротором и лишь при больших мощностях и в специальных случаях используют фазную обмотку

ротора. Обмотку короткозамкнутого ротора изготавливают в виде беличьего

колеса из стержней /, уложенных в пазы сердечника и замкнутых между - собой на торцовых сторонах накоротко кольцами 2 (рис. 17.3). Такую обмотку обычно изготавливают из алюминия, который в горячем состоянии под дав-0 лением заливают в пазы ротора. Вмес-0 те со стержнями отливают и замыкающие кольца, которые снабжают крыльями для улучшения вентиляции. На рис. 17.4 показано устройство асинхрон- ного двигателя с короткозамкнутым ротором. В станине машины / укреп-2 лен сердечник статора 2 с обмоткой 4.

Сердечник ротора 3 с обмоткой 5 жест-Рис. 17.3. Короткозамкнутая КО закреплены на валу маши-обмотка ротора НЫ.

/,Т-ттт--f

т/ ilPi

oc=f

0 ;ss

0

0 =3,

°ГТГ / ,oW/o


Рис. 17.4. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

У двигателей с фазным ротором (с контактными кольцами) в пазах ротора раз.мещают трехфазную изолированную обмотку, подобную обмотке статора. Фазы обмотки ротора соединяют звездой, их начала подключают к трем контактным кольцам, помещенным на валу машины и изолированным как от вала, так и между собой. Эти кольца жестко укреплены на валу и вращаются вместе с ним. К кольцам через щетки при пуске двигателя или для регулирования частоты вращения присоединяют сопротивление (рео-




Рис. 17.5. Принцип работы асинхронного двигателя

стат), что позволяет увеличить полное сопротивление цепи обмотки ротора и уменьшить пусковые токи, увеличивая пусковой момент.

В асинхронном двигателе рабочий процесс может протекать только при частоте вращения ротора Пг, не равной частоте вращения магнитного поля щ. Частота вращения ротора может очень мало отличаться от частоты поля, но при работе двигателя она будет всегда меньше (n2<ni). В этом заключается основное принципиальное отличие асинхронных машин от синхронных,-у которых частота вращения ротора всегда равна частоте вращения магнитного поля статора. Работа асинхронного двигателя основана на принципе электромагнитной индукции. Вращающееся магнитное поле, возбуждаемое токами в обмотке статора, пересекает проводники обмотки ротора и индуктирует в этой обмотке э. д. с. Если обмотка ротора замкнута на какое-либо сопротивление или накоротко, то в ней под действием индуктируемых э. д. с. возникнут переменные токи, взаимодействие которых в обмотке ротора с магнитным полем обмотки статора создает вращающий момент, приводящий ротор во вращение. Направление всякого индуктированного

тока таково, что он противодействует причине, его вызвавшей. Поэтому токи в проводах обмотки ротора стремятся задержать вращающееся поле статора, по, не имея возможности сделать это, приводят ротор во вращение так, что он следует за полем статора.

На рис. 17.5 выделена часть окружности ротора, на которой находится один проводник его обмотки. Поле статора условно представлено северным полюсом N, который перемещается в пространстве и вокруг ротора по часовой стрелке с частотой щ. Следовательно, полюс N перемещается относительно проводника обмотки ротора слева направо, в результате чего в этом проводнике индуктируется э. д. с, направление которой может быть определено по правилу правой руки и показано на рисунке знаком точки. Если обмотка ротора замкнута, то под действием э. д. с. по этой обмотке возникает ток, направленный в выбранном нами проводнике так же, как и э. д. с. В результате взаимодействия тока в проводнике обмотки ротора с магнитным полем возникает сила F, которая перемещает проводник в направлении, определяемом по правилу левой руки. Вместе с проводником начинает перемещаться и ротор. Если силу F умножить на расстояние этого проводника от оси ротора (плечо приложения силы), то мы получим вращающий момент, развиваемый током данного проводника. Так как на роторе поме-щейо большое количество проводников, то сумма произведений сил, действующих на каждый из проводников, на расстоянии этих проводников от оси ротора определяет вращающий момент, развиваемый двигателем. Под действием вращающего момента ротор вращается в направлении вращения магнитного поля.



Для реверсирования двигателя, г. е. для изменения направления вращения ротора, необходимо изменить направление вращения магнитного поля, созданного обмоткой статора. Это достигается Б трехфазных двигателях изменением чередования фаз обмоток статора, для чего следует поменять местами включение двух любых из трех проводов, подключающих машину к сети. Реверсивные двигатели снабжены переключателями, при помощи которых можно изменять чередование фаз обмоток статора, а следовательно, и направление вращения ротора. Вне зависимости от направления вращения ротора его частота Яг, как уже упоминалось, всегда меньше частоты магнитного поля статора. Если бы эти частоты почему-либо оказались одинаковыми, то магнитное поле статора не пересекало бы проводников обмотки ротора и, следовательно, в них не возникали бы токи, т. е. не было бы и вращающего момента.

§ 17.3. Принцип действия и устройство синхронных машин

Магнитное поле в синхронной машине создается постоянным током, протекающим по обмотке возбуждения. Потребность в источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения - очень существенный недостаток синхронных машин.

Обычно обмотки возбуждения получают энергию от генератора постоянного тока параллельного возбуждения (возбудителя), находящегося на одном валу с основной машиной. Его мощность составляет 1-57о мощности синхронной машины. При небольшой мощности широко используются схемы питания обмоток возбуждения синхронных машин из сети переменного тока через выпрямители.

Принцип действия синхронного генерато-

Г~] ра основан на использовании закона элек-

тромагнитной индукции. На рис. 17.6 пока-5 зана простейшая трехфазная обмотка, со-

стоящая из трех катушек, сдвинутых на 120°, и помещенная на роторе (якоре). Катушки соединяют между собой в звезду или треугольник и подключают к трем контактным кольцам, на которых помещают неподвижные щетки. В катушках при вращении якоря индуктируются переменные во времени э. д. с, равные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 2jt/3.

Современные синхронные генераторы изготавливают на линейное напряжение до 16000 В (иногда и выше), изоляция контактных колец и щеток которых представляет собой большую сложность. Основной недостаток такой конструкции - наличие скользящего контакта в цепи основной мощности машины. Для его исключения


Рис. 17.6; Принцип действия синхронного генератора



0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0357