Главная Движение носителей электрических зарядов



тогда, когда не требуется большого пускового момента и мощность двигателя относительно мошности сети невелика, вследствие чего пусковой ток не вызывает недопустимого падения напряжения сети и перегрева гфоводов.

Относительно небольшой пусковой момент при прямом пуске вы-зьшает необходимость выбирать двигатель большей мощности, чем это требуется по условиям его работы. В самом деле, если зависимость тормозного момента от скорости М{п) и механическая характфистика двигателя М(и) имеют вид, показанный на рис. 12.16,6, то после включения обмотки статора к сети двигатель останется неподвижным при М„ < несмотря на то что при установившемся режиме (Мт- = М) тормозной момент меньше номинального момента двигателя. Следовательно, согласно зависимости Мт(и), необходимо выбирать двигатель большей мощности с таким расчетом, чтобы пусковой момент двигателя М„ был больше тормозного, т. е. М„ > М..

Для улучшения пусковых свойств асинхронные двигатели с коротко-замкнутым ротором снабжаются роторами специальной конструкции (роторами с двойной «беличьей клеткой» и одной «беличьей клеткой», уложенной в глубокие пазы). Особенность этих двигателей состоит в том, что в период пуска происходит автоматическое увеличение согфотивления обмотки ротора, основанное на явлении вытеснения тока. На рис. 12.17 показаны формы пазов двухклеточных (а) и глубоко-пазных (б) двигателей. Двухклеточная обмотка ротора имеет пусковую (внешнюю) клетку 1, изготовленную из матфиала с повышенным сопротивлением (марганцовистая латунь или бронза), и рабочую (внутреннюю) клетку 2 большего сечения - из меди. Распределение тока между верхней и нижней клетками определяется их полными сопротивлениями. Активное сопротивление пусковой клетки значительно больше активного сопротивления рабочей клетки, обычгю в 4 - 5 раз. Между внешней и внутренними клетками имеется узкая щель, от высоты и ширины которой зависит магнитный поток рассеяния внутренней клетки и, следовательно, ее индуктивность. Индуктивность внешней клетки значительно меньше, чем внутренней, вследствие того что магнитный поток вокруг ее стержней встречает на своем пути большие магнитные сопротивления воздушного зазора между ротором и статором, а также щели паза под стержнем. На рис. 12.17, а показаны линии магнитного поля,

Сеть-




замыкающиеся вокруг стержней обмотки ротора. В начальный момент пуска, когда и = О и s = 1, индуктивное сопротивление внутренней клетки больще, чем внешней. Так как при неподвижном роторе индуктивные сопротивления клеток значительно превышают их активные сопротивления, то при пуске из-за большого индуктивного сопротивления внутренней клетки происходит как бы вытеснение тока из внутренней клетки во внешнюю, т. е. ток проходит в основном по проводникам внешней (пусковой) клетки. Активное сопротивление проводников пусковой клетки велико, благодаря чему уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент.

По мере разгона двигателя скольжение уменьшается от единицы до сотых долей и, следовательно, уменьшаются индуктивные сопротивления клеток ротора. При малом скольжении токи в роторе распределяются между стержнями внешней и внутренней клеток обратно пропорционально их сопротивлениям, проходя в основном во внутренней клетке. К концу пуска, когда двигатель достигает установившейся частоты вращения, вращающий момент дветателя создается практически только внутренней клеткой (поэтому она и называется рабочей).

В двигателях с одной глубокопазной клеткой, в которой высота паза ротора во много раз больше ширины (рис. 12.17,6), в пазы помещают стержни, обычно медные. В момент пуска, когда частота в роторе наибольшая, индуктивность внутренней части сечения каждого стержня обмотки ротора больше, чем периферийных, и ток вытесняется в верхние части стержней. Происходит как бы уменьшение площади поперечного сечения проводника и увеличение активного сопротивления ротора, а значит, увеличивается пусковой момент и уменьшается пусковой ток. По мере разгона двигателя частота тока в цепи ротора уменьшается и ток распределяется по сечению проводника более равномерно.

Пуск при пониженном напряжении. Когда мощность двигателя соизмерима с мощностью сети, используют различные способы снижения напряжения, подводимого к двигателю при пуске, что необходимо для уменьшения пускового тока. Однако снижение пускового тока

вызывает нежелательное уменьшение пускового момента, поэтому такой способ применяют тогда, когда двигатель запускается вхолостую или при неполной нагрузке.

Если статорная обмотка нормально работающего двигателя соединена тре-< ч < \ Ж i угольником, то его можно пускать при

Р / 7? л I i ji I пониженном напряжении, переключив в

начале пуска статорную обмотку на звезду (рис. 12.18), в результате чего напряжение, приходящееся на каждую фазу,

Оуменьщается в /з раз, а пусковой момент - примерно в три раза, так как он пропорщюнален квадрату напряжения Рис. 12.18 • £см. формулу (12.44)]. При этом пуско-

Сеть ,



вой ток в фазах статорной обмотки двигателя уменьшается в ]/з раз, а в линейных проводах, т. е. проводах, соединяюш:их двигатель с сетью,-более чем в три раза.

Наряду с переключением обмотки статора с треугольника на звезду для понижения напряжения при пуске в некоторых случаях применяют понижающие трансформаторы, которые включают между двигателем и сетью.

В гфоцессе пуска, когда двигатель при разгоне достигает установившейся частоты вращения, трансформатор переводится в положение, при котором к двигателю подводится номинальное напряжение сети.

Недостатком пуска при пониженном нагфяжении является значительное уменьшение пускового и максимального моментов двигателя, которые пропорциональны квадрату приложенного напряжения.

Пуск двигателей с фазным ротором. Пуск этих двигателей осуществляется с помощью пускового реостата, включенного в цепь ротора. Известно, что пусковой момент двигателя с увеличенньш активным сопротивлением ротора больше, чем пусковой момент этого двигателя, если в цепь ротора не введено добавочное активное сопротивление, т. е. когда двигатель разгоняется по естественной характеристике. По естественной характеристике при тормозном моменте Мп < двигатель не запускается. Однако искусственная характеристика, построенная для двигателя с введенным в цепь ротора добавочным активным сопротивлением, благоприятна для пуска. Если после пуска вывести добавочное сопротивление, то двигатель перейдет на естественную характеристику.

На рис. 12.19,6 представлена схема пуска двигателя с фазным ротором с помощью трехступенчатого трехфазного реостата, каждая фаза которого, состояш.ая из трех добавочных сопротивлений Rceu ?доб2, добз. подключена в одну из фаз ротора. Обычно пусковой реостат состоит из нескольких ступеней (от трех до шести). Многоступенчатый реостат дает возможность в процессе пуска постепенно уменьшать пусковое согфотивление и одновременно поддерживать большое значение пускового момента двигателя. В начале пуска реостат вводится полностью, а затем в процессе разгона двигателя происходит ручное или автоматическое поочфедное отключение его ступеней. Полное сопротивление реостата выбирается так, чтобы пусковой момент двигателя Мп был ближе к максимальному Мд, (рис. 12.19,6), что ускоряет процесс пуска, а также чтобы он не превышал номинального более чем в 1,6-2,2 раза и за время пуска (1 - 5 с), т. е. чтобы реостат не перегревался. Исходя из последнего условия, в мощных двигателях с фазным ротором гфименяют пусковые реостаты с масляным охлаждением.

Так как пусковой реостат имеет несколько ступеней, то каждой из них соответствует своя искусственная механическая характеристика двигателя М(и) (кривые А, В, С на рис. 12.19, а). По мере того как реостат выводится, двигатель при разгоне переходит с одной искусственной характеристики на другую, а по окончании процесса пуска



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 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [77] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0139