§ 3. Пуск в ход асинхронных двигателей с фазным ротором

При включении пускового реостата в цепь фазного ротора с соблюдением условия, что Гр_е0ст = ж_к — г'_рот, можно получить пусковой момент, равный максимальному.

Критическое скольжение s_Kp, при котором двигатель развивает максимальный вращающий момент, определяется формулой (200)

г'_а

^SKP “ >

^к

где т2 = г_рот -f- Гр_еост.

В начальный момент пуска скольжение s = 1, поэтому г'я = х_к, все сопротивление реостата включено в цепь ротора, что соответствует положению рукоятки реостата на клемме 1 (рис. 246, а) и кривой 1 (рис. 246, б).

После того как ротор двигателя развернется до скорости, соответствующей скольжению s_lt переводят рукоятку реостата на клемму реостата 2, это соответствует кривой 2 зависимости момента от скольжения. Затем рукоятку реостата переводят на клемму 3, что соответствует кривой 3, и после разбега двигателя на этой ступени реостата совсем выводят сопротивление реостата, устанавливая рукоятку на клемму 4, что соответствует кривой 4. Таким образом, при своевременном переключении рукоятки реостата при скольжениях ротора s_x, s₂ и s₃ (рис.246,б) можно добиться почти максимального момента на весь период пуска двигателя. Пусковой ток при пуске в ход двигателя с фазным ротором превышает номинальный ток двигателя в 1,5—2 раза.

При пуске в ход двигателя с небольшой нагрузкой, когда не нужно добиваться максимального пускового вращающего момента, сопротивление реостата берут несколько больше той величины, которая соответствует максимальному пусковому моменту, чтобы уменьшить пусковой ток. Включать в сеть и выключать из сети двигатели с разомкнутым фазным ротором не допускается, так как при включении наблюдаются большие всплески пускового тока, а при выключении в обмотках статора и ротора возникают опасные для изоляции обмоток перенапряжения. Вследствие этого пусковые реостаты к этим двигателям не имеют холостых контактов и цепь ротора всегда замкнута.

12 кв. Потоцкий

353

Рис. 246. Пуск в ход асинхронного двигателя с фазным ротором: а — схема; б — кривые моментов.

Для предотвращения износа щеток и колец ротора и уменьшения потерь на трение двигатели большой и сред- ней мощности снабжают специаль-

ными механизмами для подъема щеток и замыкания колец нако- ротко (рис. 247).

Для замыкания колец и подъе- ма щеток поворачивают рукоятку Р после полного разгона ротора двигателя при выведенном пуско- вом реостате.

Порядок остановки двигателя следующий: 1) опускают щетки на кольца; 2) вводят сопротивление пускового реостата, если оно не введено; 3) отключают статор от сети. Таким образом, двигатель оказывается полностью подготов- ленным к следующему пуску.

§ 4. Регулирование скорости асинхронных двигателей

Трудность регулирования ско- рости — один из основных не-

Рис. 247. Механизм для замыкания колец и подъема щеток асинхронного двигателя с фазным ротором.

достатков асинхронных Из формулы Щ =

короткозамкнутых двигателей. (1 — s) следует, что скорость

асинхронных двигателей можно регулировать изменением скольжения s, частоты / или числа пар полюсов р.

Регулирование скорости изменением скольжения применяют в двигателях с фазным ротором. Для этого на место пускового реостата включают регулировочный и, изменяя сопротивление этого реостата, регулируют скорость двигателя. Пусковой реостат для этой цели использовать нельзя, так как он рассчитан на кратковременное прохождение по нему пускового тока.

Как известно, с ростом сопротивления реостата в цепи ротора увеличивается скольжение двигателя (рис. 248), а с увеличением скольжения уменьшается число оборотов двигателя, так как щ = п_х (1 — s).

Поскольку электрические потери в роторе, согласно формуле (192), пропорциональны скольжению Р_и. _р0т =

355

12»

= sP_3U, то отсюда следует, что этот способ регулирования скорости неэкономичен из-за больших потерь электро- энергии.

Регулирование скорости изменением скольжения имеет тот недостаток, что при уменьшении нагрузки пределы регулирования скорости снижаются, например при уменьшении вращающего момента в 2 раза величина скольжения при включении первой ступени реостата s_t будет меньше (рис. 248). Кроме того, из этих же кри- вых видно, что при изменении нагрузки скорость ротора

двигателя будет изме-

няться, что также яв- ляется недостатком это- го способа регулирова- ния. Несмотря на указанные недостатки, этот способ регулиро- вания широко приме- няется, так как он обеспечивает плавное регулирование скоро- сти в широких преде- лах.

Регулирование ско- рости асинхронных дви- гателей изменением час- тоты / требует установки преобразователя часто- ты на группу двигате- лей, скорость которых

нужно одновременно и в одинаковой степени изменять. Этот способ регулирования находит иногда применение в промышленности.

Самый распространенный способ регулирования скорости трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей — регулирование изменением числа пар полюсов обмотки статора.

Для этого обмотку статора выполняют так, что переключением групп катушек можно изменить число пар полюсов, или выполняют две отдельные обмотки на статоре на разное число полюсов. Ротор в этом случае делают обычный короткозамкнутый, число полюсов его всегда равно числу полюсов обмотки статора.

Рис. 248 Кривые зависимости вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения при регулировании скорости изменением скольжения.

356

Рассмотрим одну фазу двигателя, состоящую из двух катушек, которые могут включаться последовательно и параллельно.

При последовательном включении на статоре две пары полюсов (рис. 249, а), а при параллельном — одна

(рис. 249, б). Два полюса обмотки статора можно получить и при последовательном соединении катушек, если поменять местами концы одной из катушек (рис. 249, б). На

Рис. 249. Изменение числа пар полюсов переключением катушек обмотки:

а — две пары полюсов, б — одна пара полюсов.

схеме показано переключение катушек только для одной фазы двигателя. Применив правило буравчика и рассмотрев образование магнитных полей вокруг проводов обмоток, можно убедиться в том, что при последовательном соединении двух катушек образуется две пары полюсов, а при параллельном одна пара.

Для того чтобы при переключении катушек магнитная индукция в стали статора существенно не изменялась, изменяют также схему соединения фазных обмоток. Широкое применение нашла схема двойная звезда — треугольник (рис. 250). При последовательном соединении катушек фазные обмотки соединяют в треугольник (рис. 250, а).

§57