Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

Анализ этого выражения показывает, что скорость ротора мо­ жет регулироваться за счет скорости поля f; р или за счет сколь­

жения s.

В свою очередь скольжение является функцией многих пара­ метров двигателя:

s = F{R» R2; Х й Х 2; U),

где R ь Ai — активное и индуктивное сопротивления цепи статора; R2, Х2— то же, цепи ротора;

U — напряжение питания двигателя.

Здесь следует отметить, что при регулировании частоты вра­ щения ротора за счет скольжения в цепи выделяются потери энергии в виде тепла, пропорциональные скольжению.

Из всех параметров двигателя, от которых зависит скольже­ ние, только активное сопротивление цепи ротора R2 не влияет на величину максимального момента двигателя. Таким образом, включая дополнительное сопротивление в цепь ротора, можно регулировать частоту вращения, сохраняя перегрузочную способ­ ность двигателя. Потери энергии при этом выделяются в основ­ ном на сопротивлении реостата, т. е. выводятся за пределы дви­ гателя. Увеличение же Х и Ru Х2 или уменьшение U приводит к резкому снижению максимального момента двигателя, а потери энергии выделяются в самом роторе, вызывая перегрев двигателя.

Итак, регулирование частоты вращения асинхронного двигате­ ля может практически осуществляться за счет изменения R2, р или f.

Изменение сопротивления цепи ротора. Этот способ применим только для двигателей с фазным ротором и с кольцами. Сопро­ тивление короткозамкнутого ротора изменять практически не­ возможно. Механические характеристики при различных сопро­ тивлениях ротора показаны на рис. 140.

Кратко процесс регулирования выгля­ дит следующим образом:

М — Мс; п = const. R 2\ —/ 2 \ —M ^ —n \ . ~

230

Рис. 141. Принцип получения полюсопереключаемой обмотки

постоянного тока изменением сопротивления цепи якоря. Он при­ меняется в электроприводе брашпиля и шпиля больших серий судов типа «Андижан», «Повенец».

Изменение числа пар полюсов. Асинхронные двигатели, у ко­ торых трехфазная обмотка статора может создавать вращающееся магнитное поле с различным числом пар полюсов, называются полюсопереключаемыми.

Разработаны трехфазные обмотки, которые можно переклю­ чать на различное число пар полюсов в отношении: 2:1, 5:2, 7:3, 3:1 и т. д.

Принцип создания полюсопереключаемой обмотки поясним на примере однофазной обмотки, уложенной в восьми пазах (рис. 141). Обмотка состоит из двух полуобмоток. Если полуоб-

применив правило «буравчика» для определения направления си­ ловых линий вокруг пазов.

Если полуобмотки соединить встречно-последовательно (пе­ ремычка между выводами К1 и К2 , рис. 141, б), то такая обмотка будет создавать две пары полюсов р ~ 2. При выбранном на­ правлении тока поле между пазами 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, 8 и 1

взаимно уничтожается.

Полуобмотки можно соединить встречно-параллельно (пере­ мычки между выводами Н1 и К2, Н2 и К1, рис. 141, в) и тогда

Таким образом, существует два способа переключения обмот­ ки на меньшее число пар полюсов в отношении 2:1. Первый спо­

водов (рис. 143). После переключения характер соединения об­ моток не меняется, т. е. «звезда» переключается в «звезду», а «треугольник» — в «треугольник».

Мощность двигателя при первом способе переключения остает­ ся постоянной, следовательно, изменяется максимальный момент двигателя. Совместное рассмотрение механических характеристик двигателя и различных механизмов (рис. 144) показывает, что такой способ переключения наиболее целесообразно применять для регулирования частоты вращения металлорежущих станков.

При втором способе переключения обмотка, соединенная в «звезду», должна иметь только шесть выводов (рис. 145). После переключения получается соединение обмотки «двойная звезда». Мощность двигателя в этом случае удваивается, а максимальный момент, следовательно, остается постоянным.

Совместное рассмотрение механических характеристик двига­ теля и различных механизмов (рис. 146) показывает, что второй способ переключения целесообразно применять для регулирования частоты вращения грузоподъемных устройств.

Если обмотка соединена в «треугольник», то после переключе­ ния по второму способу получается соединение «двойная звезда». Мощность двигателя при этом возрастает на 15%.

Рассмотрены наиболее простые способы переключения обмо­ ток, дающие две ступени скорости.

232

шпилей на судах самое широкое распространение получили трех­ скоростные асинхронные двигатели с тремя отдельными обмотка­ ми на статоре на различное число пар полюсов. Регулирование частоты вращения осуществляется включением той или иной об­ мотки, но сами обмотки не переключаются.

Отечественная промышленность выпускает для судовых элект­ роприводов многоскоростные асинхронные двигатели серии МЛП диапазон регулирования частоты вращения которых 6:1, 7:1. Обмотка первой скорости обычно имеет 26, 28 полюсов.

Регулирование переключением пар полюсов отличается высо­ кой экономичностью, поскольку ротор вращается при установив­ шейся скорости со скольжением в пределах номинального и ни­ каких дополнительных сопротивлений в цепь двигателя не вклю­ чается. Серьезный же недостаток этого способа — ступенчатость и ограниченное число скоростей.

Изменение частоты. Механические характеристики двигателя при различной частоте показаны на рис. 147. Процесс регулирова­

М — Мс и скорость ротора будет постоянная.

Если необходимо, чтобы при любой частоте максимальный момент двигателя оставался постоянным (см. рис. 147), то одновременно с изменением частоты должно меняться в такой же пропорции и на­

пряжение, т. е. -jj = тогда Л1мах= const.

Регулирование скорости вращения изменением частоты — это самый многообещающий л перспективный способ. Основные его Достоинства заключаются в следующем:

233