2.9. Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором.
Для уменьшения пускового тока и увеличения пускового момента в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором включают пусковой реостат, состоящий из нескольких ступеней сопротивления. Схема включения реостата аналогична включению регулировочного реостата. Сопротивления ступеней пускового реостата и момент их переключения должны обеспечить поддержание пускового момента в прцессе разгона в некоторых пределах от максимального до минимального значения.
Для расчета используется упрощенная формула Клосса
и зависимость критического скольжения от сопротивления
Рис.2.9.1. Схема включения реостата в цепь ротора и пусковые
характеристики при реостатном пуске
Максимальный
пусковой момент (точка 1) при неподвижном
роторе при скольжении
равен критическому моменту. Он может
быть получен, если в цепь ротора ввести
добавочное сопротивление
.
При разгоне
двигателя с этим сопротивлением в цепи
ротора до скольжения
(точка 2) пусковой ток спадает, а пусковой
момент снижается до минимального
значения
.
Затем закорачивается первая ступень
пускового реостата при скольжении
После закорачивания 1 ступени вращающий момент опять достигает максимального значения (точка 3). Этому соответствует критическое скольжение на новой механической характеристике
и добавочное сопротивление в цепи ротора
.
При разгоне
двигателя с этим сопротивлением в цепи
ротора до скольжения
(точка 4) пусковой ток опять спадает, а
пусковой момент снижается до минимального
значения
.
Закорачивют вторую ступень пускового
реостата. Это скольжение равно
и добавочное сопротивление в цепи ротора
.
Если скольжение
равно критическому скольжению
естественной механической характеристики
,
то эта ступень реостата последняя. Далее
разгон продолжается по естественной
характеристике до точки 6, соответствующей
моменту нагрузки на валу
.
2.10. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Регулирование изменением числа полюсов. Однообмоточные и двухобмоточные многоскоростные двигатели. Принцип переключения числа полюсов
При переключении
числа полюсов изменяется
,
число витков
,
величины электромагнитных нагрузок
(индукция В, ток I,
и обмоточные коэффициенты). Момент
асинхронного двигателя при переключении
полюсов изменяется пропорционально
индукции
На основании
выражения
получаем
,
откуда
.
Для схемы Y-Y:
- переключение полюсов при постоянном
моменте нагрузки (например, крановая
нагрузка – механизм подъема)
;
;
;
Для схемы Y-YY – переключение при постоянной мощности (механизм передвижения транспортного средства, крана)
;
;
Регулирование изменением частоты подведенного напряжения.
При регулировании
изменением частоты
для получения наилучших технико-экономических
показателей асинхронного двигателя
напряжение регулируется по закону
Костенко:
,
при котором поддерживается постоянным магнитный поток асинхронного двигателя и остаются постоянными высокие энергоэкономические показатели двигателя (КПД и cos ).
При
этот закон принимает вид
или
;
При
или
Регулирование изменением скольжения s. Скольжение изменяется обратно пропорционально квадрату напряжения
,
где
При регулировании изменением активного сопротивления в цепи ротора при постоянном моменте
;
таким образом,
и
скольжение и снижение частоты вращения пропорционально сопротивлению в цепи ротора. Пропорционально снижению скорости (увеличению скольжения) возрастают потери и снижается КПД. Диапазон регулирования зависит от нагрузки на валу. Скорость холостого хода двигателя (при М=0) не регулируется.
Рис.2.10.5. Механические характеристики двигателя при регулировании изменением скольжения