Двигателей независимого

Асинхронный пуск синхронных двигателей несколько сложнее пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. В отношении пусковых свойств асинхронные двигатели с фазным ротором имеют весьма существенные преимущества перед синхронными двигателями.

Изменение числа пар полюсов — экономичный и широко применяемый способ регулирования частоты вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей. Его недостаток — ступенчатый характер изменения частоты вращения и ограниченный диапазон регулирования. Масса и стоимость многоскоростных двигателей несколько больше, чем односкоростных асинхронных двигателей такой же мощности.

При применении асинхронных двигателей регулирование частоты вращения вала с мощностью двигателей несколько тысяч киловатт целесообразно осуществлять с возвратом энергии скольжения в питающую сеть либо частотными методами. В первом случае целесообразно применять каскадные схемы

Отдельные элементы конструкции двигателей несколько различаются в зависимости от высоты оси вращения.

В защищенном исполнении двигатели с короткозамкнутым ротором выпускаются в диапазоне осей вращения от 200 до 355 мм со степенью защиты IP23. Корпуса и подшипниковые щиты двигателей несколько отличны по своей конструкции от двигателей исполнения IP54. Это связано с изменением системы вентиляции. Двигатели имеют двустороннюю радиальную систему вентиляции. Нагнетательными элементами служат вентиляционные лопатки на замыкающих кольцах. Как и в дивгателях исполнения по степени защиты IPS4, лопатки служат также радиаторами, отводящими тепло от пазовой части стержней обмотки ротора. В двигателях с h = 200 ч- 250 мм (см. 8.4) воздух засасывается через жалюзи в подшипниковых щитах торцов ротора, направляется диффузорами на вентиляционные лопатки ротора, охлаждает обмотку ротора и отбрасывается лопатками на лобовые части обмотки статора, обдувает внешнюю поверхность сердечника статора и выходит наружу через жалюзи в средней части корпуса двигателя. Корпуса двигателей этого отрезка серии отлиты из чугуна и внутри имеют продольные ребра, которые служат для установки сердечника статора. Сердечник закреплен на ребрах эксцентрично по отношению к корпусу, и площадь поперечного сечения вентиляционных каналов сверху сердечника больше,чем снизу.

Асинхронные машины наибольшее распространение получили как двигатели. Это основной двигатель, применяемый в промышленности, сельском хозяйстве и в быту. Только асинхронных двигателей единых серий мощностью от 0,6 до 400 кВт в нашей стране ежегодно выпускается около 10 млн. Асинхронных микродвигателей мощностью от 0,6 кВт изготовляется несколько десятков миллионов в год.

Электротехническая промышленность выпускает асинхронные двигатели в большом диапазоне мощностей. Предельная мощность асинхронных двигателей — несколько десятков мегаватт. В индикаторных системах применяются асинхронные двигатели мощностью от долей ватта до сотен ватт. Частота вращения двигателей общего назначения — от 3000 до 500 об/мин. В генераторном режиме асинхронные машины применяются редко. Для создания поля в зазоре асинхронной машины необходима реактивная мощность, которая забирается из сети или от других источников реактивной мощности. Асинхронные двигатели не могут работать с coscp = l. Это существенный недостаток асинхронных машин, ограничивающий их применение в генераторном режиме.

По своей конструкции и схемам соединения обмотки фазных роторов асинхронных двигателей несколько отличаются от обмоток статоров машин переменного тока. В роторах машин мощностью до 80—100 кВт обычно применяют двухслойные катушечные обмотки.

Фактическое число оборотов двигателей несколько ниже ввиду скольжения. Чем выше скорость двигателя, тем меньше его габариты и вес, а следовательно, и стоимость единицы мощности двигателя (1 кВт). Высокоскоростные двигатели имеют более высокие к. п. д. и coscp по сравнению с тихоходными двигателями той же мощности.

Малые двигатели постоянного тока 'часто снабжаются двумя обмотками возбуждения, которые работают раздельно и обеспечивают правое или левое вращение якоря. Применение двухобмоточных двигателей несколько увеличивает их габариты и приводит к плохому использованию обмотки возбуждения в целом, так как в каждом режиме работает только одна ее половина.

Масса и стоимость, многоскоростных двигателей "несколько больше, чем у нормальных асинхронных двигателей такой же мощности.

У двигателей постоянного тока коэффициент перегрузки ограничивается в основном условиями коммутации; для двигателей независимого и смешанного возбуждения /тах//н = 2-7- 2,5; для двигателей последовательного возбуждения /тах//н = 2,5 ч- 3.

:Метод среднеквадратичного момента основан на пропорциональности (для двигателей независимого возбуждения и, с некоторым допущением, для асинхронных двигателей при нагрузках, близких к номинальным) момента току при Ф = const. Этот метод проще, чем метод среднеквадратичного тока, так как непосредственно связан с режимом работы (нагрузочной диа-. граммой) производственного механизма. При регулировании частоты вращения двигателя ослаблением потока пропорциональность Ми/ нарушается и необходимо учитывать возрастание тока при ослаблении поля.

Метод среднеквадратичной мощности основан на пропорциональности мощности моменту (Р = ю.М при со = const) для двигателей независимого возбуждения, синхронных и асинхронных при нагрузках, близких к номинальным, работающих без регулирования частоты вращения.

Двигатель смешанного возбуждения ( 3.21) имеет две обмотки возбуждения: независимую ОВ2 и последовательную ОВ1, поэтому его механические характеристики занимгют промежуточное положение между соответствующими характеристиками двигателей независимого и последовательного возбуждения. Механическая характеристика рассматриваемого двигателя вследствие изменения магнитного потока при изменении нагрузки не имеет аналитического

1 Такая схема, применима и для нескольких двигателей, а также, для двигателей независимого или смешанного возбуждения,

Совместная работа двигателей постоянного тока последовательного возбуждения обеспечивает более равномерное распределение нагрузок, чем в случае двигателей независимого возбуждения, даже при той же разнице

При различных угловых скоростях идеального холостого хода двух двигателей независимого возбуждения можно путем введения дополнительных резисторов в обмотки

Расчет ступени противовключения для двигателей независимого и последовательного возбуждения производится на основании следующего равенства:

Для двигателей независимого возбуждения при Ф = = const можно приближенно считать Етах = U. В других случаях вычисление Етах и /доп производится по (10.4) и (10.6).

Расчет ступеней пусковых сопротивлений удобно проводить с помощью пусковых диаграмм — семейства электромеханических или механических характеристик, которые для двигателей независимого возбуждения показаны на 4.3, а. Значения пускового тока или момента для двигателей общепромышленного исполнения серий П, ПН составляют /п= (2-5-2,5) /цОМ или Мп= (2-4-2,5) Мном. Для специальных краново-металлургических двигателей серий Д, ДП, широко применяемых в приводах механизмов, 1п— = (3^-4) /ном.

зисторов якорной цепи контактами /Cyi—/Суз- Соответствующая пусковая диаграмма приведена на 4.3,6. Значения /п, /пер выбирают из тех же соображений, что и для двигателей независимого возбуждения. Следует иметь в виду, что при кратности токов /п//ном'^3 для краново-металлургических двигателей последовательного возбуждения кратность пусковых моментов может составлять МП/М!ЮМ^4 -^-4,5, поскольку с ростом тока якоря растет и магнитный поток, хотя при токах, превосходящих номинальный, двигатель работает за коленом кривой намагничивания.