3.16- сурет. 3.17-сурет.

3 Сурет

Динамикалық тежеу режимінде статор орамасы айнымалы ток желісінен ағытылады және орамаға әртүрлі қосылу сұлбасымен (тежеу тиімділігіне байланысты) машинаның қозғалмайтын ағынын тудыратын тұрақты ток беріледі.

Машина роторы инерциямен айналғандықтан, онда ток тудыратын ротор тізбегінде э.қ.к – сі индукцияланады. Статор мен ротор ағынының өзара әрекеттесуі тежеу иін күшін тудырады. Статор орамасының мүмкін болатын қосылу түрлері 3.18 суретте келтірілген.

3.18-сурет.

3.19-сурет.

3 Сурет

Қозғалтқыштың ротор тізбегіне енгізілетін әртүрлі кедергілер (R₂>R₁) кезінде машинаның статор тізбегіне беретін екі тұрақты ток I_т1 және I_т2 мәні үшін механикалық сипаттамасы 3.19 суретте келтірілген. Магниттеуші ток (I_т2>I_т1) көбейген сайын тежеу тиімділігі өсе бастайды.

3.3 Асинхронды қозғалтқыштың айналу жылдамдығын реттеу

Қысқа тұйықталған роторы бар машинаның айналу жиілігін реттеу дискретті (2:1, 3:2, 3:1 және т.б.) түрде полюстер жұбының санын ауыстыру арқылы келесі арақатынас негізінде орындалады:

(3.23)

мұнда: n – машинаның айналу жылдамдығы;

f –желі кернеуінің жиілігі;

р –полюстер жұбының саны.

Қысқа тұйықталған роторы бар машинаның статор орамасы секция болып бөлінген, шығыстары (басы және соңы) қысқыштар қорабшасында орналасқан және басқару жүйесінің релелі - түйіспелі бөлігімен коммутацияланады.

Жылдамдықты реттеу принципін түсіндіру үшін статордың сегіз ойығында орналасқан статор орамасы бір фазасының бөлек бөліктерінің ауыстырып қосу түрлерін қарастырайық (3.11-3.13 сурет).

3.11, 3.12, 3.13 суреттерде үш фазалы статор орамасының принциптік қосылу сұлбалары келтірілген. Полюстер саны және түрі (S, N) статордың басқа көрші ойықтарына қолданылған бұрауыш ережесі бойынша анықталады. Жылдамдықты реттеу түрінің критерийі фазалық кернеу мәнінің осы кернеуге қосылған статор орамасының орам санына қатынасы болады. Бұл критерийді қолдана отырып, ауыстырып қосу кезінде қуат тұрақты P= const кезінде жылдамдықты реттеу орын алады. Механикалық сипаттамалары 3.14 суретте көрсетілген. Иін күші M = const тұрақты кезінде жылдамдықты реттеу ауыстырып қосу кезінде орын алады (3.25 сурет). Механикалық сипаттамалары 3.14-суретте көрсетілген. Полюстер жұбының аз санынан көбіне ауыстырған кезде қозғалтқыш рекуперативті тежеу режимінде тежелетінін атап өту керек.

Полюстер жұбының санын ауыстырудың көптеген әртүрлі сұлбалары бар. Орамадағы кернеуді өзгерту қажеттілігі кезінде орамаларды үшбұрыш, екі үшбұрыш, жұлдызша-үшбұрыш етіп қосуды қолданады. Реттеудің бұл түрі станок жасауда, жүк көтеру техникасында (лифт) және басқа салаларда кең қолданылады.

Көпжылдамдықты электр қозғалтқышын дайындаудағы еңбек сыйымдылығы кәдімгі машинамен салыстырғанда секцияланған ораманы орындау есебінен өседі.

Машинаның симметриялы емес жұмыс режимі арасында іс жүзінде кездесетін симметриялы емес қоректендіру кернеуі (статор тізбегі) және симметриялы емес ротор тізбегі (кедергілерді қосу) талдауға жатады.

Симметриялы емес үш фазалы кернеу жүйесі екі симметриялы үш фазалы жүйеге - тура және керіге бөлінеді.

Тура кернеу жүйесінде векторлардың ілесу реті негізгі жүйемен бірдей, кері кернеу жүйесінде – фазалардың кері ілесу реті болады. Машинада екі магнит қозғаушы күші және сәйкес бағытта айналатын иін күштері пайда болады деп есептелінеді. Қозғалтқыш білігіндегі нәтижелік иін күш екі иін күштің алгебралық қосындысына тең болады. Кернеудің тура және кері құраушылары келесі арақатынастармен анықталады:

(3.24)

мұнда - симметриялы емес жүйенің фазалық кернеуі;

a – бірліктік вектор, 0,5+j0,866 мәніне тең.

3.20 –сурет.

3.21-сурет.

3.22-сурет.

3.23-сурет. 3.2- сурет.

Табылған фазалық кернеулердің симметриялық құраушылар мәндері бойынша сәйкес критикалық иін күштер мәнін анықтауға болады.

(3.25)

Тура M_тура және кері M_кері тізбектілік иін күштері үшін:

(3.26)

(3.27)

Қозғалтқыш иін күші M_тура және M_кері иін күштерінің қосындысымен анықталады. 3.26-суретте симметриялы емес қоректендіру кернеуі кезіндегі қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары көрсетілген – жүктеме кезінде қозғалтқыштың жылдамдығымен бірге машинаның іске қосу иін күші де азаяды. Ротор тізбегіне біршама активті кедергіні енгізумен төмен жылдамдығы бар сенімді тежемелі іске қосуды қамтамасыз ететін сипаттамаларды алуға болады (3.26-сурет).

3.25-сурет . 3.26-сурет.

Қозғалтқыштың бір фазалы режимі - фазалардың бірінің сақтандырғышы күйіп кеткен кезде орын алады, бұл кезде қоректендіру кернеуінің үшбұрышы түзу сызыққа айналуы симметриялы емес статор кернеуінің шектік режимі болады, сонымен бірге өз еркімен кері айналу және сипаттаманың үлкен еңістігінің мүмкіндігі - қарсы қосумен тежеу кемшіліктерін шеттету үшін қолданылады.

Бір фазалы екпінді магнитік өріс қарама-қарсы бағытта синхронды жылдамдықпен айналатын екі симметриялы өріске бөлінеді. Машинада бір білікке жұмыс істейтін екі үш фазалы асинхронды қозғалтқыш бар деп көрсетуге болады және олардың нәтижелік иін күші екі қозғалтқыштың иін күштерінің алгебралық қосындысына тең болады. Роторда қосымша кедергісі жоқ бір фазалы қосылу кезіндегі асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары 3.27-суретте келтірілген. Механикалық сипаттамалардың талдауы көрсеткендей, бір фазалы қосылу кезінде (S=1) іске қосу иін күші нолге тең және қозғалтқыш жүріп кете алмай, қысқа тұйықталу режимінде қалады, осының салдарынан қозғалтқыш қызады. Егер машина М₁ иін күші бар жұмысы кезінде сақтандырғыш күйіп кетсе, онда қозғалтқыш өз жылдамдығын 1-2 нүктелеріне сәйкес төмендетеді.

Ротор тізбегінде біршама қосымша кедергі болғанда, бір фазалы қосылу кезінде асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары 3.27-суретте көрсетілген.

Бір фазалы қосылу кезінде алынған тежеу сипаттамасы тұрақты ток қозғалтқыштарының сипаттамаларына орын береді, бірақ көтеру машиналарының жетектері толығымен қанағаттандырылады және бұл тежеу түрі кең қолданыс табады.

Машинаның бір фазалы қосылуы жарықтандыру желісі бар тұрмыста да қолданылады, бірақ асинхронды қозғалтқышты қосу оның 20% қуатын кемітеді. Бұл кезде іске қосу иін күшін тудыру үшін, статордың бір фазасына машина жүріп кеткеннен кейін тұйықтайтын коденсатор қосады.

3.27-сурет. 3.28-сурет.

Машинаның ротор тізбегіне симметриялы емес кедергілерді қосу (3.26-сурет) кедергілердің шектелген саны кезінде жасанды сипаттамалардың санын көбейту үшін қолданылады.

Ротор тізбегінің бөлек фазаларының кедергілері өзара тең болмауы салдарынан оның фазаларындағы токтар бірдей болмайды. Ротор тогының симметриялы емес жүйесін тура және кері реттілікті симметриялық құраушыларына бөлуге болады. Нолдік реттілікті токтар ротор тізбегінде болмайды.

3.29- сурет. 3.30-сурет.

Бұл шарттар бойынша қозғалтқышта екі айналушы магнит өрісі пайда болады. Біріншісі статор тогынның магнит қозғаушы күшімен (м.қ.к) және ротордың тура реттілікті токтарымен, екіншісі - кері реттілікті ротор тогының м.қ.к - мен және ротордың кері реттілікті ағынымен статор орамасында индукцияланатын жиілігі f болатын статор токтарымен пайда болады. Механикалық сипаттамалары 1.11-суретте көрсетілген. Механикалық сипаттамаларының ерекшелігі ротор тізбегінің балама кедергісінің мәнімен анықталатын жарты синхронды жылдамдықта иін күшінің төмен түсіп кетуі болады. Бұдан басқа, ағындар мен токтардың кері реттілігінің болуы болат пен мыстағы шығындарды көбейтеді және машинаның қызуын өсіреді.