История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
определило направление творческой мысли ученых и инженеров, работавших
над усовершенствованием асинхронного двигателя.
Как известно, пусковой ток короткозамкнутого двигателя достигает 5-7-
кратной величины по отношению к поминальному. Поэтому в начале текущего
столетия, когда мощности городских электрических станций и подстанций
были сравнительно небольшими, включение мощных асинхронных
короткозамкнутых двигателей в общую сеть резко 622
отзывалось на работе других приемников. В связи с этим в то время
специальными инструкциями запрещалась установка короткозамкнутых
двигателей мощностью более 2 5 квт. До середины 20-х гг. асинхронные
двигатели мощностью более 5 квт, как правило, выполнялись с фазным
ротором.
4 ч
, fit
' ? ) д .. t
|1р'г ¦¦ W'
Рис. 13-15. Гидрогенератор Братской ГЭС.
I
ШЙР
Допустимое падение напряжения в сети при включении асинхронных
короткозамкнутых двигателей является в настоящее время главнейшим
фактором, определяющим возможность установки мощных двигателей. Так,
например, при совместном питании силовой и осветительной сети предельная
мощность короткозамкнутых двигателей (при пуске от полного напряжения
сети) должна составлять не более 22-29% мощности питающего
трансформатора. В последние годы на многих заводах построены мощные
электрические сети, допускающие непосредственное включение
короткозамкнутых двигателей больших мощностей (несколько сотен киловатт).
623
Вот почему в течение первой четверти XX в. коротко-замкнутый двигатель
получил сравнительно небольшое применение в большинстве стран Европы (в
США, где мощности электростанций были большими, этот тип двигателя
применялся более широко).
Необходимость понижения пускового тока вызвала ряд конструктивных
изменений в короткозамкнутом двигателе. В гл. 8 было показано, что
впервые эта проблема получила свое разрешение в работах М. О. Доливо-
Добровольского (позднее - в работах Бушеро), создавшего двигатель с
двойной беличьей клеткой.
В течение ряда последующих лет были разработаны различные модификации
ротора с двойной клеткой. Фирма "Дженерал Электрик" построила ротор с
обычными прямоугольными пазами с обмоткой, состоящей из трех слоев:
нижний и верхний слои - медные стержни, средний - из мягкой стали.
Изменяя толщину медных и стальных стержней, можно изменять величину
пускового тока. Почти такой же ротор был предложен фирмой "Сименс-
Шуккерт". Известна конструкция ротора с тройной беличьей клеткой. В
других модификациях медные провода в пазу чередуются со стальными,
провода пусковой обмотки - круглого сечения, а рабочей - прямоугольного.
В роторе завода "Электросила" (30-е годы) провода пусковой обмотки
выполнялись из бронзы или латуни (металлы с большим удельным
сопротивлением, чем медь), что снижало перегрев обмотки при пуске
двигателя. В другой конструкции ротора провода отливались из алюминия как
одно целое с торцовыми кольцами; при этом алюминием заливается и узкая
щель между проводами пусковой и рабочей обмоток, что способствует
выравниванию температуры между обмотками (эта конструкция известна под
названием обмотки с фасонными проводами). Двигатели с проводами фасонного
сечения были своеобразной переходной конструкцией от двигателя с двойной
беличьей клеткой к двигателю с глубоким пазом. Три последние модификации
получили наибольшее применение.
Стремление упростить двигатель с двойной беличьей Клеткой, а также
устранить последствия неодинакового нагрева пусковой и рабочей обмоток
(вследствие большего теплового расширения провода пусковой обмотки
удлиняются больше проводов рабочей обмотки) привело к созданию
короткозамкнутого двигателя с фасонными проводами, а затем двигателя с
глубоким пазом, в который закла-624
дыбайтся узкие ьысбкйе Медйые сдержни (рис. 13-1G). Этот тип двигателя
был впервые построен в США в 1913 г., но более совершенная его разработка
относится к середине 20-х годов.
Глубина паза возрастает при увеличении мощности машины. Так, например, в
настоящее время в асинхронных двигателях мощностью более 120-150 квт
применяются пазы, глубина которых составляет 50 мм при ширине 5- 6 мм.
Двигатель с глубоким пазом конструктивно проще и дешевле двигателя с
двойной клеткой, но его недостатком является несколько более низкий cos
ср, обусловленный повышенным магнитным рассеянием ротора. Поэтому
применение разных типов короткозамкнутых двигателей зависит от конкретных
условий системы привода.
Опыт эксплуатации
асинхронных двигателей, накопившийся в первой половине текущего столетия,
показал, что обычные короткозамкнутые двигатели целесообразно выпускать
до мощности 10 квт, при больших же мощностях - двигатели с двойной
беличьей клеткой или глубоким пазом; последние применяются в приводах с
тяжелыми условиями пуска. В последнее время в силу большей простоты
двигатель с глубоким пазом используется чаще двигателя с двойной клеткой
во всех случаях, за исключением мощных приводов, требующих высокого
