Вопрос №8: Какие гармоники магнитного поля являются рабочими в индукторных двигателях?

В индукторных двигателях в качестве рабочей гармоники чаще выбирают зубцовую гармонику обмотки возбуждения порядка = и зубцовую гармонику обмотки якоря порядка

Вопрос №9: Каковы условия образования однонаправленного момента в индукторных двигателях?

Приравнивая порядки гармоник, получаем соотношение чисел зубцов статора и ротора и полюсности обмотки якоря, являющееся условием образования однонаправленного электромагнитного момента в униполярном двигателе:

Учитывая, что скорости указанных гармоник должны быть одинаковыми, находим скорость ротора:

Если в обычном синхронном двигателе частота вращения ротора , то в индукторном двигателе с осевым возбуждением происходит электромагнитная редукция скорости , где коэффициент редукции

Вопрос №10: Назовите наиболее распространенные типы индукторных двигателей.

Тип двигателя	Схема соединения и питания обмоток	Число зубцов ротора	Угловая скорость ротора
Синхронный с осевым возбуждением		Zs ±Р
С радиальным возбуждением		Zs±p*p'
С самовозбуждением		Zs±2p
Реактивный		Zs±2p
Двойного питания		Zs±p±p'

Вопрос №11: Как осуществляется пуск индукторных двигателей?

Рис. 8.14. Механические характеристики индукторного двигателя (а) и процесс синхронизации ротора (б)

При всех скоростях, кроме синхронной, вращающий момент индукторного двигателя от взаимодействия рабо­чих зубцовых гармоник поля возбуждения и поля якоря является знакопеременным, поэтому самозапуск двигателя возможен лишь при очень малых моментах инерции ротора и связанных с ним масс. В большинстве случаев используется асинхронный способ пуска индукторных двигателей. Для этого в пазах ротора размещается ко­ротко замкнутая обмотка. Асинхронный момент образуется в ре­зультате взаимодействия поля первой гармонической якоря с наве­денными им токами в пусковой обмотке. Для обеспечения пуска и синхронизации двигателя необходимо, чтобы асинхронный момент M_а при синхронной скорости Ω._Rc не превышал максимальный син­хронный момент М_ст, но был больше внешнего момента сопротивления M_вн (рис. 8.14, а). Для этого активное сопротивление короткозамкнутой обмотки выбирают таким, чтобы критическое сколь­жение было равно s_K = 7... 10.

Таким образом, в процессе пуска индукторного двигателя на его ротор действуют момент нагрузки M_вн, асинхронный момент

пульсирующий синхронизирующий момент (без учета тормозного момента)

динамический момент

Поскольку среднее значение синхронизирующего момента при равно нулю, двигатель разгоняется до синхронной скорости под действием асинхронного момента. Уравнение движения ротора при пуске имеет вид

Решая это уравнение при начальных условиях при

находим изменение скорости в процессе пуска (рис. 8.14, б):

где — механическая постоянная времени.

Время, за которое двигатель достигнет синхронной скорости,

Достигнув синхронной скорости, ротор под действием синхрон­ного момента синхронизируется и работает в точке А механической характеристики. В отличие от других типов синхронных двигателей в индукторных двигателях асинхронный момент воздействует на ро­тор и в рабочем режиме. Это вызывает дополнительные потери и снижает КПД двигателя. Кроме того, при больших моментах инер­ции ротор может пройти синхронную скорость и работать с асин­хронной скоростью в точке А' (рис. 8.14, а). Для синхронизации дви­гателя необходимо, чтобы работа, совершаемая положительным синхронным моментом, была больше или равна запасенной ротором кинетической энергии:

Отсюда, принимая во внимание, что , получаем условие синхронизации

В двигателях, рассчитанных на работу от источников с повышен­ной частотой, для надежной синхронизации в пазы ротора укладыва­ют фазную обмотку, короткозамкнутую через центробежные выклю­чатели. Активное сопротивление пусковой обмотки выбирают та­ким, чтобы получить максимальный пусковой момент (при s_K = 1).

Центробежные выключатели настраивают так, чтобы они обеспечи­вали разрыв пусковой обмотки при . Сложности пуска ин­дукторных двигателей ограничивают их применение.