Соединения обмоток лифтовых электродвигателей с фазовым и короткозамкнутым роторами

Частота вращения ротора асинхронного электродвигателя зависит от сопротивления роторной обмотки. На рис. 97,(5 изображены четыре механические характеристики одного и того же электродвигателя. Первая механическая характеристика I естественная и соответствует номинальной величине сопротивления роторной обмотки. Частота вращения ротора при наличии на его валу номинального реактивного момента Мн а равна nh Если в цепь роторной обмотки ввести добавочное сопротивление и снять кривую частоты вращения ротора в зависимости от приложенного к валу ротора момента Мр, получим механическую характеристику II. При номинальном моменте, равном Мнр, частота вращения ротора будет несколько ниже, чем при работе электродвигателя на естественной характеристике.

При дальнейшем увеличении сопротивления в роторной цепи мы получим новые механические характеристики, например III и IV и т. д, причем частота вращения ротора при одной и той же нагрузке, приложенной к его валу, будет уменьшаться. Все механические характеристики асинхронного электродвигателя, кроме первой естественной, называются искусственными.

Электродвигатели с фазовым ротором имеют роторную обмотку, которая выполнена так же, как и статорная обмотка, и соединена в звезду. Выводные провода от этой обмотки присоединяются к трем контактным изолированным друг от друга и от вала кольцам, выполненным из бронзы и укрепленным на валу электродвигателя. К этим же контактным кольцам при помощи мет,нографитных щеток, укрепленных на траверсе, присоединяются добавочные сопротивления. Секционный ввод добавочных сопротивлений нужен для того, чтобы обеспечить плавный пуск электродвигателя в ход, так как пуск такого электродвигателя (МТК, МТ — крановые электродвигатели в настоящее время в лифтостроении не применяются) с короткозамкнутой обмоткой сопровождается недопустимым рывком.

В лифтостроении применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами с повышенным скольжением. Это позволяет производить плавный пуск короткозамкнутого электродвигателя Автоматическое изменение сопротивления роторной обмотки достигается за счет изменения конструкции проводников, из которых она состоит, и использования в связи с этим эффекта вытеснения электрического тока (поверхностного эффекта). Этот эффект заключается в том, что плотность переменного тока в различных точках поперечного сечения провода неодинакова. Наименьшая плотность в центре провода, наибольшая — у поверхности Это объясняется тем, что внутренние слои проводника, расположенные ближе к центру, охватываются большим магнитным потоком, чем внешние. Известно, что чем больше магнитный поток охватывает проводник, тем больше его индуктивное сопротивление Так как величина индуктивного сопротивления провода зависит от частоты питающего тока f и индуктивности провода L, индуктивное сопротивление провода в точках поперечного сечения,

прилегающих к центру, с увеличением частоты может увеличиться настолько, что практически центральная часть провода при определенной частоте питающего тока пропускать ток не будет. Таким образом уменьшается сечение проводника, по которому течет ток и, как следствие этого, увеличивается его сопротивление. Сопротивление провода уменьшается с уменьшением частоты питающего тока и с уменьшением магнитного потока.

Если рассмотреть конфигурацию поперечного сечения стержней, составляющих роторные обмотки асинхронных электродвигателей без повышенного скольжения и с повышенным скольжением (так называемые глубокопазные электродвигатели), можно увидеть существенную разницу. Если сечение стержня роторной обмотки электродвигателя без повышенного скольжения представляет собой круг, то в глубокопазных электродвигателях применяются стержни роторной обмотки, у которых профиль сечения таков, что его высота в несколько раз больше ширины, т. е. к центру ротора сечение стержня простирается дальше, чем по поверхности (рис. 98).

Точки поперечного сечения стержня, расположенные ближе к центру ротора, будут охватываться большим магнитным потоком, так как магнитные линии стремятся идти по пути наименьшего сопротивления и большее их количество будет действовать ближе к центру ротора. В связи с этим активное сопротивление точек сечения стержня, прилегающих к центру, будет наибольшим, а сопротивление точек сечения этого стержня, прилегающих к поверхности ротора, — наименьшим. Поэтому ток вытесняется и течет по поверхностным слоям стержня.

Рассмотрим пуск и разгон ротора такого электродвигателя. В момент присоединения статорной обмотки электродвигателя к электрической сети возникшее вращающееся электромагнитное поле пересекает стержни обмотки неподвижного ротора и наводит в них э. д. с, под действием которой в них протекает ток. В этот момент стержни охватываются наибольшим числом магнитных ситовых линий и имеют поэтому наибольшее активное сопротивление. По мере увеличения частоты вращения ротора количество магнитных силовых линий, сцепленных со стержнями, уменьшается, уменьшается также и активное сопротивление

стержней Таким образом, по мере увеличения частоты вращения ротора активное сопротивление роторной обмотки автоматически от какой-то величины уменьшается до номинальной. В конце разгона электродвигатель с глубоким пазом приобретает свойства обыкновенного электродвигателя нормального исполнения. Автоматическое изменение сопротивления роторной обмотки асинхронного электродвигателя дает возможность несколько увеличить время разгона ротора, сделать разгон плавным, без рывков.

В табл. 23 приведены краткие технические характеристики применяемых на лифтах асинхронных электродвигателей.

К напряжению, питающему асинхронные электродвигатели, предъявляются следующие требования.

Отклонение напряжения на зажимах электродвигателей от номинального, как правило, должно быть не более ±5%; в отдельных случаях допускается отклонение выше номинального до + 10%.

Это требование связано с тем, что критический момент пропорционален квадрату напряжения

Мкр = U2. (10.З)

Поэтому с падением напряжения в питающей сети критический момент резко уменьшается и при определенном напряжении ниже номинального этот момент может стать меньше номинального. При таких условиях неподвижный ротор с приложенной к его валу реактивной (тормозной) нагрузкой вращаться не будет.

Если же к валу ротора приложена активная (двигательная) нагрузка (кабина лифта загружена номинальным грузом), то вслед за подачей напряжения на статорную обмотку электродвигателя после расторможения подъемного механизма ротор электродвигателя станет вращаться в обратную сторону, т. е наступит так называемое «опрокидывание» электродвигателя, что опасно при эксплуатации лифтов.

Соединения обмоток лифтовых электродвигателей с фазовым икороткозамкнутым роторами