С массивным ротором.

Ротор асинхронной машины можно изготовить из массивной стальной поковки без пазов и без обмотки. В этом случае роль обмотки играет сам массивный ротор, в котором вращающееся магнитное поле будет индуктировать токи.

Активное r₂ и индуктивное сопротивления массивного ротора ввиду сильно выраженного поверхностного эффекта значительно зависят от скольжения. Так, в случае f₁ = 50 Гц при пуске (S = 1) эквивалентная глубина проникновения токов в роторе составляет только 3 мм, при  S = 0,02 – около 20 мм, при S = 0,001 – около 100 мм [1]. Поэтому при пуске сопротивление r₂ весьма велико и мало, а с уменьшением скольжения сопротивление  r₂ уменьшается, а – увеличивается.

В результате сильного проявления поверхностного эффекта пусковой момент двигателя с массивным ротором достаточно велик (рис. 12.6).

 

Рис. 12.6. Механическая характеристика асинхронного  двигателя с массивным ротором

 

Однако двигатели средней и малой мощности с массивными роторами при f₁ = 50 Гц имеют низкие кпд и коэффициент мощности.

Массивный ротор имеет большое преимущество в прочности. В связи с этим асинхронные двигатели с массивным ротором применяются для высоких скоростей вращения. Так, при частоте f₁ = 1000 Гц и при числе пар полюсов р = 1 частота вращения магнитного поля.

 

                   .                     (12.3)

 

Также двигатели применяются в различных установках специального характера, например, в гироскопических навигационных устройствах, и питаются токами повышенной частоты (4001000 Гц).

С целью улучшения рабочих характеристик иногда внешнюю поверхность массивного стального ротора покрывают медью, применяют медные кольца, прикрепленные к торцевым поверхностям массивного ротора. Иногда на цилиндрической поверхности ротора выполняют пазы, но без укладки в них обмотки.

Двигатель Шраге-Рихтера.

 В основе конструкции лежит  система  преобразования ЭДС частоты сети, в ЭДС частоты скольжения. Что бы все это было более понятно, показываем на примере.  Чугунная мощная станина статора регулируемого электродвигателя   имеет ввод питания 220/380 вольт в зависимости от конкретного назначения. Мне встречался двигатель выпуска 1947г с питанием 3х220в. В данном случае  электродвигатель работает от питания 380в. Питание подается на ротор двигателя через контактные кольца. Обмотка выполнена таким же образом, как и в асинхронных двигателях с фазным ротором и  является первичной.

Поверх этой обмотки располагается коллекторная обмотка, предназначенная для регулирования скорости вращения электродвигателя, которая соединена с вторичной обмоткой расположенной в статоре через щеточный механизм.  Коллекторный узел регулируемого электродвигателя состоит из двух одинаковых щеточных механизмов, к оному из них подключаются начала обмоток статора, а к другому концы этих обмоток. 

Щеточные механизмы способны изменять свое положение относительно друг друга и имеют  постоянный контакт с коллектором ротора.

Изменяя положение щеток, добиваются разных скоростей вращения ротора электродвигателя. В момент, когда щетки каждой из фаз находятся на одной линии относительно друг друга и находятся на одной коллекторной ламели, электродвигатель работает как обычный асинхронник. ЭДС в обмотке статора и ротора равны и никакого сдвига частоты не происходит. Если же сдвиг щеток происходит в направлении вычитания  ЭДС положение 1.  ЭДС статора и ротора направлены встречно друг другу скорость вращения уменьшается пропорционально разности ЭДС. Положение 3 характерно для увеличения скорости вращения.  Здесь ЭДС ротора и статора суммируются, и двигатель работает с частотой выше синхронной.

Диапазон регулирования скорости такого электродвигателя примерно равен 1 : 3 что значительно уступает показателям двигателей постоянного тока. Сложность и трудоемкость  исполнения обмоток ротора и щеточного механизма двигателей такой конструкции, послужили препятствием для массового производства и применения их в промышлености. Такие двигатели применялись в полиграфической промышленности, в системе протяжки печатных машин и некоторых других отраслях. Наша отечественная промышленность такие двигатели вроде не выпускала. Неисправность состоит в межвитковом замыкании коллекторной обмотки и выгорание изоляции коллектора.  Ремонт данного электродвигателя нецелесообразен в виду его значительной стоимости. Рекомендовано  заменить данный двигатель, на аналогичный двигатель постоянного тока соответствующего номинала.