Пуск асинхронных двигателей с фазным ротором

При пуске двигателя с фазным ротором в цепь ротора включается добавочное активное сопротивление R_п — пусковой реостат (рис. 5.3). Пусковой реостат обычно имеет несколько ступеней и рассчитывается на кратковременное протекание тока.

Как показано ранее, при включении активного сопротивления в цепь ротора уменьшается начальный пусковой 1_п и увеличивается начальный пусковой момент М_п.

Рис. 5.3. Пуск асинхронного двигателя через пусковой реостат

По мере разгона двигателя сопротивление пускового реостата уменьшают, переходя с одной его ступени на другую. Этот переход может осуществляться как вручную, так и автоматически путем закорачивания части сопротивления с помощью контакторов. Ступени пускового сопротивления рассчитываются так, чтобы при переключениях вращающий момент двигателя менялся в выбранных пределах от М_пmaxдо М_{п min}.

АСИНХРОННЫЕ КОРОТКОЗАМКНУТЫЕ ДВИГАТЕЛИ С УЛУЧШЕННЫМИ ПУСКОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Улучшение пусковых характеристик за счет увеличения активного сопротивления ротора используется в короткозамкнутых асинхронных двигателях со специальными обмотками на роторе. Наибольшее применение нашли двигатели с глубокими пазами на роторе и двигатели с двойной клеткой на роторе.

Двигатели с глубокими пазами на роторе

Рис. 6.1. Глубокий паз ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя

Рис. 6.2. Распределение плотности тока в стержне ротора по его высоте

У таких двигателей высота паза ротора в несколько раз больше его ширины. В пазах располагается узкий высокий проводник (рис. 6.1). Идея улучшения пусковых характеристик в таком двигателе основана на том, что при скольжениях, близких к единице, когда частота тока в роторе примерно равна частоте сети, в этих проводниках будет наблюдаться вытеснение тока, в результате которого активное сопротивление проводника возрастает, а индуктивное уменьшается. Вытеснение тока в проводниках происходит в результате действия потока пазового рассеяния Ф_σ1.

На рис. 6.1 показано распределение индукционных линий потока рассеяния в пазу ротора. Если проводник по высоте условно разбить на отдельные элементы равных размеров, то нижние его элементы будут сцеплены с большим числом индукционных линий, чем верхние. В соответствии с этиминдуктивное сопротивление рассеяния нижних элементов будет больше, чем верхних, так как все элементы проводника включены между собой параллельно. Поэтому большая часть тока пройдет по верхним элементам. На рис. 6.2 показано распределение плотности тока J₂ по высоте проводника, откуда видно, что ток в проводнике вытесняется в направлении к внешней поверхности ротора. Так как в этом случае по нижней части проводника ток практически не протекает, то его можно не учитывать. Рабочее сечение проводника при этом уменьшается, а активное его сопротивление увеличивается. Индуктивное сопротивление проводника при вытеснении тока уменьшается, так как индукционные линии поля рассеяния в основном сосредоточены в верхней части паза, т. е. поперечное сечение для прохождения потока рассеяния в пазу, а следовательно, и магнитная проводимость уменьшаются.

По мере разгона двигателя частота тока в роторе уменьшается, вследствие чего уменьшаются и различия в индуктивных сопротивлениях элементов проводника. Явление вытеснения тока при этом ослабевает, и распределение тока по высоте проводника выравнивается. По окончании пуска ток в проводнике распределяется практически равномерно, а активное сопротивление обмотки ротора уменьшается по сравнению с его значением при s=1.

Рабочие характеристики двигателей с глубоким пазом имеют тот же вид, что и у обычных двигателей. Но так как из-за большой высоты паза у этих двигателей x₂ в рабочем режиме будет больше, чем у обычных, то их рабочие свойства ухудшаются: cos φ₁ получается меньше на 2—4%, а максимальный момент — на 10—20 %.

В то же время у двигателей с глубоким пазом увеличивается кратность начального пускового момента и уменьшается кратность начального пускового тока. Обычно у них k_пМ = 1,24-1,4 и k_пI =4,5-6,5. Отметим, что большинство выпускаемых промышленностью двигателей нормального исполнения имеют углубленные пазы и у них в определённой мере проявляется явление вытеснения тока.