37. Ад с фазным ротором: схема, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

Устройство Состоит из статора и ротора.

В статор входят: корпус; магнитопровод (сердечник), состоящий из тонких стальных пластин; три обмотки (катушки), смещенные между собой на 120°, которые укладываются в пазы магнитопровода.

В ротор входит: вал, магнитопровод, в пазы которого укладывается трехфазная обмотка, концы которой через кольца, установленные на валу, и щетки подключаются к реостату. Благодаря кольцам со щетками осуществляется электрическое соединение вращающихся обмоток ротора с неподвижным реостатом. Реостат используется для управления двигателем.

У словное обозначение

Достоинства двигателя:

Улучшенные пусковые свойства — больший пусковой момент и меньший при этом пусковой ток (т. е. двигатель можно запустить на меньших токах).

Недостатки:

Меньшая надежность двигателя из-за наличия скользящего контакта (кольца-щетки), а также больших потерь мощности в реостате, что снижает η двигателя.

Принцип работы:

U₁ → I₁ → Ф₁ (вращающееся магнитное поле) → Е₂ (Е₁) → I₂

В результате взаимодействия I₂ с Ф, создается момент М [Нм]. М = КI₂Фcosψ₂, где ψ₂ — фазовый сдвиг между Е₂ и I₂, под действием которого ротор приходит во вращение.

В АД имеет место АСИНХРОННОСТЬ (неодинаковость) вращения магнитного поля n₁ и ротора n₂. Благодаря этой асинхронности движения возникают электрические процессы в роторе (Е₂ и I₂). Величина асинхронности оценивается скольжением S, в относительных единицах или процентах: , , [%], n₁ — частота вращения магнитного поля.

, P_п — число пар магнитных полюсов поля: 1, 2, 3 … и т. д.; f — частота тока.

Если f_ном = 50 Гц, то = 3000, 1500,1000 об/мин и т. д. в зависимости от числа пар полюсов двигателя.

Из (1) имеем .

Работа двигателя начинается с n₂ = 0 (пуск), тогда (максимальное скольжение).

Теоретически максимальная частота вращения ротора при отсутствии нагрузки n₂ = n₁, тогда .

Диапазон изменений S составил от 1 (минимальная скорость ротора) до 0 (максимальная скорость ротора).

38. Ад с фазным ротором: пуск, характеристики, регулирование скорости.

А нализ характеристик:

Точка «1», определяющая частоту вращения магнитного поля, остается неизменной, т. к. и не зависит от R. При R_реост.=0 имеем естественную механическую характеристику.

Критическое скольжение , где R'₂ — активное сопротивление ротора; x_к — индуктивное сопротивление двигателя.

При введении реостата S_кр увеличивается .

При этом пусковой момент возрастает, что является достоинством АД с фазным ротором. Отметим, что М_мах при этом не изменяется.

Можно подобрать R_{реостата} таким что при пуске, т. е. S=1, М_п=М_мах. Тогда . Из этого условия можно рассчитать требуемое сопротивление реостата R_р.

Регулирование скорости

Формируя новую искусственную характеристику можно менять положение рабочей точки A, B, C, которая определяется равенством момента механизма и двигателя, а, следовательно, изменять скорость. Отметим, что понижение скорости связано с введением дополнительного сопротивления, что приводит к дополнительным потерям мощности в реостате I²R_р и снижению η. Поэтому такой способ регулирования не находит широкого применения.

Р ассмотрим пуск двигателя:

Введем R_р2. Т. к. М_п>М_c, двигатель разгоняется до скорости n_с. Если уменьшить сопротивление реостата до R_р1<R_р2, М на этой скорости увеличится до М'_с, что приводит к дальнейшему увеличению скорости до n_в. Убрав реостат, переходим на естественную характеристику. Т. к. М'_в> М_в, произойдет дальнейшее увеличение скорости до точки n_А, определяемой равенством момента двигателя и механизма, что и определяет рабочую точку.

39. АД с фазным ротором: реостатные характеристики, расчёт пускового реостата.