книги / Электротехнические устройства радиосистем

верхние. На рис. 2-12,6 показано распределение плотно­ сти тока по высоте стержня.

Таким образом, ток, возникающий в проводниках, стремится сконцентрироваться преимущественно в верх­ ней их части, что равносильно уменьшению поперечного сечения или увеличению активного сопротивления этих проводников.

Это явление оттеснения тока в верхние части провод­ ников особенно сильно сказывается в момент включения двигателя в сеть, когда частота тока в роторе равна ча­ стоте тока сети и, следовательно, при пуске в ход уве­ личивается активное сопротивление обмотки ротора, что увеличивает пусковой момент. При увеличении скорости вращения ротора частота тока в его обмотке уменьшает­ ся и ток более равномерно распределяется по сечению стержней.

Вдвигателях с двойной короткозамкнутой обмоткой

ис глубокими пазами пусковые моменты больше, а пу­

сковые токи меньше, чем у обычных короткозамкнутых двигателей. Однако рабочие характеристики этих двига­ телей несколько хуже, чем обычных короткозамкнутых двигателей (меньше coscp, к. п. д. и максимальный мо­ мент), так как у этих двигателей больше, чем у двига­ телей нормальной конструкции, потоки рассеяния из-за значительного индуктивного сопротивления обмоток ро­ тора.

2-9. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Скорость ротора определяется следующим вы­ ражением:

Из этого Выражения следует, что скорость ротора можно регулировать изменением любой из трех величин, входящих в выражение (2-8), т. е. изменением частоты тока сети flf числа пар полюсов р и скольжения 5.

Регулирование скорости асинхронных двигателей из­ менением частоты тока сети требует регулируемых пре­ образователей частоты, которые в настоящее время из­ готовляются в основном с применением тиристоров.

Изменение числа полюсов машины возможно либо выполнением На статоре нескольких (обычно двух) об-

Моток с различным числом полюсов, либо выполнением одной обмотки, допускающей переключение на различ­ ное число полюсов. На статоре может быть размещено две обмотки, каждая из которых допускает переключе­ ние на различное число полюсов.

Заводы СССР выпускают двух, трех- и четырехско­ ростные асинхронные двигатели.

Такой способ регулирования скорости вращения яв­ ляется экономичным, но он позволяет изменять -скорость только ступенями. Этот способ применим только для двигателей с короткозамкнутым ротором. Кроме того, более сложное, чем у обычных двигателей, выполнение обмотки статора значительно повышает стоимость и га­ бариты многоскоростных двигателей.

Изменение скольжения может быть осуществлено из­ менением напряжения сети и включением в цепь ротора регулировочного реостата. При изменении напряжения сети изменяется вращающий момент, развиваемый дви­ гателем. Изменение вращающего момента вызывает из­ менение скольжения, т. е. изменение числа оборотов ро­ тора.

Регулировочный реостат включается в цепь обмотки фазного ротора подобно пусковому реостату, но в отли­ чие от пускового этот реостат рассчитывается на дли­ тельный режим работы.

Этот способ регулирования скорости вращения широ­ ко применяется только в двигателях с фазным ротором, несмотря на его неэкономичность, вызываемую значи­ тельными потерями в регулировочном реостате.

2-10. ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Однофазные асинхронные двигатели имеют очень широкое применение при небольших мощностях (до 1—2 кет). Такой двигатель отличается от обычного трехфазного двигателя тем, что на статоре его поме­ щается однофазная обмотка. Поэтому любой трехфаз­ ный асинхронный двигатель может быть использован в качестве однофазного путем соответствующего вклю­ чения обмоток статора. Ротор однофазного асинхронно­ го двигателя может иметь фазную или короткозамкну­ тую обмотку'.

Особенностью однофазных асинхронных двигателей является отсутствие начального (пускового) момента,

шает угол сдвига фаз ф2пр и увеличивает момент от пря­ мого поля, тогда как момент, развиваемый обратным по­ лем, уменьшается, так как уменьшается cos i|>2oGp за счет увеличения частоты тока в роторе /2обр, созданного об­ ратным полем. Таким образом, при вращении ротора результирующий момент не равен нулю, т. е. двигатель развивает вращающий момент.

Работа однофазного асинхронного двигателя подобна работе двух одинаковых трехфазных двигателей, соеди­ ненных общим валом и соз­

стороны от горизонтальной оси, так как они направлены встречно. При неподвижном роторе 5 Пр = 5 0бр=1 и Мпр = = М0бр, т. е. результирующий момент равен пулю. При этом однофазный двигатель развивает одинаковый вра­ щающий момент при вращении как в одном, так и в другом направлениях, т. е. направление вращения ро­ тора такого двигателя зависит только от направления действия силы, выводящей двигатель из неподвижного состояния.

2-11. ПУСК В ХОД ОДНОФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Отсутствие начального момента является существенным недостатком однофазных асинхронных двигателей. Поэтому эти дви­ гатели всегда снабжаются пусковым устройством.

Наиболее простым пусковым устройством является дополнитель­ ная катушка, размещаемая на статоре с пространственным сдвигом относительно основной па половину полюсного днеления (90 эл. град). Обе обмотки статора питаются от симметричной двухфазной сети с одинаковыми по величине напряжениями, но сдвинутыми на чет­ верть периода (л/2 ) по фазе.

магничивающих сил двух катушек, причем НС катушки b должна опережать НС катушка а на я/2 по фазе, т. е. F6= + /F a. Это условие будет выполняться при некото­ рой определенной нагрузке двигателя.

•При изменении нагрузки нарушится условие получе­ ния кругового вращающегося поля, т. е.

F6 Ф + /F a

и поле не будет круговым.

При этом помимо основного (прямого) поля появ­ ляется обратное вращающееся поле, создающее тормоз­

чивается также и пусковой момент двигателя. Однако увеличение емкости батареи конден­

саторов в рабочем режиме нежелательно, так как это ведет к снижению скорости и понижает к. и. д. двигате­ ля. Поэтому конденсаторные двигатели выполняют с дву­ мя батареями конденсаторов — с постоянно включенной рабочей емкостью Ср и пусковой емкостью Сп, вклю­ чаемой только на период пуска в ход двигателя.

В конденсаторных двигателях возможно регулирова­ ние скорости вращения при высоком к. п. д. Регулиро­ вание скорости вращения может производиться измене­ нием величины напряжения, приложенного к одной из фаз обмотки. Возможно также регулирование скорости двигателя за счет изменения угла сдвига фаз <р между напряжениями, приложенными к обмоткам.

В некоторых случаях регулирование скорости произ­ водится одновременным изменением величины прило­ женного к одной из двух обмоток напряжения и угла сдвига ф.

2-13. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ и УСТРОЙСТВО СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

В синхронных машинах процесс преобразова­ ния энергии происходит в синхронном режиме, когда скорость ротора равна скорости вращения магнитного поля статора и, следовательно, определяется частотой тока сети, т. е.

рп_

60 '

Как и всякая электрическая машина, синхронная ма­ шина обратима, т. е. может работать как генератором, так и двигателем.

Принцип действия синхронного генератора основан на использовании явления электромагнитной индукции. На рис. 2-21 показана простейшая трехфазня обмотка, состоящая из трех катушек, сдвинутых на 120°, и поме­ щенная на роторе (якоре).

Эти три катушки соединяются звездой или треуголь­ ником и подключаются к трем контактным кольцам, на которых помещаются неподвижные щетки. В катушках при вращении якоря индуктируются переменные во вре­ мени э. д. с., равные по амплитуде и сдвинутые на фазе на 2я/3.

Современные синхронные генераторы изготовляются на высокое линейное напряжение до 16000 в (иногда и