Двигатели короткозамкнутые


Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками

 

Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пазами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе.

Двигатель с глубокими пазами на роторе.От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него пазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которые уложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. Обычно глубокий паз имеет соотношение размеров hп/ bп =9÷10, где hп, bп — высота и ширина паза.

В момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет наибольшее значение (f2 = f1), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния (рис. 15.6, а). На рис. 15.6, б показан график распределения плотности пускового тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению активного сопротивления стержня ротора, что, как известно, способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограни­чению пускового тока (см. § 15.2).

Таким образом, двигатель с глубокими пазами на роторе об­ладает благоприятным соотношением пусковых параметров: большим пусковым моментом при сравнительно небольшом пус­ковом токе. По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает (f2 = sf1). В связи с этим уменьшается индук­тивное сопротивление обмотки ротора x2 ≡ f2. Распределение плотности тока по высоте стержня в том случае становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления ротора. При работе двигателя с номинальной частотой вращения, когда f2 << f1, процесс «вытеснения» тока практически прекраща­ется и двигатель работает, как обычный короткозамкнутый.

Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах рото­ра бутылочной формы (рис. 15.7). В этом случае «вытесне­ние» тока происходит в верхнюю часть паза, имеющую меньшее сечение, а следовательно, большее активное со­противление. Применение пазов бутылочной формы позволяет сократить высоту пазов ротора, а следовательно, уменьшить диаметр ротора по сравнению с глубокопазным ротором.

Двигатель с двумя клетками на роторе.Еще лучшими пусковыми свойствами

 

 

Рис 15.6 Ротор с глубокими пазами:

а — устройство, б — распределение плотности тока ротора

по высоте стержня при пуске и при работе двигателя

 

 

обладают асинхронные двигатели с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе (рис. 15.8, а): рабочей клеткой 1, стержни которой расположены в ниж­нем слое, и пусковой клеткой 2, стержни которой расположены в верхнем слое, ближе к воздушному зазору.

 

Рис 15.7. Буты­лочная форма стержней рото­ра

 

Стержни пусковой клетки обычно выполняют из латуни или бронзы — материалов, обладающих более высоким, чем у ме­ди, активным сопротивлением. Индуктивное сопротивление рас­сеяния пусковой клетки невелико, так как ее стержни расположе­ны вблизи воздушного зазора и к тому же с двух сторон имеют воздушные щели (рис. 15.8, б). Стержни рабочей клетки выполня­ют из меди, и по сравнению со стержнями пусковой клетки они имеют большее сечение. Это обеспечивает рабочей клетке малое активное сопротивление. Но зато индуктивное сопротивление ра­бочей клетки больше, чем у пусковой, особенно в начальный период пуска, когда частота тока в роторе сравнительно велика (f2 ≈ f1).

В момент пуска двигателя ток ротора проходит в основном по верхней (пусковой) клетке, обладающей малым индуктивным со­противлением. При этом плотность тока в стержнях пусковой клетки намного больше плотности тока в стержнях рабочей клетки (рис. 15.8, б). Повышенное активное сопротивление этой клетки обеспечивает двигателю

значитель­ный: пусковой момент при пони­женном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ро­тора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное

 

Рис. 15.8 Двухклеточный ротор:

а — устройство; б — распределение плотности тока в рабочей и пусковой клет­ках при пуске и работе двигателя

 

со­противление рабочей клетки уменьшается, и распределение плотности тока в стержнях пусковой и рабо­чей клеток становится почти оди­наковым. В итоге происходит пере­распределение вращающего момента между клетками: если в начальный период пуска момент создается главным образом токами пусковой клетки, то по окончании периода пуска вращающий момент создается в основном токами рабочей клетки. Так как активные сопротивления клеток ротора неодинаковы, то зависимость M = f(s) этих клеток изображается разными кривыми (рис. 15.9). Максимальное значение момента пусковой клетки вследствие ее повышенного активного сопротивления смещено в сторону скольжений, близких к единице. Вращающие моменты от обеих клеток направлены в одну сторону, поэтому результирующий момент двигателя равен сумме моментов пусковой Мпк и рабочей Мраб.к клеток М = Мп.к + Мраб.к

 

 

 

Рис. 15.9. Механическая характеристика двухклеточного

асинхронного двигателя

 

Двигатели с двумя клетками на роторе по сравнению с асин­хронными двигателями обычной конструкции имеют повышенную стоимость, что объясняется сложностью конструкции.

Читайте также:

lektsia.com

Схема и принцип действия трехфазного асинхронный электродвигатель

В сельском хозяйстве используется несколько миллионов трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Этот тип электродвигателя является основным техническим средством при электромеханизации производственных процессов во всех отраслях сельского хозяйства.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из корпуса 7, неподвижного статора 6, вращающегося ротора 5 и двух подшипниковых щитов 4  с подшипниками качения или скольжения, расположенными в центре щитов (ри.26).

Статор двигателя состоит из сердечника 6 и трехфазной обмотки 8. Корпус изготовляется из чугуна или из алюминиевых сплавов.

Сердечник статора (рис.27)

набирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,3 или 0,5 мм, изолированных друг от друга покраской лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней поверхности сердечника имеются открытые пазы для укладки в них трехфазной обмотки, выполненной из изолированного провода. Оси обмоток расположены симметрично под углом 120° друг к другу.

Каждая обмотка-фаза имеет маркировку, приведенную ниже.

Ротор асинхронного электродвигателя состоит из вала, опирающегося на подшипники, сердечника и обмотки. Сердечник ротора набирается из штампованных листов электротехнической стали. На внешней поверхности сердечника имеются пазы, в которых размещаются медные или алюминиевые стержни обмотки ротора без изоляции. Концы стержней путем сварки или литья под давлением соединяются с кольцами. В результате получается короткозамкнутая обмотка ротора, напоминающая беличье колесо (рис.28).

Принцип действия асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии индуктированного тока ротора с магнитным потоком статора. При включении обмотки трехфазного двигателя под напряжение источника трехфазного переменного тока образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого равна n1=60f/p, где n1—частота вращения магнитного поля, об/мин; f — частота тока, Гц; р — число пар магнитных полюсов двигателя.

Силовые линии вращающегося магнитного поля пересекают стержни короткозамкнутой обмотки ротора и в них индуктируется э.д.с., которая вызывает появление тока и магнитного потока в роторе двигателя.

Взаимодействие магнитного поля статора с потоком ротора создает механический вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля. Такой двигатель называется асинхронным. Величина, характеризующая отставание ротора от магнитного поля в относительных единицах, называется скольжением, подсчитывают ее по формуле

где n2 - номинальная частота вращения ротора, об/мин.

На рис. 29 изображена механическая характеристика асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, из которой видно, что при неподвижном роторе в момент пуска двигателя n2= 0 и S=1 и момент на его валу равен пусковому Мпуск. При номинальной нагрузке (номинальном моменте Мн) S=0,02/0,07 и n2= (0,98/ 0,93)n1. С увеличением нагрузки, не превышающей максимального момента, частота вращения уменьшается незначительно (характеристика жесткая). При дальнейшем увеличении нагрузки частота вращения и момент двигателя резко уменьшаются (участок CD), двигатель чрезмерно нагревается и может выйти из строя.

Для включения двигателя в сеть его ста-торные обмотки должны быть соединены в одну из схем — в звезду или треугольник. Для включения двигателя в сеть его статорные обмотки должны быть соединены в одну из схем - в звезду или треугольник. Для выбора схемы соединения обмоток двигателя используют табл. I.

При неправильном выборе схемы соединения обмоток двигатель во время работы может выйти из строя.

Если линейное напряжение в сети (т. е. напряжение, имеющееся в хозяйстве) совпадает с большим напряжением, указанным в паспорте двигателя, то обмотки статора нужно соединять в звезду; если же напряжение в сети совпадает с меньшим напряжением, указанным на двигателе, то обмотку статора нужно соединить в треугольник. Если же напряжение в сети не совпадает ни с одним из напряжений, указанных на двигателе, то такой двигатель не может быть использован в данном хозяйстве.

Чтобы двигатель включить в сеть по схеме «звезда», нужно все концы обмоток (С4, С5, С6) соединить электрически в одну точку, а все начала обмоток (C1, С2, СЗ) присоединить к фазам сети А, В, С (рис.30,а).

Для включения двигателя по схеме «треугольник» нужно начало первой обмотки соединить с концом второй, начало второй обмотки— с концом третьей и начало третьей — с концом первой. Места соединений обмоток подключают к трем фазам сети (рис.30, б).

Для изменения направления вращения трехфазного асинхронного электродвигателя достаточно поменять местами две любых фазы сети независимо от схемы включения электродвигателя. Для (быстрого изменения направления вращения двигателя применяют реверсивные рубильники (рис.31),

или реверсивные магнитные пускатели.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой надежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью обладает одним существенным недостатком: при его пуске возникает пусковой ток, величина которого в 5—7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическая сеть обычно не рассчитана, вызывает значительное снижение напряжения, что в свою очередь отрицательно влияет на устойчивую работу соседних электроприемников.

Чтобы уменьшить пусковые токи трехфазных асинхронных ко-роткозамкнутых двигателей больших мощностей, их включают с помощью переключателя схем со звезды на треугольник (рис.32).

При этом сначала двигатель соединяется по схеме «звезда» (нижнее положение ножей переключателя П), потом, после того как ротор двигателя наберет обороты, его обмотки переключаются в схему «треугольник» (верхнее положение ножей переключателя П). При среднем положении ножей переключателя П двигатель отключен от сети. Снижение пускового тока двигателя при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети сxeмы «треугольник» каждая обмотка двигателя включается на напряжение в √3 меньшее, а потребляемый ток снижается в три раза. Снижается также в три раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске. Поэтому изложенный способ снижения пускового тока можно использовать лишь при нагрузке не более 1/3 номинальной.

На каждом электрическом двигателе должен быть технический паспорт в виде металлической пластинки, укрепленной на его корпусе. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя приводятся его основные технические данные, тип электродвигателя, заводской номер, номинальные: напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, масса и др.

На практике получили распространение трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели трех серий: А, А2, 4А. Асинхронные электродвигатели серии 4А имеют следующие преимущества по сравнению с двигателями серии А2; меньше масса (в среднем на 18%), габариты, высота оси вращения и другие установочные размеры; снижение уровня воздушного шума и вибраций; большие пусковые моменты, большое удобство при монтаже и эксплуатации, повышенная надежность.

В инкубаториях рекомендуется применять трехфазные электродвигатели AOЛ2, 4АА; 4АР.

incub.info

Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками

 

Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пазами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе.

Двигатель с глубокими пазами на роторе.От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него пазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которые уложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. Обычно глубокий паз имеет соотношение размеров hп/ bп =9÷10, где hп, bп — высота и ширина паза.

В момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет наибольшее значение (f2 = f1), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния (рис. 15.6, а). На рис. 15.6, б показан график распределения плотности пускового тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению активного сопротивления стержня ротора, что, как известно, способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограни­чению пускового тока (см. § 15.2).

Таким образом, двигатель с глубокими пазами на роторе об­ладает благоприятным соотношением пусковых параметров: большим пусковым моментом при сравнительно небольшом пус­ковом токе. По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает (f2 = sf1). В связи с этим уменьшается индук­тивное сопротивление обмотки ротора x2 ≡ f2. Распределение плотности тока по высоте стержня в том случае становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления ротора. При работе двигателя с номинальной частотой вращения, когда f2 << f1, процесс «вытеснения» тока практически прекраща­ется и двигатель работает, как обычный короткозамкнутый.

Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах рото­ра бутылочной формы (рис. 15.7). В этом случае «вытесне­ние» тока происходит в верхнюю часть паза, имеющую меньшее сечение, а следовательно, большее активное со­противление. Применение пазов бутылочной формы позволяет сократить высоту пазов ротора, а следовательно, уменьшить диаметр ротора по сравнению с глубокопазным ротором.

Двигатель с двумя клетками на роторе.Еще лучшими пусковыми свойствами

 

 

Рис 15.6 Ротор с глубокими пазами:

а — устройство, б — распределение плотности тока ротора

по высоте стержня при пуске и при работе двигателя

 

 

обладают асинхронные двигатели с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе (рис. 15.8, а): рабочей клеткой 1, стержни которой расположены в ниж­нем слое, и пусковой клеткой 2, стержни которой расположены в верхнем слое, ближе к воздушному зазору.

 

Рис 15.7. Буты­лочная форма стержней рото­ра

 

Стержни пусковой клетки обычно выполняют из латуни или бронзы — материалов, обладающих более высоким, чем у ме­ди, активным сопротивлением. Индуктивное сопротивление рас­сеяния пусковой клетки невелико, так как ее стержни расположе­ны вблизи воздушного зазора и к тому же с двух сторон имеют воздушные щели (рис. 15.8, б). Стержни рабочей клетки выполня­ют из меди, и по сравнению со стержнями пусковой клетки они имеют большее сечение. Это обеспечивает рабочей клетке малое активное сопротивление. Но зато индуктивное сопротивление ра­бочей клетки больше, чем у пусковой, особенно в начальный период пуска, когда частота тока в роторе сравнительно велика (f2 ≈ f1).

В момент пуска двигателя ток ротора проходит в основном по верхней (пусковой) клетке, обладающей малым индуктивным со­противлением. При этом плотность тока в стержнях пусковой клетки намного больше плотности тока в стержнях рабочей клетки (рис. 15.8, б). Повышенное активное сопротивление этой клетки обеспечивает двигателю

значитель­ный: пусковой момент при пони­женном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ро­тора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное

 

Рис. 15.8 Двухклеточный ротор:

а — устройство; б — распределение плотности тока в рабочей и пусковой клет­ках при пуске и работе двигателя

 

со­противление рабочей клетки уменьшается, и распределение плотности тока в стержнях пусковой и рабо­чей клеток становится почти оди­наковым. В итоге происходит пере­распределение вращающего момента между клетками: если в начальный период пуска момент создается главным образом токами пусковой клетки, то по окончании периода пуска вращающий момент создается в основном токами рабочей клетки. Так как активные сопротивления клеток ротора неодинаковы, то зависимость M = f(s) этих клеток изображается разными кривыми (рис. 15.9). Максимальное значение момента пусковой клетки вследствие ее повышенного активного сопротивления смещено в сторону скольжений, близких к единице. Вращающие моменты от обеих клеток направлены в одну сторону, поэтому результирующий момент двигателя равен сумме моментов пусковой Мпк и рабочей Мраб.к клеток М = Мп.к + Мраб.к

 

 

 

Рис. 15.9. Механическая характеристика двухклеточного

асинхронного двигателя

 

Двигатели с двумя клетками на роторе по сравнению с асин­хронными двигателями обычной конструкции имеют повышенную стоимость, что объясняется сложностью конструкции.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель

Cтраница 1

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели очень просты по конструкции; они обладают высокой надежностью в эксплуатации, низкой стоимостью изготовления и ремонта меньшими габаритными размерами и массой по сравнению с электродвигателями постоянного тока, не требуют особого ухода, кроме наблюдения за подшипниками, изоляцией, контактными соединениями, и имеют удовлетворительные тяговые свойства. При повышении частоты вращения ротора выше синхронной ( частоты вращения магнитного поля) автоматически переходят в генераторный режим без каких-либо переключений, что упрощает электрическую схему при использовании электрического торможения.  [1]

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель является наиболее простым и надежным. В большинстве случаев его пуск производится непосредственным подключением обмотки статора в питающей сети.  [2]

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель является наиболее простым и надежным. В большинстве случаев его пуск производится непосредственным подключением статора в питающей сети.  [4]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели широко применяются в промышленности химических волокон.  [5]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели рекомендуется выполнять с учетом следующих дополнительных положений.  [6]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, установленные на станках, тормозятся двумя способами - механическим или электрическим.  [7]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели с двойной клеткой на роторе и с глубоким пазом на роторе имеют лучшие пусковые характеристики и параметры, чем обычные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора, не требуют специальной пусковой аппаратуры и просты для обслуживания.  [8]

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель К эластичной муфтой 14 соединен с промежуточным валом 16 регулятора и при помощи зубчатой передачи ( z 46 и z 159) с конической шестерней 11 дифференциала.  [9]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, как правило, управляются магнитными пускателями. Простейшая схема управления короткозамкнутым двигателем с нереверсивным магнитным пускателем показана на фиг.  [10]

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель, запускаемый непосредственным включением в сеть без промежуточных пусковых устройств, не применяется для привода лебедки из-за невозможности обеспечить плавный разгон и необходимое в процессе спуска-подъема регулирование частоты вращения. Применение в приводе буровой лебедки электродвигателей с жесткой характеристикой в сочетании с шинно-пневматическими муфтами нецелесообразно из-за повышенного износа последних. Известны случаи использования турбоэлектрического привода, а также привода с электромагнитными муфтами скольжения [3, 53, 105], однако в этих случаях рационально применять синхронный двигатель.  [11]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели являются наиболее популярным типом приводных двигателей малой и средней мощности вследствие простой их конструкции, прочной конструкции ротора и низкой стоимости. По этой причине существуют инструкции, ограничивающие подключение двигателей этого типа к сети. Согласно инструкциям, применение двигателей этого типа допускается лишь тогда, когда при пуске потребляемая мощность не превышает 1 / 3 мощности, подводимой к трансформатору.  [12]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, получившие наибольшее распространение, с уменьшением напряжения сети снижают пропорционально квадрату напряжения пусковой и максимальной моменты, в результате этого может произойти опрокидывание двигателя. Уменьшение напряжения ниже 95 % номинального приводит к значительному увеличению тока и нагреву обмоток. Рост напряжения выше НО % номинального сопровождается увеличением выделяемого в активной стали двигателя тепла и повышением температуры обмоток статора.  [13]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели конструктивно наиболее просты и надежны, получают широкое распространение в регулируемых электроприводах с автономными инверторами с ШИМ. Совершенствование двигателей происходит благодаря использованию новых материалов и способов интенсивного охлаждения. Перспективы применения асинхронных электродвигателей с фазным ротором связаны прежде всего с их использованием в машинах двойного питания.  [14]

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели изготовляются на напряжения 220 - 6000 в и мощности приблизительно 0 6 - 1 000 кет.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Open Library - открытая библиотека учебной информации

Электротехника Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками

просмотров - 587

Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателœей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателœей с особой конструкцией ротора: двигателœей с глубокими пазами на роторе и двигателœей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе.

Двигатель с глубокими пазами на роторе.От обычного асинхронного двигателя данный двигатель отличается тем, что у него пазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелœей, в которые уложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. Обычно глубокий паз имеет соотношение размеров hп/ bп =9÷10, где hп, bп — высота и ширина паза.

В момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет наибольшее значение (f2 = f1), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния (рис. 15.6, а). На рис. 15.6, б показан график распределœения плотности пускового тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой намного меньше сечения всœего стержня. Это равноценно увеличению активного сопротивления стержня ротора, что, как известно, способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограни­чению пускового тока (см. § 15.2).

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, двигатель с глубокими пазами на роторе об­ладает благоприятным соотношением пусковых параметров: большим пусковым моментом при сравнительно небольшом пус­ковом токе. По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает (f2 = sf1). В связи с этим уменьшается индук­тивное сопротивление обмотки ротора x2 ≡ f2. Распределœение плотности тока по высоте стержня в том случае становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления ротора. При работе двигателя с номинальной частотой вращения, когда f2 << f1, процесс «вытеснения» тока практически прекраща­ется и двигатель работает, как обычный короткозамкнутый.

Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах рото­ра бутылочной формы (рис. 15.7). В этом случае «вытесне­ние» тока происходит в верхнюю часть паза, имеющую меньшее сечение, а следовательно, большее активное со­противление. Применение пазов бутылочной формы позволяет сократить высоту пазов ротора, а следовательно, уменьшить диаметр ротора по сравнению с глубокопазным ротором.

Двигатель с двумя клетками на роторе.Еще лучшими пусковыми свойствами

Рис 15.6 Ротор с глубокими пазами:

а — устройство, б — распределœение плотности тока ротора

по высоте стержня при пуске и при работе двигателя

обладают асинхронные двигатели с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе (рис. 15.8, а): рабочей клеткой 1, стержни которой расположены в ниж­нем слое, и пусковой клеткой 2, стержни которой расположены в верхнем слое, ближе к воздушному зазору.

Рис 15.7. Буты­лочная форма стержней рото­ра

Стержни пусковой клетки обычно выполняют из латуни или бронзы — материалов, обладающих более высоким, чем у ме­ди, активным сопротивлением. Индуктивное сопротивление рас­сеяния пусковой клетки невелико, так как ее стержни расположе­ны вблизи воздушного зазора и к тому же с двух сторон имеют воздушные щели (рис. 15.8, б). Стержни рабочей клетки выполня­ют из меди, и по сравнению со стержнями пусковой клетки они имеют большее сечение. Это обеспечивает рабочей клетке малое активное сопротивление. Но зато индуктивное сопротивление ра­бочей клетки больше, чем у пусковой, особенно в начальный период пуска, когда частота тока в роторе сравнительно велика (f2 ≈ f1).

В момент пуска двигателя ток ротора проходит в основном по верхней (пусковой) клетке, обладающей малым индуктивным со­противлением. При этом плотность тока в стержнях пусковой клетки намного больше плотности тока в стержнях рабочей клетки (рис. 15.8, б). Повышенное активное сопротивление этой клетки обеспечивает двигателю

значитель­ный: пусковой момент при пони­женном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ро­тора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное

Рис. 15.8 Двухклеточный ротор:

а — устройство; б — распределœение плотности тока в рабочей и пусковой клет­ках при пуске и работе двигателя

со­противление рабочей клетки уменьшается, и распределœение плотности тока в стержнях пусковой и рабо­чей клеток становится почти оди­наковым. В итоге происходит пере­распределœение вращающего момента между клетками: если в начальный период пуска момент создается главным образом токами пусковой клетки, то по окончании периода пуска вращающий момент создается в основном токами рабочей клетки. Так как активные сопротивления клеток ротора неодинаковы, то зависимость M = f(s) этих клеток изображается разными кривыми (рис. 15.9). Максимальное значение момента пусковой клетки вследствие ее повышенного активного сопротивления смещено в сторону скольжений, близких к единице. Вращающие моменты от обеих клеток направлены в одну сторону, в связи с этим результирующий момент двигателя равен сумме моментов пусковой Мпк и рабочей Мраб.к клеток М = Мп.к + Мраб.к

Рис. 15.9. Механическая характеристика двухклеточного

асинхронного двигателя

Двигатели с двумя клетками на роторе по сравнению с асин­хронными двигателями обычной конструкции имеют повышенную стоимость, что объясняется сложностью конструкции.

Читайте также

  • - Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками

    Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пазами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе. ... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Преимущества и недостатки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

    Запатентованный российским ученым Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским в 1889 году, трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка» (сокращенно АДКЗ), произвел настоящую революцию в электротехнике. Теперь асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором находят самое широкое применение в промышленности, на транспорте, в быту и т.д.

    Перечислять области их применения можно очень долго. Электрические приводы дымососов, подъемных кранов, шаровые мельницы, насосы, транспортеры, лебедки, дробилки, всевозможные станки, и бытовые приборы, - множество применений находит это замечательное устройство в наше время.

    Конструкция такого двигателя относительно проста

    Трехфазная обмотка статора уложена в пазы магнитопровода, набранного из пластин электротехнической стали, и может быть соединена как в «треугольник», так и в «звезду», в зависимости от условий эксплуатации. Обмотка ротора, в свою очередь, образована медными, алюминиевыми, или латунными стержнями, накоротко замкнутыми двумя кольцами с торцов ротора.

    Сердечник ротора, как и сердечник статора, набран из листов электротехнической стали, и тоже имеет пазы, в которых и размещены стержни. Обычно стержни отливаются вместе с торцевыми кольцами, и завершенная конструкция ротора со стержнями похожа на «беличью клетку», поэтому ее так и называют.

    К преимуществам двигателей такого типа, в частности, перед асинхронными двигателями с фазным ротором, относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. Здесь нет щеток и контактных колец, питание подается только на неподвижную трехфазную обмотку статора, что и делает этот двигатель весьма удобным для самых разных сфер применения, практически универсальным. Такой двигатель прост в изготовлении и сравнительно дешев, затраты при эксплуатации минимальны, а надежность высока.

    Если нагрузка на двигатель не чувствительна к скорости вращения его ротора, если не требуется регулировка оборотов, то возможно включение двигателя в любую сеть без каких-либо дополнительных преобразователей. Справедливости ради стоит отметить, что при включении такого трехфазного двигателя в однофазную сеть, требуется подключение пускового фазосдвигающего конденсатора, что отнюдь не является проблемой.

    Если говорить о недостатках асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, то их несколько. При включении двигателя в сеть пусковой ток довольно велик, при этом пусковой момент значительно меньше номинального, это несколько ограничивает область применения, и если требуется большой пусковой момент, то асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не подойдет.

    Проблема регулировки оборотов также имеет место, но и решить ее можно аналогичным образом, опять же применением частотного преобразователя. Современная полупроводниковая база делает частотные преобразователи с каждым годом все более доступными.

    Еще одним недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является их низкий коэффициент мощности, особенно при малой нагрузке и на холостом ходу, что снижает эффективность такой электрической системы в целом. В масштабах предприятий это чревато существенными потерями, поэтому широко распространена практика применения систем компенсации реактивной мощности, когда параллельно с обмотками электродвигателя устанавливают компенсирующие конденсаторы.

    povny.blogspot.ru

    Управление асинхронными короткозамкнутыми двигателями

    Запуск асинхронных короткозамкнутых двигателей малой и средней мощности производится чаще всего путем непосредственного включения статора двигателя в сеть.

    Устройство асинхронных машин.

    Наиболее часто применяемая схема управления двигателем приведена на рис. 1.

    Защита силовой цепи осуществляется плавкими предохранителями П и двумя тепловыми реле 1РТ и 2РТ. Плавкие предохранители П защищают силовую цепь от коротких замыканий, а тепловые реле 1РТ и 2РТ защищают двигатель от перегрузок, превышающих номинальную нагрузку на 10—20%.

    Рис. 1 Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем.

    Включение и отключение двигателя производится линейным контактором Л, н/о силовые контакты которого находятся в силовой цепи двигателя. Управление двигателем производятся дистанционно от кнопочной станции, состоящей из двух кнопок, Пуск и Стоп.

    Линейный контактор Л и тепловые реле 1РТ и 2РТ представляют собой один аппарат — магнитный пускатель. При нажатии кнопки Пуск катушка контактора Л получает питание и притягивает якорь с укрепленными на нем подвижными контактами. При помощи силовых контактов двигатель включается в сеть, а блокировочный н/о контакт Л шунтирует кнопку Пуск, что позволяет отпустить эту кнопку, не прерывая питания катушки Л.

    Остановка двигателя осуществляется кнопкой Стоп, а в случае перегрузки двигателя — размыканием контактов тепловых реле 1РТ и 2РТ.

    Магнитный пускатель осуществляет также так называемую «нулевую защиту». При снижении напряжения на катушке Л до величины 0,8 U/ном. якорь контактора отпустится и двигатель отключится.Если по условиям технологического процесса необходимо изменять направление вращения производственного механизма, то управление двигателем осуществляется при помощи реверсивного магнитного пускателя, состоящего из двух контакторов: В — «вперед» и Н — «назад», которые управляются соответствующими кнопками Вп, Нз и Стоп (рис. 2).

    Рис. 2 Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем для двух направлений вращения.

    Защита силовых цепей аналогична схеме, приведенной на рис. 1. Для предотвращения одновременного включения контактов В и Н (что может привести к короткому замыканию в силовой цепи) в схеме предусмотрены две блокировки. Одна из них выполнена н/з контактами Н и В в цепях катушек контакторов и исключает возможность одновременного включения контакторов Н и В. Вторая блокировка, выполненная контактами кнопок управления, предусматривает размыкание цепи отключаемого контактора, прежде чем произойдет замыкание цепи включаемого.

    На рис. 3 представлена схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с активным сопротивлением в статорной цепи. Эта схема применяется для ограничения колебаний напряжения в маломощных электрических сетях при значительных пусковых токах.

    Рис. 3 Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с активным сопротивлением в статорной цепи.

    При нажатии на кнопку Пуск контактор У включает статор двигателя в сеть через ограничивающее сопротивление. Одновременно приходит в действие пристроенное к контактору маятниковое реле РУ. Это реле включит контактор Л спустя то время, которое необходимо для разбега двигателя до номинальной скорости.

    Контактор Л сработает и своими главными контактами зашунтирует ограничивающее сопротивление.

    Во всех вышеприведенных схемах торможение привода происходит за счет сил трения. Приведем некоторые схемы, предусматривающие электрическое торможение.

    Схема с динамическим торможением представлена на рис.4. При нажатии кнопки Пуск включается катушка контактора Л, который своими главными контактами подключает статор двигателя к сети переменного тока. Блок-контакт контактора Л включает катушку реле времени РВ в сеть постоянного тока, и реле РВ, срабатывая, замыкает свой н/о контакт в цепи катушки контактора торможения Т. На этом заканчивается операция пуска.

    Рис. 4 Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с динамическим торможением.

    При нажатии на кнопку Стоп размыкается цепь катушки контактора Л, контакты которого отключают двигатель от переменного тока. Нормально-закрытый блок-контакт контактора Л подготавливает цепь для включения контактора Т, а н/о блок-контакт Л размыкает цепь катушки реле времени РВ.

    Одновременно через замкнутый контакт реле времени РВ и н/з блок-контакт Л получит питание катушка контактора Т, которая встанет на самоблокировку при помощи н/о блок-контакта Т и таким образом подключит статор двигателя к сети постоянного тока. Двигатель при этом работает в режиме динамического торможения.

    Рис. 5 Рис. Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с торможением.

    Реле времени РВ настроено так, чтобы его выдержка была несколько больше времени торможения электродвигателя, поэтому реле своими контактами разомкнет цепь контактора Т после того, как произойдет остановка двигателя.

    На рис. 5 изображена схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем в режиме противовключения. Пуск осуществляется аналогично вышеприведенным схемам. При нажатии на кнопку Стоп катушка контактора Л теряет питание  и двигатель отключается от сети. Нормально-закрытый блок-контакт Л замкнется, и катушка контактора Т получит питание. Во время вращения двигателя контакты реле контроля скорости РКС замкнуты и размыкаются при скорости двигателя , близкой к нулю.

    http://fazaa.ru/youtu.be/S6L3sV_EZOE

    Таким образом, до размыкания контактов РКС, т. е. почти до полной остановки привода, двигатель работает в режиме противовключения, что обеспечивает быструю остановку его.

    Поделитесь полезной статьей:

    Top

    fazaa.ru


    Смотрите также