2.6.2. Двухклеточный асинхронный двигатель
В таких двигателях на роторе две обмотки – две беличьих клетки. Стержни одной обмотки располагаются в верхней части пазов, а стержни другой в нижней. Наружную обмотку называют пусковой, а внутреннюю – рабочей (рис. 2.29).
Стержни наружной
обмотки выполняются из латуни, а
внутренней – из меди. В связи с этим,
активное сопротивление наружной клетки
в 2…4 раза больше активного сопротивления
внутренней клетки
.
Что касается индуктивного сопротивления
наружной клетки
,
то оно в 20…50 раз меньше индуктивного
сопротивления внутренней клетки
.
Это объясняется тем, что стержни
внутренней клетки утоплены глубоко в
пакет стали ротора и имеют пазовый поток
рассеяния рабочей обмотки
(рис. 2.30) значительно превосходящий
пазовый поток рассеяния пусковой обмотки
.
На рис. 2.30
– суммарный поток рассеяния рабочей и
пусковой обмоток, соответствующим
вторичному току
.
Поток
пересекает две воздушные щели, а
лишь одну. Это одна из причин, что
.
По этой причине
.
При пуске, когда
,
частота
указанное неравенство проявляется
особенно сильно (
),
и
.
С достаточным приближением можно
считать, что при пуске токи в обмотках
распределяются обратно пропорционально
их индуктивным сопротивлениям.
Следовательно, ток пусковой обмотки
много больше тока рабочей
,
т.е.
.
При этом сдвиг тока
относительно
будет невелик. Поэтому, наружная обмотка
будет создавать большой пусковой момент
.
По мере разбега
двигателя скольжение уменьшается и при
номинальном режиме
и частота
.
При этом индуктивные сопротивления
сильно уменьшаются, и токи в обмотках
будут определяться в основном их
активными сопротивлениями. Так как
,
то ток потечет в основном по внутренней
обмотке. Укажем кратность пускового
момента и пускового тока
;
.
Изобразим механические характеристики (рис. 2.31) и схему замещения двухклеточного АД (рис. 2.32).
2.6.3. Другие разновидности ад с вытеснением тока
Наряду с рассмотренными ранее, широко применяются АД с колбовидными и трапецеидальными пазами ротора(рис. 2.33).
Утолщение
нижней части стержней предусмотрено
для более резкого изменения сопротивления
обмотки ротора при вытеснении тока для
улучшения пусковых свойств АД. По своим
свойствам такие двигатели близки к
двухклеточный АД. Однако технологически
изготовление таких двигателей более
предпочтительно. Обмотка ротора таких
АД до 100…150 кВт выполняется путем заливки
ротора алюминием. В ряде случаев для
усиления эффекта вытеснения тока при
пуске и улучшения пусковых свойств
пазам ротора придается удлинение в
радиальном направлении форма (рис. 2.33,
в,г,д).
2.7. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
2.7.1. Общие замечания
Как известно , (2.15)
откуда
,
где
– синхронная частота вращения.
Таким образом, из (2.15) следует, что частоту вращения АД можно регулировать двумя способами:
1) изменением синхронной частоты вращения ;
2) изменением скольжения s.
Изменить можно двум путями: плавно путем изменения питающей частоты и ступенчато путем изменения числа пар полюсов р. В обоих случаях регулирование частоты осуществляется экономично с высоким КПД.
Второй
способ регулирования не экономичен,
так как он связан со значительными
потерями в обмотке ротора. В этом случае
возникает мощность скольжения
,
которая выделяется в виде потерь в
роторе.