Связь активной составляющей тока ротора и электромагнитного момента

Путем соответствующих преобразований из выражения *** можно получить вторую формулу электромагнитного момента 3-фазного асинхронного двигателя [Н*м]

М = к*I' * cosψ *Фм,

где: к – конструктивный коэффициент электродвигателя;

I' - приведенный ток ротора, А;

ψ - угол сдвига по фазе между током ротора и ЭДС ротора, электрические градусы;

Фм – вращающийся магнитный поток обмотки статора.

Физический смысл формулы состоит в том, что электромагнитный момент двигате-

ля пропорционален активной составляющей тока ротора I' = I' * cosψ .

Рис. 4.7. Векторная диаграмма пусковых токов асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором

Поэтому для получения больших пусковых моментов необходимо при пуске увели

чить активное сопротивление цепи обмотки ротора. Этого достигают применением специальных типов двигателей: с двумя клетками на роторе, с глубоким пазом ротора и

с фазным ротором.

У двигателя с фазным ротором при пуске вводят в цепь ротора пусковые резисторы

Вследствие чего пусковой ток уменьшается, а пусковой момент увеличивается ( рис. *** ).

Как следует из рис. 4.7, вращающийся магнитный поток Ф индуктирует в об

мотке ротора Е' ,отстающую от потока на 90º ( т.е. на четверть периода переменного тока ).

При пуске частота тока в неподвижном роторе имеет максимальное f = 50 Гц . Индуктивное сопротивление обмотки ротора х = 2π*f *L ≡ f и имеет максималь-

ное значение из-за большой частоты. Поэтому ток I носит индуктивный характер и отстаёт от ЭДС Е' на угол ψ , близкий к 90º .

Спроектируем конец вектора I' на вектор Е' и получим прямоугольный треуголь

ник ОАВ, в котором вектор ОВ = I * cosψ . Этот вектор совпадает по фазе с ЭДС Е' и поэтому он и есть активная составляющая тока ротора I .

Из диаграммы следуют два вывода:

1. пусковой ток двигателя велик ( вектор ОА ), на практике I = ( 4…7 ) I ;

2. тем не менее активная составляющая тока I ( вектор ОВ ) невелика.

Таким образом, диаграмма на рис. 1.41, подтверждает плохие пусковые свой-

ства асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: при большом пусковом токе такой двигатель имеет небольшой пусковой момент.

При пуске асинхронного двигателя с фазным ротором введение резисторов в каж

дую фазную обмотку ротора уменьшает пусковой ток I ( вектор ОА' ) и делает его практически активным ( угол ψ' близок к нулю, т.е. пусковой ток практически совпа

дает с ЭДС Е' ). Поэтому увеличивается его активная составляющая ( вектор ОВ' ) , а значит, и пусковой момент.

Таким образом, диаграмма на рис. 4.7 подтверждает хорошие пусковые свой

ства асинхронного двигателя с фазным ротором: при малом пусковом токе такой двига

тель имеет большой пусковой момент.

§ 4.4. Способы пуска 3-=фазных асинхронных двигателей

Для пуска асинхронных электродвигателей переменного тока применяют два способа:

1. прямой пуск;

2. пуск при пониженном напряжении;

3. реостатный пуск.

Рассмотрим особенности каждого способа пуска.