Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 76
Текст из файла (страница 76)
На рис. 14.30 показаны линии поля рассеяния, замыкающиеся поперек глубокого паза, в котором расположен стержень обмотки с током. Часть стержня, лежащая в глу- Ф бине паза, сцеплена с большим числом пиний, чем наружная часть того же стержня. Вследствие этого при пуске асинхронного двигателя в ход повышенное индуктивное сопротивление этой части стержня вызывает вьпеснение тока ротора в наружнура часть сечения стержня. Это экви- "ьр ,',м .ПРР П П.2 П,Ч П,П П,П 7 т Рис 14 2Ч Рнс 14.30 455 вален~но увеличению активного сопротивления обмотки ротора, так что повышается начальный момент двигателя, а увеличение индуктивного сопротивления вследствие применения глубокого паза уменьшает пусковой ток, При рабочей частоте вращения двигателя индуктивное сопротивление становится незначительным, ток распределяется по сечению стержня почти равномерно и двигатель работает, как обычный короткозамкнутый Двигатель с глубоким пазом ротора в конструктивном отношении проще двигателя с двойной клеткой.
Зато второй может быть выполнен на различные начальные моменты и на различные кратности пускового тока, что дает возможность конструировать такой двигатель для специальных случаев тяжелого пуска в ход. та тт. МЕтОдЫ РЕГулиРОВАния ЧАСтстЫ ВРАщянил АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором обычно служа~ метод частотного регулирования, представляющий собой плавное регулирование частоты врашенин магнитного поля путем регулирования частоты тока в обмотках статора, и метод изменения числа пар полюсов вращающегося мапштного поля, при котором частота вращения магнитного поля изменяется скачком.
Для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором применяется метод реостатного регулирования, представля|оший собой плавное регулирование скольжения ротора путем изменения активного сопротивления его фазных обмоток А, Частотное регулирование, Наиболее перспективным методом управления частогой вращения асинхронного двигателя является регулирование частоты персию~ного тока в обмотках стагора двигателя. Угловая скорость вращающегося поля га, = 2я(/р, т.
е изменяется про. порцнопально изменению частогы тока (. Однако при регулировании частоты тока необходимо одновременное регулирование напряжения. Это связано с тем, что в соответствии с выражением (14ЗО) ЭДС фазы, а следователь <о, и пита~ощее напряжение пропорциональны частоте тока и потоку. Так как поток должен сохраняться во всех режимах одним и тем же, то напряжение должно быть (без учета падений напряжения в обмотках машины) пропоршюнальным частоте. Кроме того, зто нужно для того, чтобы при изменении частоты вращения двигателя не изменялся его вращающий момент. При опенке характера зависимости вращающего мол5ента от часто.
ты тока в обмозках статора и от напряжения не будем учитывать в уравнении (14.28) активное сопротивление обмотки статора г и ппь1 дуктивные сопротивления рассеяния обмогок статора х н рорас! 456 тора х . Тогда врал>з>оший момен> с учетом ()4.)2) пас>' > Зр и' Зл> ЛХ =, — . — „-; =Л вЂ”, > оэ>, 'я > ! г ь> (! 4.35) где А =сопя>. Следовательно, при изменении чзс>оты тока для поддержания вращающего момента постоянным необходимо пропорционально изменять напряжение нз обмотках сипора, г.
с нужно выполнить условие (У/('= = сопя(, Если регулировать чзс>огу токз и напряжение, соблюдая ука. эанное условие, то механические ларзктсристики двигателя будут оставаться жесткими, з мзксимзльлый момент почти не зависящим от частоты (он су>цес>асино уменьшается лишь при относительно низких частотах). В то же время мощность буцет изменяться пропорционально частоте токз, так как р, =М ь> . Нзпример, при уменьшении ар р' частоты тока в 2 рзэа вдвое уменьшастсл и мощность на взлу двига. геля.
Ь. Регулирование изменением числа пар полюсов. Ступенчатое изменение угловой скорости асинхронного двигателя в широких пределзх переключением числа пзр пол>осов осуществимо ценой усложнения и удорожания его конструкпии. При постоянной частоте сети угловзя скорость вращающегося поля зависит только от числа пзр полюсов, эацаваемого обмоткой статорз. Если на статоре поместить две отдельные обмотки — одну, образую>дую р пар, а другую, обрзэуюшу>о (> пар полюсов, то, включив в сеть первую нли вторую обмотку, в>лучпм частоту вращения поля: л, = 60(,>р или л,' — — 60()'7>': следовательно, л>/л> = р'(р, 457 т.
с. соответственным образом будут рзэли >аться и частоты вращения ротора двигателя. При этом обма>ка ротора двигателя должна быть выполнена, как беличье колесо. Числа ш>люсов обмоток статора в этом случае взаимно ничем не связаны и мокнут быть выбраны шобыми в зависимости от условий работы двигателя. Само регулирование свошыся к скачкообразному изменению частоты вращения поля. )(о частотз вращения ротора не может изме>иться скачком иэ-эа инерции всей системы электроприаода. Лишь после псреклю >ения >ючинается соответствующее изменение частоты вращения роторз. Чтобы показать нагляднее этот переходный процесс, построим две механические характеристики асинхронной машины с изменяемым числом пар полюсов одну характерно>ик> при р парах пол>осов, а 0 М~ар Мар 3) О Мтер Мрр Рис !4.3! вторую — при р =2р парах полюсов 1соответствен1зо рис 14.31, а и 6).
Предположим, что тормозной момент на валу двигателя остается постоянным при изменении частогы вращении поля. При увеличении последней, т. е прн переходе от р' к р парам полюсов !рис 14.31, а), двигатель сначала оказывается в условиях, близких к пусковым, и имеет место скачок тока. При переходе от р к р' !рис. 14.31, б), т. е, при уменьшении часготы вращения поля, машина оказывается сначала в условиях гснераторного режима и работает, отдавая энергию в сеть Такой режим иногда используетсл для быстрого и экономичного торможения элсктропривода Двумя отцельнылш обмотками снабжаются статоры лишь у двигателей небольшой мощности; у двигателей большой мощности иелесообразнес переключение катушек одной п той же обмотки для получения различного чис.ю пар полюсов Па рис.
14.3" показана схема пере. ключенил трсхфаэной обмозкн с двух на четыре полюса. Переключение обмотки в ином отношении, чем ! . 2, требует более сложного изме. пения схемы и прнменясшя реже, В большинстве случаев статор асинхронной мапшны снабжаезся дву. мя независимымн обмоэкамн, пз которых каждая перекл|очается в от- Рнс !4 3» ноцюнии 1 2 (или ином).
Таким образом, двигатель имеет четыре ступени частоты вращения, например ЗООО, 1500, 1000 и 500 об/мин. В. Реостатиое регулирование, В трехфаэных асинхронных двигателях с фаэным ротором примениется реостатный способ регулирования частоты вращения ротора. Это достигается введением в цепь фаэных обмоток ротора регулируемого трехфазного реостата, как при пуске двигателя (см. рис. 14.26) . Но этот реостат должен быть рзссчнтан на Лдительную нагрузку током ротора, з не на кратковременную, как пусковой реостат. Увеличение активного сопротивления цепи роторз изменяет характеристику 212 (з) — делает ее более мягкои вр (см. рис.
14,27). Если при постоянном момегпе на валу двигателя увеличивать активное сопротивление цепи ротора путем постепенного увеличения сопротивления реостата (г < г 2 < г ), то рабочая р~ р2 точка будет смещаться с одной кривой М (з) на следующую, соотвр ветствующую возросшему сопротивлению цепи ротора (см. рис. 14.27, точки 1 — 4), соответственно чему растет скольжение, а следовательно, уменьшается частота вращения двигателя. Этим путем можно изме. нять частоту вращения ротора в пределзх от номинзльной до полной остановки Недостатком такого способа регулирования являются относительно большие потери энергии (см.
з 14 11), Мо2цность врзшзющегося поля Р беэ учета потерь энергии в серцсчнике статорз совр п стоит (см. рис. 14.20) иэ мощности потерь в проводах обмотки ротора (сьь схему замещения на рис, 14.18) и механической люшност и ! (~ 2 ) мех вз х Отношение прз~ мех т. е. Р = Р л/22, мех вр.п показывает, что для механической мощности > меньшается прямо пропорционально уменьшению чзстоты вршцения реморз, одновременно соответстве>шо увеличивается даля мопшостн потерь и активном сопротивлении пепи ротора Лля улееньшення частоты вращения двигатели, например на 259е, нужно включить в цепь роторз реостзг с тзкиле активным сопротивлением, я коц2рохе будет бесполезно превращать в теплоту четверть энергии вршцзквпегося мзпппного поля. 459 Недостатком такого регулирования может являпси н то обстоятельство, что вкл>очсние реостата н цснь ротора делает механичсску>о ха.
рактеристику двигателя мягче, слсловзтсльно, уменьшас> стабильное>ь его частоты вращения При вкшочснном рсостатс малые изменения нагрузки на валу выэывщот эначитслы>ыс изменения чзсто>ы вращения двигателя. 14,>В. дВухФАзные и ОднОФАзные АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Если у статора двигзтеля только одна олнофзэнзя обмотка (рис. 14.33), то неременнын ток в ней буцст воэбужлзть в машине, пока се ротор неподвижен, нсрсмснное магнитное поле, ось которого тоже неподвижна Это поле будет инлуктироязть в обмотке ротора ЭПГ, нод действием которой в ней возникнут >окн. Взаимодействие токов ротора с мап>нтным нолем стагора со>дзот электромагнитные силы В, лротивопологю>о нзнравлснныс я нрзвой и левой полови>юх ротора, тзк что реэуль>ируюнн>й момеш, действую>нин на ротор, окажется равным нулю Глеловзтельно, нри наличии одной обмотки начальный пусковой момс>п однофзэного Двигателя равен нулю, >.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
