Нормальний режим роботи тад. Обертаючий момент.

В ТАД є магнітний потік (обертове магнітне поле), який циркулює по магнітопроводу. Проте опір магнітопровода тут набагато більший, ніж у трансформаторі, бо на шляху магнітного потоку зустрічається повітряний зазор між ротором і статором, який створює великий опір для магнітного потоку. Щоб його подолати, потрібна значна е. р. с., створювана струмом холостого ходу трансформатора і досягає 20-50% номінального струму двигуна.

Оскільки при холостому ході струм в обмотці ротора дуже малий, його м. р. с. можна знехтувати При навантаженні струм в обмотці ротора зростає і, значить, його м. р. с. збільшується.

Сумарний магнітний потік двигуна створюється спільною дією м. р. с. обмоток статора і ротора,залишаючись майже незмінним при коливаннях навантаження. Подібно до того, як у трансформаторі зі збільшенням навантаження зростає струм у первинній обмотці, в двигуні зі зростанням навантаження збільшується струм в обмотці статора.

Рівняння м. р. с. для трансформатора дійсне й для двигуна:

F = F +F , де F – результуюча м. р. с. двигуна в режимі холостого ходу; F - м. р. с. обмотки статора; F - м. р. с. обмотки ротора.

Причиною виникнення обертового момента двигуна є взаємодія струму в обмотці ротора з магнітним полем статора.

Оскільки обмотка ротора має індуктивний опір, струм у ній І відставатиме від е. р. с. Е на кут .

Обертаючий момент двигуна пропорційний його корисній (активній) потужності, яка, в свою чергу, пропорційна активній складовій струму в обмотці статора. Через те що потужність кола статора практично дорівнює потужності кола ротора, можна сказати, що обертовий момент двигуна пропорційний також активній потужності ротора, тобто активній складовій струму в обмотці ротора:

М = сФІ .

Звичайно напруга мережі U стала, тому і пропорційний їй магнітний потік Ф теж буде сталим. Отже,

М = І = І ,

Тобто обертаючий момент двигуна пропорційний активній складовій струму в обмотці ротора.

Як показують дослідження,

М = U ,

тобто обертаючий момент двигуна пропорційний квадрату напруги мережі. Невелике зниження цієї напруги призводить до значного зменшення обертового момента двигуна.

Обертовий момент двигуна не є сталою величиною, а залежить від ковзання. Крива на рис.8.5.

При пуску двигуна ковзання s = 1. Цьому ковзанню відповідає пусковий момент М . З розкручуванням двигуна частота струму в обмотці ротора й індуктивний опір його зменшуються, а значить, активна складова струму в цій обмотці зростає. Це спричинює збільшення обертового моменту двигуна до максимального значення М . Відношення М до номінального обертаючого моменту М , яке називається коефіцієнтом перевантажувальної здатності двигуна, коливається в межах від 1,5 до 2,5.

Однак при дальшому розкручуванні двигуна обертовий момент різко зменшується. При ковзанні s = 0 він теж знижується до нуля.

Пуск тад з кз і фазним ротором

ТАД економічний та зручний і не має собі рівних. Недоліком його є те, що при пуску струм в обмотці ротора у кілька разів перевищує номінальне значення І .

В роторі двигуна створюється потужний магнітний потік, який зменшує сумарний магнітний потік машини. Для підтримки його на попередньому рівні обмотка статора (аналогічно первинній обмотці трансформатора) споживає з мережі підвищений (пусковий струм) І = (4.5 6.5) І .

Цей пусковий струм завдяки своїй короткочасності не є небезпечним для двигуна, але він приводить до короткочасного значного зниження напруги живильної мережі, що може порушити нормальну роботу інших, приєднаних до неї, струмоприймачів.

Ступінь цього порушення залежить від потужності джерела живлення та перерізу проводів мережі. Звичайно пуск ТАД з кз ротором потужністю до 10 – 20 кВт не спричиняє помітного порушення роботи сусідніх з ними струмоприймачів, тому ці двигуни при пуску вмикають в мережу на повну її напругу.

Припуску більш потужних таких двигунів для зменшення пускового струму треба знизити напругу на затискачах двигуна. Для цього є кілька способів.

Якщо при даній напрузі мережі обмотки статора повинні бути з’єднані трикутником, то для пуску двигуна можна скористатися схемою перемикання обмотки статора з зірки на трикутник рис8.6.а. Під час пуску перемикач установлюють в положення «пуск». При цьому обмотка статора з’єднується зіркою, і на кожну фазу її припадає напруга в разів менша від номінальної. Коли двигун розкрутиться перемикач переводять в положення «робота». Обмотка статора при цьому з’єднується трикутником, і двигун досягає своїх номінальних обертів. При такому способі пуску пусковий струм двигуна зменшується втри рази.

Якщо двигун призначений для роботи зі з’єднанням обмотки статора зіркою, то зниження напруги при пуску здійснюється вмиканням його через реактор Х (рис 8.6б) – додатковий індуктивний опір. Для пуску двигуна спочатку вмикають рубильник – вимикачQS1. При цьому обмотка статора живиться через реактор, який відбирає частину напруги мережі. Після розкручування двигуна вмикають вимикач QS2, що шунтує реактор, і на затискачі двигуна подається повна напруга мережі.

Існує також спосіб пуску двигуна через трасформатор.

ТАД з кз ротором відзначаються малими коливаннями частоти обертання при змінах навантаження, надійністю в роботі, високими значеннями к.к.д і . До недоліків їх. Крім високого пускового струму, слід віднести важкість регулювання частоти обертання, низьке значеня при перенавантаженнях, а також чутливість до коливань напруги мережі.