Ток в обмотке Ь будет /b-=f7i/[rb+/(Zb-Хе)], или 1ь=аь/(гь+ +/Аь) = +ЦУ1/[к{гь+}Хь)].

Приравняв правые части этих равенств, получим />ь-(ь-Хс) = = к(гь + jXb), откуда

Так как к = гь/Хь, то имеем Хс= {гь+Хь)/Хь-=гь1Хь=гь15тц,ь = = Ub/IbSm<fb и емкость конденсатора, необходимая для создания кругового вращающегося поля,

J /г, sin уг, СРГ cos уг, tg у,

Имея в виду равенство мощностей, потребляемых обмотками а и b из сети, найдем

Л = 2/7,/, cos ср, и C = Pitgcp,/(2cfl/7i), .

где Pi=f/i/icos9i - активная мощность, потребляемая двигателем из сети.

Следует помнить, что круговое вращающееся магнитное поле будет получено только при определенной нагрузке. При изменении нагрузки токи в обмотках а я b меняются неравномерно за счет наличия емкости в цепи обмотки Ь, в значительной степени изменяется угол ф1 и не будет иметь место условие получения кругового вращающегося поля (РъФ+1Ра), т. е. поле окажется эллиптическим. В нем помимо кругового поля появляется обратное вращающееся, создающее тормозной момент, который уменьшает вращающий момент машины.

При увеличении емкости конденсатора увеличится ток, а следовательно, и нагрузка двигателя, создающая круговое вращающееся поле. Поэтому увеличение емкости конденсаторной батареи вызывает повышение максимального момента машины и смещение его в область больших нагрузок, т. е. больших скольжений (рис. 25.10).

С увеличением емкости растет также и пусковой момент двигателя. Однако увеличение емкости батареи конденсаторов-в рабочем режиме нежелательно, так как это ведет к снижению частоты вращения и понижает к. п. д. двигателя. Поэтому конденсаторные двигатели выполняют с двумя батареями конденсаторов - с постоянно включенной или рабочей емкостью Сраб и пусковой емкостью Спус, включаемой только на период пуска двигателя (рис. 25.11).

В конденсаторных двигателях возможно регулирование частоты вращения при высоком к. п. д. Часто регулирование производят изменением величины напряжения, приложенного к одной из обмоток, или за счет изменения угла сдвига фаз ф между напряжениями, приложенными к обмоткам аяЬ.

в некоторых случаях частоту регулируют одновременным изменением величины приложенного к одной из двух обмоток напряжения и угла сдвига ф. Уменьшение напряжения Ut или угла ф понижает амплитуду н.с. прямого поля и увеличивает амплитуду н. с, обратного поля, т. е. враш,аюший момент двигателя уменьшается, что снижает частоту враш,ения.

В общем случае при изменении напряжения Ub и угла ф н.с. обмоток аи Ь будут

o=0,5Fmaxo [sin (ш/4-л:я/г)+ sin {iat-xn!x)]; =0,5F t, [ sin {4>t -[- хя1х - я/2 - <p)+ sin (ш - хлх -[- я/2 - <p)].

CpaS

Рис. 25.10. Зависимость вращающего момента от скольжения конденсаторного двигателя при различных емкостях конденсатора

Рис 25.11. Схема конденсаторного двигателя

с двумя батареями конденсаторов - пусковой и рабочей

Результирующая н.с. прямого и обратного вращающихся полей

np = -maxnpSin(a)/; -.ГЯ/Г) И /о6р = "тахо6р Sin (ш/;-[-Л:я/г),

где F,

тахпр

max обр

= 0,5/

Fmax a-\-Fmax -f- 2/inax omax 6 Sin cp

Fmzx a ~[~ max 6 2/„

й-гаах 6 sin cp

- амплитуды H. c. прямого и обратного вращающихся полей.

Пренебрегая насыщением стали и полагая постоянными сопро-тивления обмоток, считаем н. с. обмоток а и & пропорциональными

напряжениям: Fmaxa <Ua FmaiLb Ub-

При уменьшении напряжения одной из обмоток, например обмотки Ь, до ф=0 амплитуды н.с. прямого и обратного полей равны между собой, т. е. получаем пульсирующее магнитное поле. При равенстве н.с. обмоток аир РщахаРтахь и при ф=:я/2 получаем круговое вращающееся магнитное поле (Робр=0).

Глава 26

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Рис. 26.1. Схема устройства с полым ротором

двигателя

§ 26.1. Исполнительный асинхронный двигатель с полым ротором

Асинхронный двигатель с полым ротором получил широкое распространение в качестве исполнительного органа для отработки той или иной величины в технике следящих систем, в радиоустройствах для автоматической подстройки и перестройке, в различных регуляторах и др. Этот двигатель является двухфазным с короткозамкнутым ротором, который выполняют в виде полого алюминиевого цилиндра.

Принципиальная схема устройства двигателя показана на рис. 26.1. Двигатель состоит из внешнего статора 1, внутреннего статора с двухфазной обмоткой 2, ротора в виде полого цилиндра 3, корпуса 4 и фланца 5. В некоторых случаях обмотки помещают на внешнем статоре, а внутренний служит лишь для уменьшения магнитного сопротивления. Полый ротор укреплен на валу двигателя 6 и вращается в воздушном зазоре между внешним и внутренним статорами. На внутреннем (или внешнем) статоре помещены две обмотки - возбуждения и управления. Эти обмотки сдвинуты в пространстве на 90 эл. град и выполнены либо в виде двух отдельных обмоток (рис. 26.2, а), либо в виде распределенной замкнутой, разделенной отводами на четы]эе части (рис. 26.2, б). В распределенной замкнутой обмотке лучше используются материалы в тепловом отношении за счет равномерного распределения токов, но существует электрическая связь между цепями управления и возбуждения и при большом числе полюсов будет большим число параллельных ветвей.

Обмотку возбуждения подключают к сети, а управляющая получает питание от усилителя системы управления. Фазный сдвиг токов в обмотках возбуждения и управления осуществляется либо конденсатором, либо усилителем, что предусматривается его схемой. Двигатели с полым ротором строят на мощности от десятых Долей до нескольких сотен ватт как для стандартной (50 Гц), так и для повышенных частот (400-500 Гц) с синхронной частотой вращения 1570 рад/с (30 000 об/мин).

Характерная особенность двигателя с полым ротором - большое активное сопротивление ротора по сравнению с другими сопро-