Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

на валу машины момент, который стремится повернуть ротор в на­ правлении вращения ноля, т. е. является вращающим моментом. Если этот момент достаточен для преодоления нагрузочного момента на валу, то машина приходит во вращение со скоростью п < п1 іі работает двигателем, преобразовывая подводимую к ней электри­ ческую энергию в механическую.

При пуске двигателя п = 0, и, следовательно, s = -f-1; при ра­ боте скорость вращения двигателя п зависит от нагрузки; при холо­

Б. Работа в режиме генератора. Если оставить направление вра­ щения и полярность поля статора такими же, как на рис. 22-1, а,

Теоретически можно как угодно ускорять ротор относительно вращающегося потока; следовательно, при работе асинхронной

296

В. Работа в режиме электромагнитного тормоза. Если ротор асинхронной машины приводится во вращение против вращения магнитного поля статора, то такой режим работы называется режимом

электромагнитного тормоза. При этом скольжение s = *!±~Ä— ^ > 1 ;

П1

следовательно, оно может изменяться от значения s = + 1, когда п — 0, и теоретически достигать значения s = + °о.

Работа асинхронной машины в режиме электромагнитного тормоза используется в подъемно-транспортных устройствах.

Из рассмотренных трех режимов работы асинхронной машины наибольшее значение имеет ее работа в режиме двигателя. Этому режиму работы уделяется главное внимание, тогда как режимы работы генератором и электромагнитным тормозом рассматриваются как специальные.

22-4. Конструктивные элементы трехфазного асинхронного двигателя

На рис. 22-2 и 22-3 изображены продольные разрезы двигателей с короткозамкнутой и фазной обмоткой ротора. Независимо от типа двигателя сердечники ротора и статора выполняются из листов

Рис. 22-2. Асинхронный двигатель с короткозамкнутой обмоткой ротора

1 — обмотка ротора, 2 — сердечник ротора, 3 — сердечник статора, 4 — обмотка статора, 5 — лопасти вентилятора, в — коробка зажимов

электротехнической стали обычно толщиной 0,5 мм, изолированных друг от друга лаковой пленкой, а в двигателях малой мощности — слоем окалины, образующейся на поверхности листа.

297

Пазы статора чаще всего частично открытые. Так выполнена, например, серия А2 двигателей мощностью от 0,6 до 100 кет. Откры­ тые пазы предпочтительнее в двигателях большой мощности повы­ шенного напряжения (3 и 6 кв). В первом случае применяются всып-

Рис. 22-3. Асинхронный двигатель с фазной обмоткой ротора

1 — обмотка ротора, 2 — сердечник ротора, 3 — сердечник статора, 4 — обмотка статора, 5 — контактные кольца, 6 — коробка зажимов

ные обмотки из круглых проводников (рис. 18-4), во втором случае обмотка выполняется в форме жестких катушек из проводников пря­ моугольного сечения. В двигателях первых габаритов, т. е. ма­ лой мощности, применяется однослойная обмотка (рис. 19-5),

ав двигателях большей мощности — двухслойная обмотка с

с хорошими характеристиками. Простейшим видом обмотки ротора является обмотка в форме беличьей клетки (рис. 22-4). В настоящее время такая обмотка осуще­ ствляется путем заливки пазов ротора алюминием; пазы в этом случае выполняются закрытыми (рис. 22-5). Мостик 1, перекрываю­ щий паз сверху, имеет толщину 0,4—0,5 мм. Одновременно с залив-

298

I кой пазов отливаются кольца, замыкающие стержни с торцов ротора и лопасти вентилятора (рис. 22-4).

Пазы двигателей глубокопазного и с двойной беличьей клеткой показаны на рис. 28-9, а, б и 28-12, а.

В двигателях с фазной обмоткой ротора чаще всего применяются частично открытые пазы. В пазы укладывается обычно трехфазная обмотка, которая соединяется звездой или треугольником и выво­ дится к трем контактным кольцам 5, расположенным на валу двига­ теля (рис. 22-3). В двигателях средней и большой мощности приме­ няется двухслойная стержневая волновая обмотка. Предварительно

100 до 1000 кет все двигатели с фазной обмоткой ротора выпол­ няются с постоянно налегающими щетками.

Весьма важным является вопрос об охлаждении асинхронных двигателей. В брызгозащищенных двигателях единой серии А2 мощностью от 0,6 до 100 кет применена радиальная двусторонняя система вентиляции (рис. 22-3) вместо ранее применявшейся осевой системы. На рис. 22-2 показаны лопасти 5 вентиляторов, отливаемых одновременно с заливкой пазов ротора алюминием. Закрытые обду­ ваемые двигатели (АО) выполняются с двумя вентиляторами, один из которых служит для обдува наружной поверхности двигателя,

адругой — для циркуляции воздуха внутри двигателя; с этой целью в сердечнике ротора предусмотрены осевые вентиляционные каналы,

ав станине — продольные каналы, соединяющие правую и левую половины двигателя.

Г л ав а д в а д ц а т ь т р е т ья

ТРЕХФАЗНАЯ АСИНХРОННАЯ МАШИНА ПРИ НЕПОДВИЖНОМ РОТОРЕ

23-1. Предварительные замечания

При неподвижном роторе асинхронная машина представляет собой трансформатор, отличающийся от трансформатора нормального исполнения только в конструктивном отношении: распределенной

299

обмоткой статора и ротора, наличием зазора и т. и. Что же касается физической сущности явлений, то в обоих случаях она одинакова, поскольку взаимодействие между статором и ротором асинхронной машины осуществляется только магнитным путем, т. е. так же как между первичной и вторичной обмотками трансформатора. С этой точки зрения целесообразно начать изучение асинхронных машин, так же как и трансформаторов, с изучения предельных режимов работы машины — холостого хода и короткого замыкания — с тем, чтобы в дальнейшем распространить представление об асинхронной машине как о трансформаторе также и на случай машины с вращаю­ щимся ротором.

Ниже рассматривается трехфазная асинхронная машина с фазной обмоткой ротора (рис. 22-3), так как в этом случае можно по жела­ нию разомкнуть цепь ротора, замкнуть ее накоротко или через некоторое сопротивление.

При анализе работы машины учитываются только первые гармо­ нические всех переменных величин — э. д. с., тока, намагничиваю­ щих сил, а в случае необходимости отмечается влияние высших гармонических.

23-2. Холостой ход при разомкнутой обмотке ротора

Обмотка статора включена в сеть, цепь ротора разомкнута. Под действием подведенного к статору напряжения иг по обмотке статора течет ток холостого хода г0, создающий вращающийся со скоростью

300