Асинхронные электродвигатели

Общие сведения. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором находят самое широкое распространение в приводах машин. Они отличаются простотой конструкции и технического обслуживания, экономичностью и надежностью. Наряду с основным исполнением двигателей серии 4А разработаны электрические модификации этой серии: двигатели с повышенным пусковым моментом (4АР), с повышенным скольжением (4АС), с фазным ротором (4АК, 4АНК), многоскоростные (в марке указывается число полюсов, например, 4А100S8) и двигатели со встроенным тормозом.

Для приводов с большими статическими и инерционными нагрузками в момент пуска используют двигатели с повышенным пусковым моментом. В этих двигателях ротор выполнен с двойной беличьей клеткой, залитой алюминием, что обеспечивает повышение пускового момента и снижение пускового тока.

Для приводов, работающих в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками или пульсирующей нагрузкой, применяют двигатели с повышенным скольжением. Ротор этих двигателей в отличие от основного имеет пазы уменьшенных размеров, в которые залит сплав с повышенным электрическим сопротивлением.

При тяжелых условиях пуска, когда мощность питающей сети мала для обеспечения пуска двигателей с короткозамкнутым ротором, а также при необходимости плавного регулирования частоты вращения применяются двигатели с фазной обмоткой ротора, контактными кольцами и пусковым реостатом.

Если асинхронный двигатель имеет р пар полюсов и подключен к питающей сети с частотой f₁, то синхронная частота вращающегося магнитного поля n_о может быть рассчитана по формуле [12]

. (15)

При работе ротор двигателя преодолевает сопротивление и вращается медленнее с частотою n₁. Скольжение двигателя

. (16)

Из выражений (15) и (16) следует:

. (17)

Регулирование частоты вращения двигателя. Из формулы (17) следует, что частоту вращения асинхронного двигателя можно регулировать путем изменения скольжения, числа пар полюсов или частоты тока питающей сети.

Меняя величину сопротивления ротора, можно изменить величину критического скольжения. При этом изменится частота вращения двигателя. Этот метод регулирования частоты вращения двигателя применяется в приводах деревообрабатывающих машин, работающих в повторно-кратковремен-ном режиме, когда двигатель часто включается и выключается.

Частоту вращения двигателя можно регулировать изменением числа пар полюсов. Это достигается переключением обмоток статора по схемам: звезда – двойная звезда; треугольник – двойная звезда. Такой способ регулирования отличается простотой, экономичностью. При этом частота вращения двигателя изменяется только ступенчато. По этому принципу работают многоскоростные двигатели.

Частоту вращения можно регулировать также изменением частоты тока питающей сети. При частоте тока 300 с^-1 частота вращения двигателя достигает 18000 мин^-1. Реализация такого способа требует применения асинхронного преобразователя частоты, что делает привод громоздким с низкими энергетическими показателями. Метод получит дальнейшее развитие с применением преобразователей частоты на базе транзисторной техники.