2.4.2. Трехфазный ад с фазным ротором

Отличается от АД с короткозамкнутой обмоткой ротора, тем, что на его роторе размещена трехфазная обмотка, соединенная в звезду, выводы которой подключены к трем контактным кольцам (рис. 2.12). Такая конструкция ротора позволяет включать в его цепь различные элементы, например, резисторы, для регулирования скорости, момента или пускового тока.

2.4.3. Пуск ад

При подключении АД к сети, через его обмотки протекает большой пусковой ток, который в несколько раз превышает номинальный ток двигателя. Чтобы снизить токовую нагрузку на обмотки двигателя и питающую сеть применяют несколько способов:

• Если позволяет конструкция электропривода, пуск осуществляют при отключенной нагрузке. После разгона ротора механическую нагрузку подключают с помощью фрикционной муфты.

• При фазном напряжении двигателя равном линейному напряжению сети, на время пуска обмотки статора включают по схеме звезда. В установившемся режиме обмотки включены треугольником.

• Иногда на время пуска АД подключают к сети через добавочные сопротивления, которые после разгона замыкают накоротко. Следует иметь ввиду, что этот метод, как и предыдущий уменьшает пусковой момент двигателя.

• Включение при пуске добавочных резисторов в роторную цепь АД с фазным ротором (рис. 2.12) не только уменьшает пусковой ток, но и увеличивает пусковой момент. Поэтому является основным при пуске таких АД.

2.4.4. Регулирование частоты вращения ад

На практике применяются в основном два основных способа:

• Ступенчатое регулирование скорости вращения за счет изменения числа пар полюсов статора. Способ экономичен и сравнительно прост, но применим только на специальных АД называемых многоскоростными.

• Плавное регулирование скорости АД в широком диапазоне осуществляют изменением частоты питающего напряжения с помощью специальных силовых частотных преобразователей. Это наиболее перспективный способ.

Для реверсирования (изменения направления вращения) АД меняют направление вращения магнитного поля статора. Для чего меняют местами любые две фазы на клеммах двигателя.

2.4.5. Трехфазный синхронный двигатель

Статор трехфазного синхронного двигателя (СД) такой же, как у асинхронного двигателя. Он создает вращающееся магнитное поле.

Ротор – постоянный магнит или обмотка, питаемая постоянным током, концы которой выведены на два контактных кольца.

Принцип действия СД основан на притяжении разноименных полюсов двух магнитных полей – статора и ротора. На рис. 2.13: 1 - ротор; 2 – магнитная ось вращающегося поля статора. Поэтому ротор СД всегда вращается со скоростью равной скорости вращения поля статора, т.е. с синхронной скоростью, определяемой из зависимости (2.9). При увеличении момента сопротивления (М_С) на валу двигателя растет и отставание по фазе (угол Q на рис. 2.13) вращающегося ротора от поля статора. Зависимость М_С от угла Q имеет вид: М_С = М = М_МАХsinQ; где М – вращающий момент двигателя. Обычно Q_H = 25... 30^о → М_Н ≈ 0,5М_МАХ (рис. 2.14).

Механическая характеристика двигателя абсолютно жесткая (рис.2.15).

В отличие от асинхронного, синхронный двигатель обладает ценным для энергетики свойством – позволяет регулировать реактивную мощность потребляемую им из сети. В зависимости от величины постоянного тока, протекающего по обмотке ротора, двигатель может представлять для сети активно-индуктивную, чисто активную или активно-емкостную нагрузку. Последнее весьма ценно, т.к. емкостной ток СД компенсирует токи, потребляемые из сети активно-индуктивными потребителями.