Главная Машины переменного тока



небольшой мощности обе обмотки выполняют из алюминия, который заливают непосредственно в пазы.

Принцип действия этого двигателя состоит в следующем. В момент включения двигателя в сеть ротор неподвижен и частота тока в роторе равна частоте тока сети: /2=/i- Ток в обмотках А и Б распределяется обратно пропорционально их полным сопротивлениям. Так как реактивные сопротивления обмоток асинхронных машин значительно больше активных, то при пуске распределение тока между обмотками А и Б будет примерно обратно пропорционально


Рис. 24.5. Зависимость вращающего момента от скольжения для двигателя с двойной короткозамкнутои обмоткой


Рис. 24.6. Схема устройства ротора с глубокими пазами

ИХ индуктивным сопротивлениям: IaIIe=ZbIZa=Xb/Xa- Поэтому при пуске ток в основном протекаетпо проводникам внешней обмотки Л, имеющей меньшее индуктивное и большое активное сопротивление. Эту обмотку называют пусковой. В рабочем режиме скольжение мало и, следовательно, частота тока в роторе также мала (f2~0). Поэтому индуктивные сопротивления обмоток не имеют значения и распределение токов в обмотках А я Б будет обратно пропорционально активным сопротивлениям этих обмоток: аИб==Гб1га- Таким образом, в рабочем режиме ток в основном протекает по проводникам внутренней обмотки Б, имеющим меньшее активное сопротивление. Эту обмотку называют рабочей.

Такая конструкция ротора обеспечивает увеличение активного сопротивления обмотки ротора в момент пуска двигателя, что уменьшает пусковой ток и увеличивает пусковой момент так же, как включение пускового реостата в цепь фазного ротора.

На рис. 24.5 изображена зависимость вращающего момента двигателя с двойной короткозамкнутои обмоткой в роторе от скольжения. Обмотка Л имеет большое активное сопротивление, и максимальный момент, создаваемый током этой обмотки, будет при большем значении скольжения Smax а- Максимальный момент, создаваемый током обмотки Б, будет при меньшем значении скольжения Smax б, так как активное сопротивление этой обмотки мало.



Результирующий момент Мрез, развиваемый двигателем, определится суммой моментов Мл и Мб при любом скольжении.

Пусковые токи в зависимости от величины пускового момента двигателей этих типов имеют следующие значения: при Л1п/Л1ном=1 имеем /п ном = 3,23,5; при vW„/Mhom=1,5 имеем /п ном=3,5-3,8.

В двигателях с глубокими пазами короткозамкнутую обмотку ротора выполняют в виде тонких и высоких полос (рис. 24.6). При такой конструкции обмотки токи оттесняются к верхней части проводников вследствие того, что нижние части сцеплены с большим числом магнитных линий потока рассеяния. На рисунке справа показано распределение плотности тока по высоте стержня.

Таким образом, ток, протекающий по проводникам, стремится сконцентрироваться преимущественно в верхней части, что равносильно уменьшению поперечного сечения или увеличению активного сопротивления этих проводников. Это явление оттеснения тока в верхние части проводников особенно сильно сказывается в момент включения двигателя в сеть, когда частота тока в роторе равна частоте тока сети и, следовательно, при пуске увеличиваются активное сопротивление обмотки ротора и пусковой момент. При увеличении частоты вращения ротора частота тока в его обмотке уменьшается и ток более равномерно распределяется по сечению стержней и при нормальной частоте вращения неравномерность распределения тока по поперечному сечению стержней почти полностью исчезает. Пусковой момент двигателей этого типа М-п- = (1-1,5)Л4ном, а пусковой ток /п= (4-f-5)/hom.

Таким образом, в двигателях с двойной короткозамкнутой обмоткой и с глубокими пазами пусковые моменты больше, а пусковые токи меньше, чем у обычных короткозамкнутых двигателей. Однако рабочие характеристики этих двигателей несколько хуже,, чем у обычных короткозамкнутых двигателей, - меньше созф,, к. п. д. и максимальный момент, так как у этих двигателей больше потоки рассеяния, т. е. больше индуктивные сопротивления обмоток ротора.

§ 24.3. Регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей

Частота вращения ротора R2=«i(l-S)=60fi(l-S)Jp. Из выражения видно, ,что частоту вращения ротора можно регулировать изменением любой из трех величин, определяющих частоту вращения ротора: изменением частоты тока сети fi, числа пар полюсов; р и скольжения S.

Регулирование частоты асинхронных двигателей изменением частоты тока сети сложно, так- как для этого необходим какой-либо регулируемый преобразователь частоты или генератор. Этот способ не имеет широкого использования.

Изменение числа полюсов машины возможно либо выполнением на статоре нескольких (обычно двух) обмоток с различ-



ным числом полюсов, либо выполнением одной обмотки, .допускающей переключение на различное число полюсов. На статоре может быть помещено две обмотки, каждая из которых допускает переключение на различное число полюсов. Фаза обмотки статора состоит из двух последовательно соединенных катушек Ai-Xi и Ai-Xz. При соединении проводника Лг с проводником Xi ток при включении обмотки в сеть в какой-либо момент протекает так, как показано на рис. 24.7, а, т. е. на статоре получается четыре полюса (2р=4). При переключении второй катушки (рис. 24.7,6) изменяется направление тока в этой катушке ичисло полюсов ока-

0)9/1


Рис. 24.7. Схема переключения на различное число полюсов одной фазы обмотки статора

жется равным двум (2р=2). При изменении числа полюсов статора меняются частоты вращения поля статора и ротора. Заводы СССР выпускают двух-, трех- и четырехскоростные асинхронные двигатели.

Такой способ регулирования частоты вращения является экономичным, но имеет тот недостаток, что регулирование частоты получается ступенчатым и регулирование частоты изменением числа полюсов возможно только для двигателей с короткозамкнутым ротором.

В двигателях с фазным ротором число полюсов статора всегда должно быть равным числу полюсов ротора и при изменении числа полюсов на статоре надо было бы в той же мере изменить число полюсов на роторе, что очень сложно в конструктивном отношении. Более сложное выполнение обмотки статора значительно повышает стоимость и габариты многоскоростных двигателей.

Включение в цепь ротора регулировочного реостата и измене яне напряжения сети изменяют скольжение и момент, развиваемый двигателем, который пропорционален квадрату напряжения. Изменение вращающего момента вызовет изменение частоты.

Предположим, что при напряжении сети Ui рабочий процесс двигателя Соответствовал точке Л (рис. 24.8,а), в которой развиваемый двигателем момент равен тормозному моменту Мт на валу. Если уменьшить напряжение сети до величины Ui<Uu то кривая момента пройдет ниже, равновесие моментов нарушится и часто-



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


0.0134