- •2.1. Устройство и принцип действия
- •2.1.1. Принцип действия асинхронной машины
- •2.2. Рабочий процесс трехфазной асинхронной машины
- •2.2.2. Частота вращения мдс ротора
- •2.2.3. Приведение рабочего процесса асинхронной машины при вращающемся роторе к рабочему режиму трансформатора
- •2.2.4. Приведение обмотки ротора к обмотке статора
- •2.2.5. Векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •2.3. Электромагнитный момент асинхронной машины
- •2.3.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. Вывод выражения электромагнитного момента асинхронной машины
- •2.3.2. Максимальное значение электромагнитного момента
- •2.3.3. Начальный пусковой момент
- •2.3.4. Относительное значение электромагнитного момента
- •2.3.5. Зависимость электромагнитного момента асинхронного
- •2.4. Круговая диаграмма асинхронной машины
- •2.4.1. Общие замечания
- •2.4.2. Обоснование круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.3. Характерные точки круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.4. Определение величин, характеризующих работу
- •2.4.5. Построение круговой диаграммы по данным опытов
- •2.4.6. Оценка точности круговой диаграммы
- •2.5. Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей
- •2.5.2. Прямой пуск
- •2.5.3. Реакторный пуск
- •2.5.4. Автотрансформаторный пуск асинхронных двигателей
- •2.5.5. Пуск переключением со звезды на треугольник (у – д)
- •2.5.6. Реостатный пуск ад с фазным
- •2.6. Асинхронные двигатели с вытеснением тока в обмотке
- •2.6.1. Глубокопазный асинхронный двигатель
- •2.6.2. Двухклеточный асинхронный двигатель
- •2.6.3. Другие разновидности ад с вытеснением тока
- •2.7. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.1. Общие замечания
- •2.7.2. Частотное регулирование
- •2.7.3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.5. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.8. Особые режимы работы и виды асинхронных машин
- •2.8.1. Асинхронный генератор
- •2.8.2. Режим противовключения (электромагнитного тормоза)
- •2.8.3. Индукционный регулятор. Фазорегулятор
- •2.8.4. Работа ад при неноминальных условиях
2.6. Асинхронные двигатели с вытеснением тока в обмотке
ротора
Для улучшения пусковых свойств АД применяют специальные конструкции роторов:
с глубокими пазами,
с двойной беличьей клеткой.
2.6.1. Глубокопазный асинхронный двигатель
Принцип действия глубокопазного АД основан на эффекте вытеснения тока в обмотке ротора. Для усиления этого эффекта обмотка ротора выполняется в виде беличьей клетки с узкими высокими стержнями, помещенными в глубокие пазы. Высота паза больше ширины в 6…12 раз и составляет 30…60 мм при ширине 2…5 мм (рис. 2.25).
Вытеснение тока в стержне обмотки обусловлено ЭДС, индуктируемой потоками пазового рассеяния .
Явление вытеснения тока наиболее сильно проявляется в начале пуска, когда и частота в роторе.
Для выяснения появления вытеснения тока удобно стержни обмотки ротора представить в виде ряда слоев (рис. 2.26).
Нижние слои обхватываются большим числом линий пазового потока рассеяния . Следовательно, в нижних слоях индуктируется большие значения ЭДС, что вызывает неравномерное распределение тока по сечению стержня. Индуктивное сопротивление нижних слоев будет больше, чем у верхних. Это вызывает увеличение тока в стержне по высоте в направлении открытия паза. Ток в стержне вытесняется к его верхней части. На этом основании, с некоторым приближением, можно считать, что при пуске стержень можно считать с отсутствующей нижней частью. Следовательно, вытеснение вызывает увеличение активного сопротивления ротора, что равноценно включению в цепь ротора активного сопротивления. Одновременно происходит уменьшение индуктивного сопротивления обмотки ротора ввиду смещения центра силовых линий потокак верху. По указанным причинам существенно увеличивается пусковой момент. В процессе пуска скольжение АД уменьшается и при установившемся режиме равно. При этом. При такой частоте явление вытеснения тока исчезает и ток распределяется равномерно по сечению стержня. Двигатель работает как обычный АД с несколько большим индуктивным сопротивлением.
Глубокопазный АД имеет следующие пусковые характеристики (рис.2.27):
; .
Параметры обмотки ротора глубокопазного АД можно записать в виде
, ,
где и– приведенные активное и индуктивное сопротивления ротора,
и – активное и индуктивное сопротивления пазовой части обмотки ротора при равномерном распределении тока по сечению стержня (т.е. при отсутствии вытеснения),
и – активное и индуктивное сопротивления лобовой части обмотки ротора,
–коэффициент увеличения активного сопротивления пазовой части,
–коэффициент уменьшения индуктивного сопротивления пазовой части.
Анализ дает следующие выражения
; ,
где ;– высота стержня;– глубина проникновения тока при поверхностном эффекте;– угловая частота ЭДС и тока в роторе;– удельная электропроводность.
Если заменить удельную электропроводность на удельное сопротивление, то будем иметь
.
Если принять Гц ивыразить в Ом·м при температуре 500С , то это выражение для медных и алюминиевых стержней соответственно будут иметь вид: ,.
В расчетной практике используются построенные зависимости и. Если, тои.
Как было отмечено выше, геометрическим местом концов первичного тока является окружность лишь при условии постоянства параметров двигателя независимо от скольжения. В этом случае диаметр окружности в масштабе тока .
Так как в рассматриваемом случае параметры ротора изменяются, то для каждого значения скольжения будет своя окружность. Следовательно, геометрическое место токов глубокопазного АД оказывается не окружностью, а более сложной кривой (рис. 2.28). Однако, для режимов, близких к номинальному геометрическое место токов представляет собой дугу с диаметром.