Двигатели с глубокими пазами на роторе

Улучшение пусковых характеристик короткозамкнутых асинхронных двигателей осуществляется за счет применения роторных обмоток с переменными параметрами. Сопротивления , на схеме замещения таких двигателей являются функцией скольжения.

Из приближенного выражения для скольжения, соответствующего максимальному моменту

следует, что при пуске желательно увеличение активного сопротивления ротора и уменьшение его индуктивного сопротивления рассеяния . При этом максимальный момент смещается в область скольжений близких к . Наоборот, при работе в номинальном режиме максимальный момент должен смещаться в область малых скольжений, обеспечивая жесткость механической характеристики и снижение потерь в роторе.

Использование эффекта вытеснения переменного тока в проводниках, расположенных в ферромагнитной среде, способствует выполнению таких условий при некоторых конструктивных доработках.

В двигателях с глубокими пазами на роторе отношение высоты паза к его ширине доходит до 10. В результате нижняя часть стержня сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния и индуктивность нижней части каждого стержня больше. В таких стержнях обмотки будет наблюдаться вытеснение тока к поверхности ротора (рис. 10.1а,б), тем большее, чем больше частота тока. Вытеснение происходит за счет большей величины индуктивного сопротивления рассеяния в нижней части стержня. При этом поперечное сечение стержня, по которому проходит вытесненный ток ротора, намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению его активного сопротивления, что способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограничению пускового тока. Индуктивное сопротивление при этом уменьшается, так как ток протекает ближе к воздушному зазору – среды с меньшей магнитной проводимостью. В результате увеличения активного сопротивления стержня и уменьшения сопротивления рассеяния при пуске уменьшается угол сдвига фаз между ЭДС индукции и током стержня, что и приводит к увеличению пускового момента.

Рис. 10.1. Глубокопазный двигатель: а — форма паза ротора; б — распределение тока в стержне при пуске

Существенно поверхностный эффект проявляется при пуске, когда и . По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает , влияние ЭДС индукции от поля рассеяния ослабевает, распределение тока по высоте стержня становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления, и двигатель работает с хорошим КПД.

Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах ротора колбовидной и трапецеидальной формы (рис. 10.2).

Рис. 10.2. Формы сечения стержней роторов: а — колбовидная; б — трапецеидальная

В этом случае вытеснение тока происходит в верхней части паза, имеющей меньшее сечение, следовательно, большее активное сопротивление. Применение пазов такой формы позволяет сократить высоту пазов ротора по сравнению с глубокопазными роторами.

Дата добавления: 2015-12-07