Главная Машины переменного тока



та уменьшится, т. е. новый установившийся режим будет в точке Б при большем значении скольжения. Этот способ регулирования экономичен, но не эффективен, так как дает возможность менять частоту лишь в малых пределах до 10--15%. При значительном снижении напряжения вращающий момент резко уменьшается и двигатель не может устойчиво работать.

Регулировочный реостат включают в цепь обмотки фазного ротора подобно пусковому реостату, но в отличие от пускового его рассчитывают на длительное прохождение тока. Положим, что без


Рис. 24.8. Регулирование частоты вращения изменением скольжения:

а - при изменении напряжения сети;. б - при изменении < сопротивления в цепи ротора

регулировочного реостата двигатель работает при частоте, соответствующей точке А (рис. 24.8,6). При включении регулирово!-ного реостата ток в роторе уменьшится и уменьшит вращающий момент двигателя и частоту вращения или увеличит скольжение. При увеличении скольжениЯ повышаются э. д. с. и ток в роторе. Изменение частоты вращения или скольжения будет происходить до восстановления равновесия моментов, т. е. пока ток в роторе не примет своего начального значения. При увеличении активного сопротивления в роторе максимальный момент, не изменяясь по величине, сместится в область больших скольжений и равновесие моментов, т. е. новый установившийся режим работы машины, будет в точке Б, соответствующей меньшей частоте вращения. Этот способ регулирования частоты вращения может быть использован только в двигателях с фазным ротором и несмотря на то, что он неэкономичен (в регулировочном реостате происходит значительная потеря энергии), имеет широкое применение.

г л а в а 25 •

ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

§ 25.1. Рабочий процесс однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели широко применяют при небольших мощностях (до 1-2 кВт). Такой двигатель отличается От обычного трехфазного тем, что на его статоре помещена одно-



фазная обмотка. Поэтому любой трехфазный асинхронный двигатель может быть использован в качестве однофазного. Ротор однофазного асинхронного двигателя может иметь фазную или корот-.козамкнутую обмотку. Помещение на роторе однофазной обмотки нежелательно, так как при этом двигатель приобретает свойство одноосного включения, т. е. при определенных условиях может работать с частотой, примерно равной половине синхронной, что значительно меньще номинальной.

Особенность однофазных асинхронных двигателей - отсутствие начального или пускового момента, т. е. при включении такого двигателя в сеть ротор его остается неподвижным. Если же под действием какой-либо внешней силы вывести ротор из состояния покоя, то двигатель будет развивать вращающий момент. Это объясняется тем, что и. с. однофазной обмотки статора будет пульсирующей и создаст пульсирующее магнитное , поле. Эта н. с. Fc=Fma.x.X X sin со/ созхя/х может быть представлена в виде двух вращающихся с одинаковыми частотами в противоположных направлениях и. с, имеющих одинаковые и неизменные амплитуды:

Fc=0,5F,„a[sin {wi-\-xajx)-\- sin - X3t/t)],

тае Fmax- амплитуда н. с. обмотки статора.

Эти и. с. создают вращающиеся магнитные поля; прямое Фпр в обратное Фобр, частоты которых определяются частотой тока; fti=60fi/p. При неподвижном роторе прямое и обратное вращающиеся магнитные поля создают в обмотке ротора одинаковые э. д. с, под действием которых протекают одинаковые токи. Поэтому вращающие моменты, развиваемые взаимодействием вращающихся магнитных полей с токами в роторе, окажутся равными и противоположно направленными, так что результирующий момент равен нулю.

Если с помощью постороннего усилия вращать ротор с некоторой частотой п2, то магнитное поле, вращающееся в том же направлении (прямое), будет иметь относительно ротора частоту п„р= = п1-П2=П1-ni(l-S)=Sfti, а магнитное поле, вращающееся в противоположном направлении (обратное),- частоту rto6p= = П,-ЬП2=П1-ЬП1(1-5)=ni(2-5).

Эти магнитные поля, пересекая проводники обмотки ротора, создают в этой обмотке э. д. с, под действием которых в ней протекают токи. При этом э. д. с. Eznp и токи в роторе Izap, созданные, прямым полем, имеют частоту меньше, чем частота тока сети (f2np=Sfi), а э.д. с. EzoGp и токи /гобр в роторе, созданные обратным полем, -частоту больше, чем частота тока сети [f2o6p= (2-S)fi].

В результате взаимодействия вращающихся прямого и обратного магнитных полей с токами в обмотке ротора создаются противоположно направленные вращающие моменты:

ЛГ=СФ„р/2ф cos 2„р; УИ„бр=СФобр/2обр cos гобр.

где С - коэффициент (см. § 22.2);Ч2пр и Чгобр -углы сдвига фаз между токами в роторе и э.д.с, вызывающими эти токи.




Рис. 25.1. Зависимость вращающего момента от скольжения -для однофаз-ногбасинхронного двигателя

Результирующий вращающий момент двигателя определится разностью моментов, создаваемых прямым и обратным полем:

При вращении ротора частота тока в роторе, созданного прямым магнитным полем, снижается, что уменьшает угол сдвига фаз грзцр и увеличивает момент от прямого поля Мпр, тогда как момент, развиваемый обратным полем, уменьшается, так как падает созЧгобр за счет повышения частоты тока в роторе /гобр, созданного обратным полем. Таким образом, при вращении ротора результирующий момент не равен нулю, т. е. двигатель развивает вращающий момент.

Работа однофазного асинхронного двигателя подобна работе двух одинаковых трехфазных двигателей, соединенных валами и создающих противоположно направленные моменты. Вращающий момент, создаваемый прямым полем-при изменении скольжения от

Snp = 0 (П2 = П1пр) до Snp =

=2(ft2=-П1пр = П1обр), определяется такой же зависимостью,

как и в обычном трехфазном двигателе (рис. 25.1). Той же зависимостью представится момент, развиваемый обратным полем. Моменты Мпр и Мобр на графике отложены по обе стороны от горизонтальной оси, так. как они направлены встречно. При неподвижном роторе 5пр=5обр=1 и Мт1р=Мобр, т. е. Мр = 0. При вращении ротора момент, создаваемый прямым полем, увеличивается, а момент, создаваемый обратным полем, уменьшается, так что МрФО. При этом однофазный двигатель развивает одинаковый вращающий момент при вращении как в одном, так и в другом направлении, т. е. направление вращения ротора такого двигателя зависит только от направления действия силы, выводящей двигатель из неподвижного состояния.

При работе трехфазного асинхронного двигателя вращающееся магнитное поле имеет постоянную амплитуду. В однофазном двигателе амплитуда вращающегося поля не остается постоянной, а изменяется от некоторой наименьшей величины до определенного наибольшего значения, причем эти значения амплитуды вращающегося поля не остаются постоянными с изменением нагрузки двигателя.

При X. X. однофазного асинхронного двигателя наименьшие и наибольшие значения амплитуды вращающегося поля будут примерно одинаковыми, т. е. создается примерно круговое поле. При повышении нагрузки увеличивается разница между наибольшим и наименьшим значениями амплитуды вращающегося поля и ре-



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


0.0132