Способы исполнения асинхронного двигателя: глубокопазные, двухклеточные, с фазным ротором. Основные типы отечественных двигателей.

1. Глубокопазные. Вытеснение тока в пазе происходит в результате действия ЭДС, индуктируемых пазовым Фσ (т.к.f2=f1) в нижней части Е неравномерно под влиянием вытеснения тока (поверхностный эффект) Rст становится при пуске большим, также Xσст уменьшается, т.к. Фσ в нижней части стержня, вследствие уменьшения тока ослабляется Ψ2, уменьшается угол между Е и током стержня, что приводит к увеличению Мп. По мере разбега АД f2=Sн*f1≤1÷3 Гц (уменьшается) при этом Ест, Фσ становятся малыми, явление вытеснения практически исчезает и ток по стержню распределяется равномерно. R2 при этом уменьшается и АД работает с хорошим КПД.
2. Двухклеточные АД имеют на роторе две к.з. беличьи клетки, одна из которых представляет пусковую обмотку, а вторая - рабочая. При пуске, вследствие, большой частоты =частоте сети (за счет поверхностного эффекта) ток в основном протекает по пусковой обмотке (ближе к поверхности). Пусковая обмотка имеет меньшее индуктивное сопротивление по сравнению с рабочей, но большее активное. После разбега двигателя при номинальном скольжении индуктивные сопротивления стержней становятся много меньше активных, и ток ротора распределяется между обмотками обратно пропорционально их активному сопротивлению.
3. АД с фазным ротором. Обмотка ротора может быть выполнена 3-х фазной аналогично обмотке статора. Концы фаз такой обмотки ротора объединены обычно в звезду, а начало с помощью контактных колец и металлографитных щеток выводятся наружу. К контактным кольцам обычно присоединяют 3-х фазный пусковой реостат или регулировочный реостат. Фазная обмотка ротора с тем же числом полюсов, что и, как и статор.

Двуклеточный. С фазным ротором.

Серия 4А является массовой серией АД, рассчитанных на применение в различных областях промышленности.4А-основного использования,4АГ-с повышенным пусковым моментом,4АL-с повышенным скольжением (для двигателей с пульсирующей нагрузкой),

4АНК-двигатели с фазным ротором, 4R-специальные.Серия 4АМ-общегоназначения и является модернизацией серии 4А. Серия АИ-общего назначения (совместный проект),АО3, А3., А2., АО2, АВШ-АД вертикальный шахтный, ВАМ- вертикальный, подвесного исполнения.

4. Несимметричные режимы работы асинхронного двигателя.

Могут возникать в следующих случаях:

1. При искажении напряжения сети
2. При несимметрии сопротивлений в цепи статора и ротора
3. При несимметричной схеме соединения обмоток двигателя

1 Несимметрия приложенных напряжений.

Напряжение, токи и поле обратной последовательности создают вращающий момент обратной последовательности Мд=Мпр-Мобр, т.е. Мобр вращается в обратную сторону. Под влиянием токов обратной последовательности результирующий момент двигателя снижается, скольжения при том же моменте на валу увеличиваются, следовательно, увеличивается и ΔР и нагрев машины и уменьшается КПД.

Uобр/Uном=2%----η уменьшается на 1%. Моменты прямой, обратный и результирующий АД в функции скольжения.

2 Несимметрия сопротивлений во вторичной цепи (отсутствие контакта в роторе, или обрыв одного или нескольких стержней в к.з. обмотке ротора). Для АД с фазным ротором - применение несимметричных пусковых реостатов. I2обр»Ф2обр»Е1обр»I1обр»Мобр.

При 0.5<S<1, n2<0, а М2обр>0 ротор вращается против направления поля. При 0<S<0,5 , n2=0, М2=0-провал происходит за счет размагничивающего действия токов I12 к полю ротора I21-отсутствует (режим идеального хх) Хσ2-велико для I22. Кривая моментов М=f(S) АД имеет в области S=0.5 провал. При значительной несимметрии сопротивлений вторичной цепи этот провал может оказаться настолько большим, что двигатель при пуске «застрянет» на скорости n≈0.5n1 и не достигнет номинальной скорости вращения. Токи обмоток при этом велики и опасны для двигателя. Если одна из трех фаз имеет обрыв, то величина момента в области S=0.5 будет даже отрицательной и двигатель не достигнет номинальной скорости вращения даже на ХХ. Эффект Гергеса-эффект одноосного включения. При увеличении сопротивлений активных цепей ротора (с помощью реостата) при обрыве одной из фаз ротора становится более благоприятной.

a) b)

a) При несимметрии в сопротивлениях в фазах обмотки ротора.

b) При разрыве одной цепи фазы обмотки ротора.

5. Однофазные асинхронные двигатели.

Статорная обмотка данного двигателя выполнена однофазной и имеет достаточно большой коэффициент распределения Кр=0.9. Ротор аналогичен ротору 3-х фазных двигателей с к.з. обмоткой. В однофазных АД образуются 2 элептических вращающихся магн. поля, которые вращаются в разные стороны. В момент пуска это приводит к тому, что результирующее М.П. будет не вращающимся, а пульсирующим. Вращающий момент такого двигателя также складывается из вращающих моментов прямой и обратной составляющей М.П. при неподвижном роторе прямое, и обратное поля демпфируются (гасятся) токами ротора в одинаковой степени. Поэтому пусковой момент однофазного АД =0. его ротор не может прийти во вращение без специального пускового устройства. Однако, если ротор приведен во вращение в ту или иную сторону, то соответствующее элептическое М.П. будет преобладать над другим и двигатель будет вращаться в ту сторону. При одинаковых размерах однофазный двигатель в 2 и более раза имеет меньшую мощность по сравнению с 3-Х фазным, а также низкий КПД и cosφ. Двигатели с пусковой обмоткой (применяются в стиральных машинах, холодильниках, центрифугах и т.д.). После разгона пусковое сопротивление отключается от сети. Применяется пуск с помощью активного сопротивления -фазосдвигающий элемент, чтобы обеспечить сдвиг фаз между токами пусковой и рабочей обмоток.

Асинхронный конденсаторный двигатель.

У таких двигателей помимо пусковой емкости есть постоянно включенная добавочная емкость. (используется при повышенных требованиях к пусковому моменту) Двигатель фактически стал двухфазным. На обмотке статора расположена 2-х фазная обмотка с одинаковым числом витков. Одна из фаз питается через добавочную емкость. Сложность заключается в том, что подобранная добавочная емкость обеспечивала сдвиг фаз 90° только в одном режиме работы (чаще всего - номинальном). Сд=(Iв*cosφв)/(ω*U*tgφв).

Двигатель с экранированными полюсами. Применяют в настольных вентиляторах, магнитофонах. Двигатель имеет на статоре явно выраженные полюса с однофазной обмоткой и ротор с обмоткой в виде беличьей клетки. Часть наконечника каждого полюса охвачена (экранирована) КЗ витком. Для улучшения формы поля между наконечниками соседних полюсов устанавливают магнитные шунты (до 20-30 см).