17. Двухклеточные двигатели.
Двухклеточные асинхронные двигатели, рис. 2.5.4 (ниже), имеют две короткозамкнутые клетки на роторе— нижнюю рабочую с медными стержнями и малым сопротивлением, и верхнюю пусковую со стержнями из латуни и с повышенным сопротивлением за счёт меньшего сечения стержней и большего удельного сопротивления материала клетки.
Одна клетка глубоко, вторая ближе к поверхности ротора. У каждой клетки своё КЗ кольцо, следовательно, две независимые друг от друга механические клетки. Поперечное сечение 2 несколько меньше поперечного сечения 1 для увеличения сопротивления.
При пуске, когда индуктивное сопротивление рассеяния нижней обмотки намного больше верхней обмотки, индуктивное сопротивление рабочей обмотки определяет её полное сопротивление, следовательно, ток сосредотачивается в пусковой обмотке (ток создаёт Мэм). Её активное сопротивление велико, т.е. Мэм большой. При малых скольжениях и частоте тока в роторе вытеснения тока нет, и ток идёт по нижней, рабочей, обмотке с малым сопротивлением, обеспечивая механическую характеристику с высоким КПД.
Когда пуск завершён, тогда полное сопротивление определяется активным сопротивлением в пусковой обмотке. Ток меняет направление, следовательно, в рабочей обмотке создаётся Мэм.
Пазовые поля обмоток ротора двухклеточноrо двигателя
а) Есть ток
в обеих обмотках, значит потоки
взаимоиндукции определяют
;
б) Если в рабочей обмотке есть ток, а в
пусковой нет – потокосцепление с рабочей
обмоткой; в) Если в пусковой обмотке
есть ток, а в рабочей нет – потокосцепление
с пусковой обмоткой.
Двухклеточные двигатели применяются при частых и тяжёлых пусках, т.е. пусках под нагрузкой и с большими моментами инерции. Вся энергия Wэл2, выделяющаяся в роторе при пуске, приходится на пусковую обмотку, стержни которой разогреваются и несколько удлиняются. В рабочем режиме нагреваются и удлиняются стержни рабочей обмотки. В случае общего короткозамыкающего кольца в нём могли бы возникнуть механические напряжения, приводящие к его растрескиванию, поэтому пусковая и рабочая обмотки должны иметь свои, независимые короткозамыкающие кольца. Конфигурация пазов такова, что площадь нижней части паза больше, чем верхней. Это напоминает двухклеточную конструкцию с пусковой и рабочей частью, но с общим кольцом повышенного сечения. Высокая теплопроводность алюминия и толщина короткозамыкающего кольца обеспечивают одинаковую температуру верхней и нижней части стержня при пуске и в рабочем режиме.
Мех. характеристики
(3) – самый большой пусковой момент
(1) – самый большой момент (обычный АД)
В случае (1) момент больше, чем в (2) и (3). Это связано с тем, что максимальный момент обратно пропорционален индуктивности. Чем больше индуктивность рассеяния, тем меньше max момент, т.е. тем меньше перегруженность двигателя. У (2) и (3) рассеяние намного больше, чем в обычном двигателе, следовательно, max момент падает, и отношение максимального момента к номинальному уменьшается (перегрузочная способность уменьшается)