Запитання для самоконтролю

1. Складіть енергетичну діаграму трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, розшифруйте літерні позначення.

2. Що таке постійні втрати потужності в трифазному асинхронному електродвигуні?

3. Що таке змінні втрати потужності в трифазному асинхронному електродвигуні?

4. Запишіть і розшифруйте вирази втрат потужності в обмотках трифазного асинхронного електродвигуна.

5. Як визначити коефіцієнт корисної дії трифазного асинхронного електродвигуна?

6. Як визначити коефіцієнт потужності трифазного асинхронного електродвигуна?

7. Як впливають втрати потужності в елементах конструкції асинхронного електродвигуна на його роботу?

Підключення, пуск, регулювання швидкості обертання, реверсування і гальмування

Підключення трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором до живильної мережі здійснюється трьома проводами, які підключають до початків обмоток статора. Обмотки статора асинхронного електродвигуна з'єднують за схемою зірки (С4, С5, С6 поєднують у загальний вузол) або за схемою трикутника (С4 із С2, С5 із С3, С6 із С1).

Момент, який розвивається на валу електродвигуна, залежить від магнітного потоку, сили струму в обмотці ротора та коефіцієнта потужності обмотки ротора:

М = kФI₂ cos₂ , (7.10)

де М – обертаючий момент, Нм;

Ф – діюче значення магнітного потоку, Вб;

I₂ – діюче значення сили струму в обмотці ротора, А;

₂ – кут зсуву фаз е.р.с. і струму ротора, рад.

В результаті того, що магнітний потік пропорційний прикладеній напрузі, то можна довести, що момент, який розвивається двигуном, пропорційний квадрату прикладеної напруги, тобто

М  U² , (7.11)

де U – діюче значення прикладеної напруги, В.

Отже, при зниженій напрузі на затисках обмоток статора електродвигуна момент на валу буде дорівнювати:

, (7.12)

де М’ – момент на валу електродвигуна при зниженій напрузі, Нм;

М_н – момент на валу електродвигуна при номінальній напрузі, Нм;

U’ – знижена напруга на затисках обмоток статора, В;

U_н – номінальна напруга на затисках обмоток статора, В.

У початковий момент пуску ротор електродвигуна нерухомий і відносне ковзання дорівнює одиниці, тому сила струму в обмотках електродвигуна при пуску більше номінального значення в 5 – 7 разів. Пуск асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором здійснюють при номінальній напрузі (прямий пуск) та при зниженій напрузі:

1. Прямий пуск електродвигуна здійснюється безпосереднім його включенням у мережу без будь-яких пристроїв зниження напруги. Застосовується в тих випадках, коли номінальна потужність двигуна набагато менше електричної потужності силового трансформатора. При такому способі пуску струм, споживаний електродвигуном при пуску, не спричиняє значного перегріву двигуна і спадання напруги мережі (тобто не порушить роботу інших пристроїв, включених в мережу).

2. Пуск при зниженій напрузі здійснюється за допомогою пристроїв, які знижують напругу на затисках електродвигуна (автотрансформатора, індукційного регулятора та інших), а також за допомогою переключення обмоток статора електродвигуна з зірки на трикутник (тобто в початковий момент пуску обмотки статора з'єднані за схемою зірки, а після короткотермінового процесу пуску переключаються на схему трикутника).

Запишемо рівняння швидкості обертання ротора електродвигуна:

. (7.13)

З виразу (7.13) випливає, що регулювати частоту обертання асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором можна такими способами:

1. Зміною частоти струму в обмотці статора електродвигуна (f). Для цього використовують регулятор частоти, який дозволяє виконувати плавне регулювання швидкості в широких межах.

2. Зміною кількості пар полюсів електродвигуна (р). Для цього використовують двигуни зі спеціальною обмоткою статора, яка дозволяє робити східчасте регулювання швидкості (1:2:3:4). Електродвигун у цьому випадку має великі габарити і вартість, а також спеціальний перемикаючий пристрій. Найбільш простим з таких електродвигунів є той, який дозволяє регулювати швидкість у співвідношенні 1:2.

3. Зміною ковзання (s). Для цього змінюють напругу, яка підводиться до обмоток статора, за допомогою регулятора напруги.

Для зміни напряму обертання ротора (реверсування) асинхронного електродвигуна треба поміняти місцями два будь-яких проводи з трьох, якими до обмоток статора підводиться напруга.

Існують наступні основні способи гальмування асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором:

1. Самогальмування полягає у відключенні електродвигуна від живильної мережі, в результаті чого відбувається його невимушене гальмування в міру припинення дії інерційних сил.

2. Гальмування противключенням полягає в реверсуванні електродвигуна та його відключенні від живильної мережі при зупинці ротора.

3. Динамічне гальмування полягає у відключенні електродвигуна від живильної мережі та наступній подачі на обмотки статора постійної напруги.