10.13. Регулирование скорости вращения ротора

10.13.1. С точки зрения регулирования скорости вращения ротора асинхронный двигатель хуже, чем двигатель постоянного тока. Обычно асинхронные двигатели применяются в нерегулируемых приводах.

10.13.2. Двигатель с фазным ротором регулируется введением реос­тата. При этом уменьшаются обороты п2. Это очень неэкономично, так как увеличиваются потери на дополнительном сопротивлении. Регули­рующие реостаты обычно рассчитаны на продолжительный режим ра­боты и регулируют обороты в диапазоне до трех раз.

10.13.3. Согласно соотношению регулировать скорость вращения ротора короткозамкнутого двигателя можно двумя способами.

1. Изменением числа пар полюсов. Выводы катушек статорной об­мотки переключаются на щитке двигателя. В зависимости от их пере­ключения изменяется число пар полюсов. Этот способ дает возможность регулировать обороты ступенчато.

2. Изменением частоты питающего тока. Обычно частоту регу­лируют тиристорным преобразователем частоты в пределах

Недостатком этого способа является необходимость включения до­полнительного прибора и небольшие пределы регулирования.

10.13.4. Что касается реверсирования (изменения направления вра­щения ротора), то для этого необходимо изменить направление враще­ния магнитного поля. Это можно осуществить, если поменять местами два любых линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со стато­ром двигателя.

10.14. Пуск асинхронного двигателя

10.14.1. У асинхронного двигателя не очень высокие пусковые ха­рактеристики. При пуске под полным напряжением в обмотке статора возникают токи, в несколько (6...7) раз превышающие номинальные. Это опасно и для двигателя, и для сети переменного тока. Пусковой момент двигателя обычно невелик, поэтому при пуске двигатель нужно разгру­зить. Задачу пуска решают с помощью искусственного повышения сопротивления цепи ротора. При этом увеличивается пусковой момент и уменьшается пусковой ток.

10.14.2. Пуск двигателя с фазным ротором осуществляется введени­ем максимального сопротивления реостата в обмотке фазного ротора. После разгона ротора постепенно уменьшают сопротивление реостата. Иногда используют ступенчатый реостат (имеющий пусковое допол­нительное и рабочее сопротивление).

10.14.3. Пуск короткозамкнутого двигателя облегчается при исполь­зовании специальной конструкции ротора в двигателе с вытеснением тока. В роторе с глубоким пазом стержни «беличьей клетки» изготов­ляют в виде пластин и вкладывают в глубокий паз сердечника ротора. Распределение тока по глубине паза зависит от индуктивности отдель­ных его частей. Потокосцепление и индуктивность глубинной части стержня больше потокосцепления и индуктивности внешних частей. По­этому в момент пуска, когда частота тока в стержнях большая (равна частоте вращающегося магнитного поля), индуктивное сопротивление глубинных частей велико. Происходит «вытеснение» тока в верхнюю часть стержня (рис. 10.23). Таким

образом, увеличивается активное сопротивление «беличьего колеса» при пуске, улучшаются пусковые характе­ристики. В номинальном режиме рабо­ты двигателя частота тока в стержнях мала, процесс «вытеснения» отсутству­ет, активное сопротивление стержня уменьшается. Стержни ротора с глубоким пазом можно изготовлять различной формы (рис. 10.24). Ротор с двойной «беличьей клет­кой» имеет два «беличьих колеса». Вер­хняя клетка изготовляется из латуни, нижняя — из меди и имеет большое сечение. В момент пуска ток вытесня­ется в верхнюю, латунную, клетку, име­ющую большое активное сопротивле­ние. Эта клетка называется пусковой. В установившемся режиме работает нижняя, рабочая клетка с малым актив­ным сопротивлением (рис. 10.25). В дви­гателях с вытеснением тока пусковой мо­мент может увеличиваться в три раза. Пусковой ток устанавливается в три-четыре раза больший, чем номинальный.

10.14.4. За счет снижения напряже­ния, подаваемого на обмотку статора, может быть уменьшен пусковой ток. Снижение пускового тока приводит к нежелательному уменьшению и пускового момента. Этот способ называется пуском при сниженном напряжении. Есть несколько способов пуска при сниженном напряжении:

1) пуск с помощью реактивной катушки;

2) пуск с помощью реостата (активного сопротивления);

3) автотрансформаторный пуск;

4) пуск переключением катушек обмотки статора с треугольника (в номинальном режиме) на звезду.

К сожалению, все эти способы понижают не только пусковой ток, но и пусковой момент.