Режимы работы асинхронной машины

Рис. 3.5.

При аналитических исследованиях асинхронных машин используется зависимость электромагнитного момента от скольжения (рис. 3.5, а). Как и все электрические машины асинхронная машина обратима. В режиме она работает как двигатель. При отрицательных значениях скольжения (скорость ротора больше скорости вращения поля) машина работает как генератор. Если внешняя сила вращает ротор против направления вращения поля ( ), то машина работает как электромагнитный тормоз. При этом электромагнитный момент будет препятствовать вращению ротора.

Рассмотрим механическую характеристику двигателя (рис. 3.5, б). При происходит пуск двигателя. При (ротор догнал поле) и . В пределах скорость вращения незначительно зависит от момента сопротивления. Эта часть характеристики считается жесткой, причем двигатель работает устойчиво до точки номинального момента. В пределах механическая характеристика соответственно мягкая и этот участок – неустойчивой работы асинхронного двигателя.

Способы регулирования скорости вращения ротора

С точки зрения регулирования скорости вращения ротора асинхронный двигатель хуже, чем двигатель постоянного тока. Регулирование возможно только вниз, то есть в сторону уменьшения скорости вращения .

Реостатное регулирование осуществляется у двигателей с фазным ротором. Регулирующие реостаты обычно рассчитаны на продолжительный режим работы и регулируют обороты в диапазоне до трех раз (рис. 3.6, а). Этот способ неэкономичен, так как увеличиваются потери на дополнительном сопротивлении.

а б

Рис. 3.6

Согласно соотношению регулировать скорость вращения короткозамкнутого двигателя можно двумя способами.

1. Изменением числа пар полюсов (полюсное регулирование). Выводы катушек статорной обмотки переключаются на щитке двигателя. В зависимости от их переключения изменяется число пар полюсов. При этом сложность конструкции и массо-габаритные показатели двигателя увеличиваются. Этот способ дает возможность регулировать обороты ступенчато (рис. 3.6, б).

2. Изменением частоты питающего тока (частотное регулирование). Обычно частоту регулируют тиристорным преобразователем частоты в пределах Гц. Предполагается, что с изменением частоты в такой же степени изменяется и напряжение, а их соотношение . Недостатком этого способа является необходимость включения дополнительного прибора и небольшие пределы регулирования (рис. 3.7).

Рис. 3.7

Реверсирование (изменение направления вращения ротора) осуществляется изменением направления вращения магнитного поля. Этот процесс можно осуществить меняя местами два любых линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со статором двигателя.

Пуск асинхронного двигателя

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.

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).

Пуск короткозамкнутого двигателя осуществляют напрямую или с помощью добавочного сопротивления в цепи обмотки статора или с переключением фаз обмотки статора со звезды на треугольник. Для механизмов, имеющих тяжелые условия пуска применяются двигатели с улучшенными пусковыми свойствами. Эти двигатели отличаются только устройством короткозамкнутой обмотки ротора. Двигатели с двойной «беличьей клеткой» снабжены двумя самостоятельными обмотками. Двигатели с глубоким пазом имеют более глубокие пазы, в которые укладывается короткозамкнутая обмотка, имеющая стержни с большим отношением высоты к ширине. Двигатели с повышенным скольжением обладают повышенным сопротивлением стержней обмотки. В этих двигателях пусковой момент может увеличиваться в три раза. Пусковой ток устанавливается в три-четыре раза больший, чем номинальный.

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: пуск с помощью реактивной катушки; пуск с помощью реостата (активного сопротивления); автотрансформаторный пуски т д. К сожалению, все эти способы понижают не только пусковой ток, но и пусковой момент.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒