3 Вмикання тад з фазним ротором

Замикання кола ротора через пускові резистори з опором (рисунок 6) супроводжується встановленням струмів у фазах обмотки ротора, що викликає відповідне збільшення струмів фаз обмотки статора і виникнення магнітного потоку розсіювання обмотки ротора (рисунок 7). Цей потік збуджує ЕРС розсіювання , що

визначається спаданням напругим на індуктивному опорі фази обмотки ротора із зворотним знаком, тобто

,

і входить у рівняння електричного стану фази обмотки нерухомого фазного ротора:

,

де - струм фази обмотки ротора.

Аналогічні явища спостерігають при включенні трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, що використовується в різних установках як при незмінному, так і при змінному напрямках обертання (рисунок 8, а, б).

Рисунок 6 – Схема Взаємодія струмів фаз обмотки ротора з обертовим магнітним вмикання трифазного полем статора викликає розгін ротора в напрямку обертання поля асинхронного двигуна до кутової швидкості , тобто у сталому режимі з фазним ротором. обертання ротора відбувається з ковзанням:

,

Рисунок 7 – Картина магнітного поля Рисунок 8 – Схеми включення трифазного

асинхронної машини із замкненим асинхронного двигуна з напрямком обертання

колом ротора. ротора: а) незмінним; б) змінним.

яке при номінальному навантаженні складає в залежності від параметрів двигуна від 2 до 10%. При розгоні ротора кутова швидкість магнітного поля статора щодо ротора зменшується, втрати енергії в магнітопроводі ротора прагнуть до нуля, але при цьому виникають майже еквівалентні їх механічні втрати. Отже, перехід від режиму холостого ходу з розімкненим колом ротора до аналогічного режиму при не навантаженому роторі, який обертається, з замкненою обмоткою практично не викликає змін у колі статора.

Пусковий струм трифазного асинхронного двигуна з фазним ротором визначають за формулою:

,

де - напруга на затискачах фази обмотки статора; і - параметри асинхронного двигуна, отримані за результатами досліду короткого замикання, проведеного при зниженій напрузі і номінальному струмі машини.

Опір резисторів у колі фазного ротора вибирають так, щоб початковий пусковий струм не перевищував номінальний струм більш ніж у 1,5…2,5 рази. При короткозамкненому роторі, коли , початковий пусковий струм складає , а іноді і більше.

4 Керування тад

При розгоні, коли кутова швидкість ротора змінюється від нуля до кутової швидкості , близької до синхронного , частота ЕРС і струмів у колі ротора поступово зменшується від до , що визначається так:

,

де р – число пар полюсів ротора, рівне числу пар полюсів статора.

ЕРС, що індукується у фазі обмотки ротора, який обертається,

,

може бути визначена як ЕРС, наведена у фазі обмотки нерухомого ротора, помножена на ковзання.

Активний опір фази обмотки ротора, який обертається, практично не залежить від частоти струму, а індуктивний опір:

дорівнює індуктивному опору фази обмотки нерухомого ротора, помноженому на ковзання.

Отже, струм у фазі обмотки обертового ротора буду:

.

З останнього запису видно, що в міру збільшення кутової швидкості ротора, що обумовлює зменшення ковзання, струм знижується, а при холостому ходу, коли ковзання близьке до нуля, він стане мінімальним.

Симетрична багатофазна система струмів фаз обмотки ротора збуджує магнітне поле, що обертається в просторі з кутовою швидкістю:

,

тобто з тією самою кутовою швидкістю, з якою обертається магнітне поле статора, і в тому самому напрямку. Таким чином, оскільки обертові магнітні поля, обумовлені МРС кіл статора і ротора, у відносному русі не перебувають, у просторі виникає одне результуюче поле, що обертається із синхронною кутовою швидкістю . Це дозволяє розглядати асинхронну машину з кола викликає відповідну зміну струму первинного кола.

Оскільки струм у колі ротора:

,

обертовий ротор, фази обмотки якого характеризується активним і індуктивним опорами, можна замінити еквівалентним нерухомим з фазами обмотки, що мають активний і індуктивний опори, у колі якого діє ЕРС частоти .

З огляду на те, що , комплексний опір кола еквівалентного нерухомого ротора можна представити так:

.

Для приведення усіх величин кола ротора до кола статора використовують коефіцієнт трансформації ЕРС , коефіцієнт трансформації струмів і коефіцієнт трансформації опорів , що визначають за формулами:

; ; ,

де і - число фаз відповідно обмотки статора і ротора.

Приведені величини будуть:

; ; ; .