14.5. Пускові й динамічні властивості двигунів з ротором, який котиться

ДКР – це тихохідні виконавчі двигуни, в яких особливо важливі пускові режими. При цьому важливі час пуску, кидки струму, втрати енергії й нагрів обмоток. Сталі часу електромагнітних перехідних процесів у контурах ЕМКР сумірні зі сталою часу механічного перехідного процесу.

Через деякий час після вмикання обмотки змінного струму в мережу величина обертаючого електромагнітного моменту буде достатньою для подолання моменту опору й динамічного моменту, й котки ротора двигуна почнуть обкочувати поверхню спрямівників. Принципово можливий пуск ДКР вмиканням обмотки збудження при увімкненій обмотці якоря. Швидкість переміщення точки дотику зростає від нуля до усталеного значення, тобто двигун розганяється. Час, за який відбувається зростання швидкості від нуля до усталеного значення, називається часом безпосереднього розгону. Час пуску ДКР складається з часу електромагнітного процесу від моменту вмикання до моменту початку руху ротора й часу безпосереднього розгону. Миттєва швидкість валу двигуна при розгоні може бути більшою від синхронної, що частково обумовлене електромагнітним перехідним процесом.

Оскільки в процесі розгону швидкість обертання осі ротора відрізняється від швидкості обертання магнітного поля, вектор МРС обмотки якоря переміщується відносно осі, яка проходить через центр системи й положення мінімального зазору, і в контурах виникають електромагнітні перехідні процеси, які при пуску вмиканням обмотки якоря в мережу при увімкненій обмотці збудження тривають не більше 5÷7 періодів змінного струму. При цьому характер та тривалість перехідного процесу практично не залежать від навантаження.

ЕМКР виконуються з ненасиченою активною зоною та відносно великим середнім радіальним зазором. Кратність пускового струму при вмиканні обмотки якоря в мережу в ДКР не перевищує 2÷3. Максимальний кидок струму, як і при вмиканні звичайних ланцюгів з індуктивністю, виникає в момент вмикання напруги, яка проходить через нульове значення.

Величина й напрям електромагнітного синхронного моменту залежить від фази поперечного потоку. При пуску синхронного ДКР у перший момент часу можливий рух ротора двигуна проти напряму обертання. Якщо зворотний рух ротора принципово неприпустимий, то доцільно використовувати ДКР синхронно-асинхронного типу. Відношення електромеханічних сталих часу Т_м ДКР та звичайного двигуна , який має з ДКР однакові електромагнітні навантаження й розміри активних частин, дорівнює:

,

тобто стала часу ДКР значно менша.

У разі пуску ДКР вмиканням обмотки збудження при увімкненій обмотці якоря час електромеханічного перехідного процесу більший, ніж при пуску вмиканням якірної обмотки, розгін відбувається менш стійко (поштовхи, ривки). Це пояснюється великою електромагнітною сталою часу ланцюга збудження.

Контрольні запитання

1. Поясніть конструкцію та принцип дії синхронного двигуна з ротором, який котиться. Для чого такі електричні машини застосовуються?

2. Наведіть співвідношення для швидкості обертання та моменту двигуна в залежності від способу обкочування.

3. Як передається рух від ротора до робочого механізму? Які переваги й недоліки електричних машин з ротором, який котиться?

4. Які параметри й застосування синхронних двигунів з ротором, який котиться?

5. Які різновиди й класифікація електричних машин з ротором, який котиться?

6. Яка конструкція, принцип дії, переваги й недоліки хвильових електродвигунів?

7. Які пускові й динамічні властивості електричних двигунів з ротором, який котиться?

Розділ 15. Тахогенератори