Il или la, можно определить другую, а также передаточное отношение автотрансформатора:

где Wi и W2-числа витков первичной и вторичной цепи автотрансформатора. Вращающий момент двигателя будет уменьшаться пропорционально уменьшению тока из сети.

в) Способ Гёргеса (Goerges). Каждая роторная фаза по этому способу выполняется из двух частей, А и В, с различными числами витков, к-рые при пуске в ход являются включенньши друг против друга (фиг, 25) т. о., что действующей является

Фиг. 25.

ТОЛЬКО разница индуктированных в них эдс. Обе части обмотки, А к В, уложены в одни и те же пазы и имеют провода одного сечения. Благодаря получающимся увеличенному активному и уменьшенному реактивному сопротивлениям двигатель при пуске развивает увеличенный начальный момент.

При достижении двигателем около 70- 85% своей синхронной скорости происходит замыкание накоротко зажимов К-К-К при помощи центробежного замыкателя. Двигатели Гёргеса строятся заводом Электросила до 85 kW.

г) Способ Шенфера. Этот способ представляет модификацию способа- Гёргеса. На фиг. 26 представлена одна из предложенных им схем. К!агкдая фаза состоит из двух частей с равными числами витков, заложенных в одни и те же впадины. В цепи I 0-а-5-5 действуеттоль-ко эдс, создаваемая частью обмотки Оа, так как эдс частей 3 и 5 взаимно уравновешиваются. Так как ток обтекает эти части в противоположных направлениях, то реактивное сопротивление цепи получается сильно уменьшенным, а активное-увеличенным, благодаря чехлу двигатель развивает большой пусковой момент. При достижении определенной скорости, нек-рые точки обмотки, напр. К-К-К, замыкаются центробежным выключателем накоротко на рабочее положение. Двигатель в 44 kW, выполненный по этой схеме, развивал при пуске 1,04 от номинального момента при кратности 1,67 пускового тока по отношению к нормальному. Если же пускать его при вхшючении по рабочей схеме, то при кратности пускового тока 2,77 он развивает всего 0,81 от номинального момента.

д) Система Бушеро (Boucherot). Для улучшения условий пуска Бушеро разработал (с 1894 по 1900 г.) конструкцию ко-роткозамкнутого асинхронного двигателя с весьма хорошими пусковымии достаточно удовлетворительными рабочими характеристиками . Двигатель Бушеро имеет на роторе две беличьих клетки. Первая клетка, расположенная у поверхности воздушного зазора, имеет большое активное и относительно малое реактивное сопротивления, благодаря чему двигатель развивает при пуске большой вращающий момент. Вторая клетка, малого активного сопротивления, расположена значительно дальше от поверхности ротора и поэтому имеет большое реактивное сопротивление, благодаря чему при пуске она пропускает через себя относительно небольшой ток и развивает незначительный момент. При вращении двигателя частота /а и реактивные сопротивления вторичной цепи уменьшаются. При приближении к частоте скольжения номинальной нагрузки реактивные сопротивления становятся ничтожньпйи по сравнению с активными, и нижняя клетка благодаря меньшему активному сопротивлению берет на себя главную часть вторичного тока и создает основную часть вращающего момента. Верхняя метка при нормальной работе автоматически выключается из действия. Благодаря малому активному сопротивлению нижней клетки джоулевы потери вторичной системы весьма невелики, и поэтому кпд двигателя Бушеро не уменьшается по сравнению с кпд нормального асинхронного двигателя.

Недостатком двигателя Бушеро является уменьшенный на несколько % cos (р по сравнению с C0S9J нормального двигателя, что получается благодаря повьппенному реактивному сопротивлению нижней клетки. Уменьшение cos 9? двигателя Бушеро по отношению к cos q>f исходного асинхронного двигателя м. б. выражено для двигателей завода Электросила следующей приближенной формулой:

COS <рь =--

3-дом Электросила выполняются двигатели с номинальным, полуторным и двойным пусковыми моментами. Приближенное соотношение между пусковым моментом Ж . и пусковым током 1щ. м. б. .выражено следующим образом:

1,0 3,2-3,5

1,5 3,5-3,8 2,0 4,5-5,0

е) Двигатель с глубокими пазами. Этот двигатель имеет в своей основе тот же принцип, что и двигатель Бушеро, но конструктивно выполняется в виде одной беличьей клетки. Благодаря высоким проводникам ротора, утопленным в глубоких и узких пазах, в них развиваются значительные токи Фуко. Коэфф. К , равный отношению активного сопротивления проводника к омическому, весьма сильно возрастает, благодаря чему двигатель развивает большой пусковой момент. На фиг. 27 представлено распределение эффективной плотности тока G по высоте проводника в 6 см, заложенного

в глубокий паз, и средняя плотность тока в нем при постоянном токе Gq. При частоте /i=50 пер/ск. и высоте к==1см, Ка=1,1, при той же частоте и /i= = 2,5 см, Ка=2,55. После того как двигатель достигнет номинальной скорости, частота в его роторе становится ничтожной, и Ка= 1,0 даже при высоком пазе, благодаря чему двигатель имеет высокий коэффициент полезного действия. Двигатели эти строятся фирмами SSW, GEC и другими.

II. Регулирование скорости асинхронного двигателя, а) Регулирование скорости изменением частоты и напряжения. Скорость двигателя при нормальных условиях его работы определяется частотой /i. При питании двигателя от специального генератора (синхронного или коллекторного) имеется возможность изменять как частоту /i, так и напряжение Fj на его зажимах. В этом случае для различных моментов на валу М можно получить идеальные условия, если изменять напряжение в случае относительно ненасыщенного двигателя по следующей зависимости:

~Уг~тУ Ml- (48)

Здесь Fg и Mg-величины, соответствующие частоте /g, а Fi и Mi-соответствующие частоте /i. Если скорость связана определенной зависимостью с моментом на валу, то этим задается определенная зависимость напряжения от частоты. Например, при Const:

Z? b

(48а)

(486)

(48в)

При указанной регулировке двигатель для различных скоростей будет работать при практически постоянных cos (р, кпд, абсолютном скольжении щ.- и перегрузочной способности дГ . Если двигатель должен работать при постоянной частоте /i и различных моментах на валу, то для получения наилучших условий его работы в отношении кпд и cos (р нужно регулировать напряжение на его зажимах по следующей зависимости:

в частном случае, при возможности переключения с тр-ка на звезду, двигатель при звезде дает практически те же условия работы, что и при тр-ке, если момент на валу будет в три раза меньше. Т.к. при питании от общей сети напряжение Fi и частота /i являются не-изменньгми,то в этом случае указанный способ регулирования скорости изменением частоты и напряжения является неприменимым.

б) Регулирование скорости реостатом в роторе. Схема такого регу-

лирования ничем не отличается от схемы пуска посредством реостата в роторе (фиг. 21). В этом случае применяются проволочные или водяные реостаты, рассчитанные на длительную работу. Если при регулировке момент остается постоянным, то ток ротора также не меняется, поэтому скорость двигателя будет зависеть от величины добавочного сопротивления. Этот способ аналогичен регулировке скорости шунтового двигателя при помощи реостата в цепи якоря. Если при введенном добавочном сопротивлении момент на валу изменяется, то изменяется и вторичный ток. В этом случае при холостом ходе скорость будет близка к синхронной, а при нагрузке начнет сильно уменьшаться; поэтому асинхронный двигатель с сопротивлением в роторе дает характеристику изменения скорости, сходную с последовательным или сильно компаундированным двигателем постоянного тока. Данный способ регулировки применяется в подъемниках, лифтах, прокатных станах и т. п. Мощность, поглощенная в добавочном сопротивлении, является потерянной, и потому способ этот является весьма неэкономичным.

в) Р е г у.л ирование скорости переключением числа полюсов. Синхронная скорость двигателя определяет- ся соотношением (1):

пе. = ;

с. р

поэтому, изменяя число полюсов, можно изменять в обратном отношении и скорость.-Переключение числа полюсов м. б. достигнуто следующими способами; 1) получением двух различных чисел полюсов переключением одной и той же обмотки статора, 2) устройством на статоре двух обмоток на разные числа полюсов и 3) совместной комбинацией предыдущих способов. В двигателях с беличьей клеткой переключение числа полюсов производится только на статоре, в двигателях же с фазовым ротором необходимо производить переключение и на роторе. Наиболее просто производится переключение по первому способу для отношений чисел полюсов 2 :1 по системе Даландера (Dahlan-der). Обмотка в этом случае выполняется по типу нормальной катушечной (фиг. 2), с полюсным делением, соответствующим большему числу полюсов. Каждая фаза состоит из двух частей, к-рые соединяются звездой параллельно при малом числе полюсов р и последовательно- при большом числе полюсов 2р (фиг. 28). Максимальный момент при 2р полюсах получается приблизительно в 2 раза меньшим, чем при р полюсах, а максимальная мощность-в 4 раза меньшей.

Если выполнить на статоре разрезанную обмотку постоянного тока по схеме SSW, то при включении ее по схеме фиг.29а получается 2р полюсов, а по схеме фиг. 296-р полюсов. На фиг. 30 представлена схема такой обмотки для переключения чисел полюсов с 2р = 8 на 2р = 4. По сравнению с обмоткой

Фиг. 28.

Даландера обмотка SSW имеет то преимущество, что она позволяет иметь один и тот же момент для обоих чисел полюсов.

Если выполнить на статоре две независимые обмотки с переключающимся числом полюсов, то можно получить 4 скорости,

Фиг. 29а.

Фиг. 296.

напр.: 1 500, 750, 1 ООО и 500 об/м. Двухфазные обмотки SSW позволяют выполнять переключение с другими отношениями чисел полюсов, напр.: 2:3, 3:4, 5:6 и т. п. .г) Принцип-экономичного регулирования скорости. Многофазный асинхронный двигатель устанавливает в пределах нормальной нагрузки такое скольжение, при к-ром его вторичная эдс покрывает падения напряжения этой цепи:

sE = Jg /Ei -f (sxy = 1Л . (8a)

При постоянном приложенном напряжении и заданном моменте на валу величина вторичного тока является практически вполне определенной:

(226)

Для экономичного регулирования скорости двигателя с сохранением шунтов ой характеристики (т. е. незначительного изменения скорости от холостого хода до полной нагрузки) можно призугенить введение в цепь вторичной системы добавочной эдс, частота к-рой должна автоматически совпадать с частотой /а двигателя при всех изменениях его нагрузки. Наличие этой эдс вызывает появление добавочного тока, изменяющего величину тока вторичной системы. Благодаря этому нарушается равновесие между моментом, приложенным к валу, и моментом, создаваемым взаимодействием вторичного тока 1 и потока, Ф, вследствие чего двигатель, начинает изменять свою скорость,и это изменение происходит до тех пор, пока не будет достигнуто новое положение равновесия между этими моментами при прежней величине тока I-

L > :i i ! i-----:-;;.-4:i.-.-.i.:,--i

Фиг. 30.

Т.К. сопротивление вторичной цепи остается весьма незначительным, то потери вторичной цепи при данной величине тока сохраняются неизменными. Поэтому работа двигателя получается весьма экономичной при всех изменениях скорости, т. к. мощность кольжения, создаваемого введением доба-

вочной эдс, напр. от посторонней машины или добавочной обмотки, переходит к последней и м. б. использована тем или иным способом.

Предположим, что при неподвижном двигателе (s = 1,0) вторичная эдс Е = ОА (фиг. 31) и в эту же цепь добавлена эдс E=AD, равная i/a OA и сдвинутая от нее по фазе на 180°. Равнодействующая 0D=qz -AD вызовет в системе значительный ток, и двигатель придет во вращение. Если двигатель не имеет момента, приложенного к валу (холостой ход), то он достигнет равновесия при sEiEj, т. е. при .9s-f0,5. Ничтожная разница между эдс sE и Е будет покрывать падение напряжения от тока холостого хода вторичной системы. Под нагрузкой эта разность

AF2=.sBa-Bfc = i2 Za будет покрывать падение напряжения от тока 1а, определяемого приложенным моментом по формуле 226.

Предположим теперь, что эдс Ej=AD = = 1/а ОА совпадает по фазе с Е, тогда, при s=l,0, результирующая эдс будет равна OD=-OA-[-AD (фиг. 32). Двигатель начнет и!

Фиг. 31.

Фиг. 32.

вращаться и достигнет равновесия, т. е. sEzE, при скольж:ении 5 - 0,5, т. е. при скорости выше синхронной. Т. о., изменяя эдс Eji; по величине и направляя ее навстречу или на совпадение с эдс sEz, можно заставить асинхронный двигатель работать экономично при любых скоростях в заданных пределах выше-и нижесинхронной скорости. Если, как в данном примере, Eic±E2 0,5, то изменение скорости может происходить в пределах 50% ниже- и вышесинхронной скорости. Добавочная электродвижущая сила Ejc может получаться от добавочной обмотки или трансформатора (см. Коллекторные машины) или от специальной коллекторной машины, приключенной к кольцам ротора. Изменяя число витков добавочной обмотки или трансформатора или возбуждение коллекторной машины, можно изменять эдс и т. о. получать желаемую регулировку скорости. На каждой ступени регулировки двигатель будет весьма мало изменять свою скорость от холостого хода до полной нагрузки, имея в этом отношении сходство с шунтовым двигате!лем постоянного тока.

д) Влияние величины и знака скольжения на cos 9?. В асинхронном 1 двигателе реактивное сопротивление sx вы-