Лекция 17 Асинхронные электродвигатели

Благодаря надежности, простоте конструкции, простоте ухо­да, отсутствию потребности в преобразователе и другим досто­инствам асинхронные электродвигатели нашли исключительно широкое применение в подземных выработках, на поверхности шахт, на открытых горных работах (привод горных комбайнов, комплексов, врубовых машин, конвейеров, подъемных лебе­док, насосов, вентиляторов, буровых станков, толкателей и т. п.). Но недостаточно удовлетворя­ют требованиям горных машин, производящих резание и разру­шение горных пород.

Чаще применяют асинхронные электродви­гатели с короткозамкнутым ротором (а). Реже с фазным ротором (б).

Схемы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (а) и с фазным ротором (б)

Механические характеристики

М_п – Момент пуска;

s – скольжение

Номинальное скольжение

или

Номинальное скольжение составляет 2-4%.

, рад/с;

, об/мин,

где f – частота сети, Гц;

р – число пар полюсов.

Перегрузочная способность двигателя

Для нормальных условий λ=1,8÷2,5

Для тяжёлых условий λ=2,9÷3,4

Максимальный момент

,

где x_к – реактивное сопротивление короткого замыкания.

Максимальный момент зависит от квадрата напряжения, что является недостатком, т.к. напряжение в сети подвержено колебаниям. При резком снижении напряжения сети уменьшается М_к и двигатель может остановиться под нагрузкой. Это приведёт к перегреву и снижению производительности. Падение напряжения в сети не должно превышать 5% от номинального.

Рекуперативное торможение

Имеет место при скорости выше синхронной (ω>ω_о). С сверхсинхронной скоростью ротор может вра­щаться, например, спуске груза лебедкой и др. Момент и ток ротора имеют отрицательные знаки и машина работает в режиме асинхронного генератора, превращая механическую энергию, сообщаемую валу машины спускающимся грузом, в электрическую и отдавая ее в сеть.

Торможение противовключением

Этот режим может быть достиг­нут двумя путями:

1) увеличением сопротивления реостата в цепи ротора.

2) реверсом, т. е. переключением двух фаз статора. Вра­щающееся поле статора при этом изменит направление враще­ния, а ротор по инерции будет вращаться в прежнем направле­нии. Ток и момент при этом изменяют свои знаки. Момент ста­нет тормозным, что вызовет быструю остановку двигателя.

Динамическое торможение

Схема динамического торможения асинхронного электродвигателя

Для перевода в режим динамического торможения статор вращающегося двигателя отключается от сети переменного тока контактами Л и через контакты ДТ в две фазы статора подается постоянный ток от специального выпрямителя.

Обмотка статора, обтекаемая постоянным током, создает не­подвижное в пространстве магнитное поле, в котором по инер­ции вращается ротор. В обмотке ротора наводится э. д. с, под действием которой протекает ток и создается магнитное поле. Поле ротора, взаимодействуя с магнитным полем статора, соз­дает на валу двигателя тормозной момент.

Кинетическая энер­гия, запасенная во вращающихся частях машины, преобразу­ется в электрическую энергию и выделяется в виде тепла в об­мотке ротора и в реостате R_д, включенном в цепь ротора.