С повышенным пусковым моментом
Для достижения высоких значений КПД асинхронные двигатели проектируют с малыми величинами скольжения (s = 0,01-0,03), что возможно при малых значениях активного сопротивления роторной обмотки. Но в этом случае у двигателя невысокий пусковой момент (ниже номинального момента), что затрудняет применение прямого пуска. Возникает задача создания асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, у которых активное сопротивление обмотки ротора при пуске достаточно велико и уменьшается с возрастанием частоты вращения ротора. Эту задачу решают, используя эффект вытеснения тока в обмотке ротора, применяя роторные обмотки специальной конструкции. Такие двигатели получили название двигателей с повышенным пусковым моментом.
Одной из раз-новидностей таких конструкций является изобретенный М. О. До-ливо-Доброволь-ским асинхронный двигатель с двухклеточным ротором, имеющего две элект-рически связанные или несвязанные обмотки: рабочую – расположенную глубже в теле ротора, пусковую – помещенную ближе к периферии (рис. 4.2, а). Магнитная проводимость в зоне рабочей обмотки лучше, чем пусковой, а потоки рассеяния ее больше (проводимость в зоне пусковой обмотки искусственно понижают открытием паза, а поток рассеяния ее таким образом уменьшают). Пусковую обмотку выполняют из материала с большим удель-ным сопротивлением – латуни, алюминиевой бронзы и т. д., а рабочую обмотку - из меди.
В момент включения двигателя частота тока в его роторной обмотке 
. Обе обмотки в электрическом отношении включены параллельно, вследствие чего ток распределяется между рабочей и пусковой обмотками обратно пропорционально их полным сопротивлениям. Так как у рабочей обмотки весьма большое индуктивное сопротивление, то и ее полное сопротивление в несколько раз больше полного сопротивления пусковой обмотки, собственное индуктивное сопротивление которой чрезвычайно мало. Ток рабочей обмотки в этом случае заметно меньше тока пусковой обмотки. Вследствие большого индуктивного сопротивления рассеяния рабочей обмотки ток в ней отстает на большой угол от ЭДС, индуктированной потоком взаимоиндукции, и соответственно эта обмотка создает при пуске относительно малый пусковой момент. Наоборот, ток пусковой обмотки при пуске не только значителен по величине, но вследствие ничтожного индуктивного и большого активного сопротивления этой обмотки он почти совпадает по фазе с ЭДС взаимоиндукции, в результате чего эта обмотка создает весьма большой вращающий момент.
По мере разгона ротора уменьшается скольжение и частота 
, снижается индуктивное сопротивление рабочей обмотки. По окончании процесса разгона значение скольжения становится малым и роль реактивных сопротивлений в токораспределении оказывается незначительной. Распределение токов в обмотках ротора определяется соотношением
, (4.3)
и ток проходит в основном по рабочей обмотке ротора, у которой 
. Таким образом в двухклеточном роторе ток в начальный момент пуска вытесняется в наружную пусковую обмотку, создающую большой пусковой момент, а по окончании процесса пуска протекает по рабочей обмотке с малым активным сопротивлением, вследствие чего двигатель работает с высоким КПД. С целью упрощения технологии производства двухклеточные двигатели выполняют с электрически связанными литыми алюминиевыми обмотками. Уменьшения реактивного сопротивления пусковой обмотки такого ротора достигают за счет увеличения раскрытия паза, а повышенное значение активного сопротивления получают, уменьшая сечения пусковой обмотки.
Другой разновидностью двигателя с повышенным пусковым моментом является глубокопазный двигатель, принцип которого также основан на явлении вытеснения тока.
Обмотка глубокопазного ротора работает в период пуска как переменное сопротивление, автоматически уменьшающееся по мере увеличения частоты вращения ротора. На рис. 4.3, а представлена наиболее вероятная картина распределения магнитного потока рассеяния паза ротора. Из нее видно, что потокосцепление частей проводника, лежащих ближе к дну паза (участок 1¢-1¢), больше потокосцепления частей проводника, расположенных ближе к поверхности паза (участок 2¢-2¢). Соответственно в нижерасположенных волокнах наводится большая ЭДС рассеяния, в вышерасположенных – меньшая.
Это особенно заметно при неподвижном роторе, когда частота тока в его цепи равна частоте тока в статоре. Диаграмма рис. 4.3, б показывает противодействие ЭДС рассеяния 
основной ЭДС 
, препятствующее похождению тока 
и вытесняющее его в верхнюю часть паза. Происходит как бы уменьшение сечения проводника и, как следствие этого, увеличение его активного сопротивления при одновременном уменьшении индуктивного (потокосцепление действующей части сечения меньше, чем всего проводника). Рост активного сопротивления снижает пусковой ток и увеличивает пусковой момент.
По мере увеличения частоты вращения ротора частота тока в нем уменьшается, эффект вытеснения слабеет. Чем ближе к синхронной становится частота вращения ротора, тем больше выравнивается кривая 1 распределения тока по высоте паза (рис. 4.3, в) до кривой 2 в конце пуска.
Зависимости 
дви-гателей с различными конструк-циями обмоток ротора приведены на рис. 4.4 (кривая 1 - для двигателя с обычной короткозамкнутой обмоткой, кривая 2 - для двигателя с глубокопазным ротором, кривая 3 - для двигателя с двухклеточным ротором).
Наибольший пусковой мо-мент получают в двигателе с двухклеточным ротором. Кратность пускового момента для него 
, при кратности пускового тока 
. За счет большей величины потока рассеяния в роторной обмотке коэффициента мощности и КПД двигателей с повышенным пусковым моментом несколько ниже, чем двигателей нормального исполнения.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!