Главная Машины переменного тока



иости токов Ог поворачивается на некоторьп1[ угол ж по направлению вращения векторов (рис. 23.3). Угол а определяют из соотношения tga=2/ori/f/i.

Глава 24

ПУСК И РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Статор

§ 24.1. Пуск трехфазных асинхронных двигателей

Наиболее распространенный способ пуска асинхронных двигателей небольшой мощности - пуск непосредственным включением двигателя в сеть. Однако при таком пуске начальный или пусковой ток в несколько раз больше номинального.

При включении двигателя в сеть ротор неподвижен, и если обмотка ротора замкнута накоротко, то двигатель представляет собой трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой. При большой величине, пускового тока создаются значительные электромагнитные силы, действующие на отдельные части обмотки и деформирующие ее, и перенапряжения между витками обмотки вследствие неравномерного распределения приложенного напряжения вдоль обмотки при включении. Помимо этого, броски тока нарушают нормальный режим работы сети, вызывая понижение напряжения и влияя на работу других приемников электрической энергии, работающих от этой же сети.

Несмотря на то что при непосредственном включении двигателя в сеть ток оказывается большим, начальный или пусковой момент невелик. Это объяс шется тем, что при неподвижном роторе в его обмотке индуктируется э. д. с, частота которой равна частоте тока сети, и, следовательно, индуктивное сопротивление обмотки ротора велико. Поэтому активная составляющая тока ротора, определяющая вращающий момент, оказывается малой.

Пусковые свойства асинхронных двигателей характеризуются кратностью пускового тока и кратностью пускового момента.

При пуске асинхронных двигателей желательно» уменьшение пускового тока и увеличение пускового момента. В двигателях с фазным ротором этого достигают включением в цепь ротора активных сопротивлений, называемых пусковыми реостатами (рис. 24.1). Пусковой реостат, включаемый только при пуске дви-


Ротор

Контактные кольца

Пусковой реостат

Рис. 24.1. Схема включения пускового реостата в цепь фазной обмотки ротора



гателя, рассчитывают на кратковременный режим работы. В процессе пуска сопротивление пускового реостата изменяется, для чего последний имеет несколько выводов (ступеней). При включении пускового реостата уменьшается ток в роторе и в статоре и увеличивается пусковой момент. Последнее объясняется тем, что при увеличении активного сопротивления обмотки ротора увеличивается в некоторых пределах и активная составляющая тока в этой обмотке. Если активное сопротивление цепи ротора при включении реостата будет Гг+г-п=Xi,=Xi+Х2, то пусковой момент окажется равным максимальному (рис. 24.2).

Пускают двигатель при полностью введенном сопротивлении пускового реостата в цепи ротора. Если пусковой момент окажется больше тормозного момента на валу двигателя (Л4пуск> >Mi), то ротор начнет вращаться.


пуск

Рис. 24.2. Зависимость вращающего момента от скольжения при различных сопротивлениях в цепи ротора


PaSoma л

Рис. 24.3. Схема переключения обмотки статора со звезды на треугольник

При работе двигателя контактные кольца соединяются накоротко и в цепи ротора активное сопротивление равно Г2. Для устранения износа щеток и потерь энергии на трение щеток о кольца щетки поднимаются (не имеют соприкосновения с кольцами). Это осуществляется специальным рычажным устройством, с помощью которого одновременно с подъемом щеток происходит электрическое соединение контактных колец.

Число ступеней пускового реостата выбирают так, чтобы в процессе пуска при переходе с одной ступени на другую пусковой момент не уменьшался ниже установленного предела, а пусковой ток не превышал определенного значения.

В двигателях с короткозамкнутым ротором включение в цепь ротора пусковых реостатов невозможно. Поэтому эти двигатели в сравнении с фазными не имеют столь хороших пусковых свойств. Здесь уменьшения пускового тока добиваются понижением напряжения сети. Для этого на время пуска двигатель включают в сеть



чеоез понижающие автотрансформаторы или реакторы. Когда ротор приобретает частоту вращения, близкую к номинальной, устройство для понижения напряжения отключают и двигатель включают на полное напряжение сети. Недостаток такого способа пуска - резкое уменьшение пускового момента, пропорционального квадрату напряжения. Для уменьшения пускового тока широко пользуются переключением обмоток статора со звезды на треугольник. Этот способ применяют только тогда, когда при работе двигателя обмотка его статора соединена в треугольник.

Посредством переключателя обмотка статора соединяется при пуске звездой, а в рабочем режиме - треугольником (рис. 24.3). При включении в сеть обмоток статора, соединенных в звезду, фазные напряжение и ток будут в уЗ раз меньше, чем при соединении треугольником. Поэтому пусковой ток (линейный) при соединении обмоток звездой окажется в 3 раза меньше, чем при соединении треугольником. Пусковой момент пропорционален квадрату фазного напряжения и при соединении в звезду будет в 3 раза меньше, чем при соединении треугольником.


§ 24.2. Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами

Простота конструкции и надежность в эксплуатации двигателей с короткозамкнутым ротором - очень существенное достоинство-, благодаря которому их широко применяют в промышленности. Однако эти двигатели имеют плохие пусковые характеристики. Значительное улучшение пусковых характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором достигаются изменением конструкции ротора. Например, широко используют роторы с глубокими пазами и с двойной короткозамкнутой обмоткой, которые впервые были предложены М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Ротор такого двигателя имеет две короткозамк-нутые обмотки, выполненные в виде беличьих клеток (рис. 24.4). Число пазов верхней А и нижней Б клеток может быть одинаково или различно. Наружная обмотка А выполнена из стержней малого поперечного сечения, а внутренняя обмотка Б - из стержней большого поперечного сечения. Поэтому активное сопротивление обмотки А оказывается значительно большим активного сопротивления Б {га>г). Благодаря тому, что стержни внутренней обмотки Б глубоко погружены в тело ротора и окружены сталью, индуктивное сопротивление этой обмотки значительно больше индуктивного сопротивления внешней облйтки {Кб ~>Ха). Замыкающие кольца на торцовых сторонах ротора выполняют либо общими для двух обмоток, либо обособленными. В двигателях

Рис. 24.4. Схема двойной-короткозамкнутой обмотки ротора



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


0.0981