Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми свойствами



С экономической точки зрения асинхронный двигатель должен продолжительно работать при возможно меньшем скольжении, обеспечивающем минимальные потери в роторе. Это возможно только при малых критическом скольжении и актив­ном сопротивлении цепи обмотки ротора. Но такая машина, имея незначительный пусковой момент , может не запус­титься, т.е. не преодолеть момент нагрузки, особенно если в маг­нитном поле воздушного зазора присутствуют значительные выс­шие гармоники.

В двигателе с фазным ротором это противоречие легко разре­шается включением пускового реостата. При этом возрастает пус­ковой момент, а пусковой ток ограничивается сопротивлением реостата.

А как же быть при короткозамкнутом роторе двигателя, в цепь которого ничего включить нельзя? Необходимо создать короткозамкнутый двигатель (его и так называют) с большим активным сопротивлением обмотки ротора при пуске (s= 1) и малым — в режиме нормальной работы (s близко к нулю).

Эту задачу удается решить, используя явление вытеснения тока в проводниках обмотки ротора вследствие поверхностного эффек­та (скин-эффекта). На практике это реализуется в двигателях с глу­бокими пазами ротора и двигателях, имеющих двойную беличью клетку на роторе.

Ротор с глубокими пазами (глубокопазный ротор). При пуске двигателя s=1 и частота ЭДС в обмотке ротора максимальна, т.е. f2=f. По рис. 13.1 видно, что потокосцепление нижних слоев сплошного проводника с магнитным потоком пазового рас­сеяния Фσп больше, чем верхних слоев. Из-за высокой частоты f2 при пуске в нижних слоях проводника будет индуцироваться значительно большая ЭДС самоиндукции, чем в верхних слоях. Со­гласно закону электромагнитной индукции, она стремится создать ток, направленный навстречу току ротора, который опре­деляет магнитный поток пазового рассеяния Фσп. Этот встречный ток в нижних слоях проводника будет больше, чем в верхних.

Так как индуктивность проводника пропорциональна потокосцеплению, можно сказать, что при пуске индуктивное со­противление нижних его слоев увеличивается в большей мере, чем верхних.

Это также приводит к неравномерному распределению тока по высоте стержня, т.е. ток как бы вытесняется в верхнюю его часть и зависимость плотности тока от пространственной координа­ты x не является постоянной (см. рис. 13.1). Поскольку ток течет в основном в верхних слоях проводника, это эквивалентно умень­шению площади его сечения, т.е. увеличению активного сопротивления. При этом общее индуктивное сопротивление всего стер­жня немного снижается.



Рис. 13.1. К явлению вытеснения тока в глубоком пазу ротора

Возрастание r2' вследствие вытеснения тока приводит к увели­чению пускового момента. По мере разгона двигателя скольжение и частота тока ротора падают.

При нормальной работе частота тока в роторе очень мала и его вытеснения не происходит, т.е. ток равномерно распределяется по высоте проводника. При этом площадь сечения стержня как бы увеличивается, активное сопротивление падает, критическое скольжение уменьшается. Так как по окончании пуска двигатель работает с малым скольжением, то электрические по­тери в роторе невелики и электрическая машина име­ет хороший КПД.

Ротор с двойной беличьей клеткой (двухклеточный ротор).Асин­хронные двигатели мощностью в сотни и тысячи киловатт часто изготовляются с двойной беличьей клеткой на роторе.

В верхней части паза располагается пусковая об­мотка, а в нижней — рабочая. Отличаются эти обмотки не только площадью поперечного сечения стержней, но и материалами. Обычно рабочая клетка выполняется из меди, а пусковая — из сплавов с более высоким сопротивлением: латуни или бронзы. Средние значения удельных сопротивлений этих материалов, мкОм м,при температуре 20°Сследующие: медь — 0,0175; ла­тунь — 0,08; бронза — 0,1.

Обмотки проектируются таким образом, чтобы активное со­противление пусковой r'пв несколько раз превышало активное сопротивление рабочей r'р.

Индуктивные сопротивления рассеяния обмоток имеют обрат­ноесоотношение. Рабочая обмотка расположена глубоко в пазу стального сердечника ротора, поэтому у нее велик магнитный поток рассеяния, а следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния х'р больше, чем у пусковой, т.е. х'п<х'р.

При пуске двигателя частота ЭДСв обмотке ротора макси­мальна (f2 = f). Так как индуктивные сопротивления пропорци­ональны этой частоте, то х'р в большей мере ограничивает ток в рабочей клетке, т.е. током оказывается нагружена преимуществен­но пусковая обмотка, имеющая высокое активное сопротивле­ние r'п Следовательно, на механической характеристике велики Критическое скольжение sкр и пусковой момент MП.



В установившемся режиме скольжение невелико, частота тока в роторе ничтожно мала и индуктивные сопротивления обеих клеток не проявляются. При этом током нагружена главным образом рабочая обмотка, имеющая гораздо меньшее активное сопротив­ление. Следовательно, двигатель работает с малым скольжением и высоким КПД.

Таким образом, при пуске двухклеточного двигателя ток рото­ра как бы вытесняется к воздушному зазору, как и в случае с глубокопазным ротором.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!