5.Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками

Двигатель с глубокими пазами на роторе.

От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него пазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которые вложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие металлические полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. В момент включения двигателя, когда ротор неподвижен и частота тока в обмотке ротора имеет наибольшее значение (f2=f1), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней, т.к. она сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния.. Практически весь ток ротора проходит по верхней части стержня. Т.к. Сечение всего стержня значительно больше сечения, по которому течет ток, такая конструкция будет равносильна увеличению активного сопротивления стержня ротора, что способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограничению пускового тока. По мере разбега Д. частота тока в роторе уменьшается и по достижению номинальной частоты вращения становится весьма малой. При этом ЭДС индуцируемые потоком, стан-ся малыми,явл-е вытеснения тока практически исчезает ток распределяется равномерно по сечению стержня.

рис. распределение плотности пускового тока по высоте стержня ротора при пуске и при работе Д.

Двигатель с двумя клетками на роторе. Устройство и принцип работы.

Двухклеточные двигатели имеют на роторе две короткозамкнутые «беличьи клетки», одна из которых представляет собой так называемую пусковую обмотку, а вторая — рабочую. Рабочая обмотка выполня­ется из медных стержней и размещается в нижних частях пазов, а пусковая об­мотка — из латунных или бронзовых стержней и располагается в верхних частях пазов, ближе к воздушному зазору. Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой клетки не велико, т.к. она расположена вблизи воздушного зазора. Рабочая клетка, выполненная из меди обладает меньшим активным сопротивлением. В момент пуска двигателя ток ротора проходит в основном по верхней (пусковой) клетке, обладающей меньшим индуктивным сопротивлением. Повышенное активное сопротивление этой клетки обеспечивает значительный пусковой момент при пониженном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ротора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное сопротивление клетки уменьшается, происходит перераспределение тока из области пусковой клетки в область рабочей клетки. Т.о. при пуске данного АД происходит постепенное перераспределение пускового момента между клетками.

рис. распределение плотности тока в рабочей и пусковой клетках при пуске и работе дв-ля.

6.Однофазный асинхронный двигатель. Устройство, принцип действия. Способы пуска. Разновидности.

По своему устройству однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному и состоит из статора, в пазах которого уложена однофазная обмотка, и короткозамкнутого ротора. Особенность работы однофазного асинхронного двигателя заключается в том, что при включении однофазной обмотки статора в сеть МДС статора создает не вращающийся, а пульсирующий магнитный поток с амплитудой Фмах, изменяющейся от +Фмах до –Фмах.

Удобно для объяснения работы однофазного АД разбить пульсирующий поток на два вращающихся в противоположные стороны Фпр и Фобр, составляющие по половине от Фмах. Данные потоки вращаются с одинаковой частотой, причем вращение Фпр совпадает с направлением вращения ротора (пусть против часовой). Данные потоки наводят в обмотке ротора ЭДС Е2пр и Е2обр _. Эти ЭДС создают в обмотке ротора токи I`2пр и I`2обр. Так как имеет место значительная разница прямого и обратного скольжений, то частота тока I`2обр значительно больше частоты тока I`2пр. Индуктивное сопротивление обмотки ротора току I`2обр во много раз больше ее активного сопротивления. Данный ток является практически чисто индуктивным, оказывающим сильное размагничивающее действие на обратное поле Фобр. В результате чего ротор вращается в направлении, обусловленном электромагнитным потоком прямого поля. М= Мпр – Мобр.

Зависимости моментов показывают, что однофазный АД не создает пускового момента. Для его появления во время пуска двигателя создается вращающееся магнитное поле. Для этого на статоре двигателя помимо рабочей обмотки применяется пусковая. Их оси должны быть смещены друг относительно друга на 90 градусов. Необходимо осуществить смещение токов обмотки статора, для чего в цепь пусковой обмотки включается фазозамещающий элемент. При достижении частотой вращения значения близкого номинальному, с помощью реле происходит отключение пусковой обмотки. Т.о. во время пуска двигатель – двухфазный, во время работы – однофазный.

Широкое распространение в качестве ФЭ получили активное сопротивление, а не емкость (большие габариты). Пусковая обмотка выполняется проводом меньшего сечения.

Разновидности:1)Д-ли с пусковой обмоткой(явл-ся наиболее распр-ми,в них кроме рабочей обмотки с фазной зоной 120 ⁰ на статоре имеется также пусковая обмотка с фазной зоной 60⁰ ,сдвинутая отн-но рабочей обмотки на 90⁰ эл.);2)Асинх-й конденсаторный д-ли (имеет на статоре 2 обмотки, в одну из обмоток вкл. емкость Величина,к-й расчитывается так,что при нормальной нагрузке существует только вращающееся поле прямой послед-ти. При этом обе обмотки имеют фазные зоны по 90⁰ эл. и сдвинуты отн-но др. друга на 90⁰ эл.

3)Д-ль с экранированными полюсами (имеет на статоре явно выраженные полюсы с однофазной обмоткой и ротор с обмоткой в виде бел. клетки.Часть обм. каждого полюса охвачена короткозамкнутым витком.