458 (10)

458. 12. Prądy i elektromagnetyczny moment obrotowy maszyny indukcyjnej

Prądy w uzwojeniach przy poślizgu krytycznym są 2-f3 razy większe niż znamionowe i w maszynie zaznacza się wpływ stopnia nasycenia obwodu magnetycznego na reaktancję uzwojeń, a więc także na współczynniki rozproszenia t oraz i_r Reaktancje należy zatem obliczać z uwzględnieniem wskazówek podanych w p. 10.3.8.

W większości maszyn |sj < 0,3; częstotliwość prądu w wirniku jest więc stosunkowo mała. W obliczeniach momentu obrotowego krytycznego oraz przedążalności momentem można więc przyjąć, że prąd w przewodach wirnika jest rozłożony równomiernie — tzn. że można nie uwzględniać ani zjawiska wypierania prądu w prętach uzwojeń, ani wpływu indukcyjności rozproszeniowych na rozdział prądu wirnika między klatkę roboczą a klatkę rozruchową w maszynie o wirniku dwuklatkowym.

Przeciążalność momentem obrotowym maszyny indukcyjnej

(12.39)

i jest przy pracy silnikowej zawsze mniejsza niż przy pracy prądnicowej. W projektowaniu nie należy koizystać z rozpowszechnionej zależności

(12.40a)

ani z jej postaci udokładnionej

(12.40b)

w których: s_k — poślizg krytyczny; s„ — poślizg znamionowy; e, — parametr wg (1111).

Zależności te wynikają bowiem z rozważań, w których nie uwzględnia się wpływu zmian stopnia nasycenia obwodu magnetycznego na reaktancje maszyny przy zmianie poślizgu od s_N do s_b.

Jeżeli wyznaczona w podany sposób przeciążalność m_b jest mniejsza albo większa od wymaganej o ponad np. 30%, to obliczenia projektowe należy ponowić, zmieniając odpowiednio wymiary obwodu magnetycznego oraz uzwojeń. Ze wzorów (12.38) wynika, że moment obrotowy krytyczny M* zależy przede wszystkim od sumy reaktancji rozproszeniowych uzwojeń sto-jana i wirnika — tj. od reaktancji zwarciowej maszyny. Jeżeli więc przeciążalność jest za mała, to reaktancję zwarciową należy zmniejszyć; jeżeli zaś za duża — zwiększyć.

Zwiększenie przedążalności wiąże się ze wzrostem masy, a więc i wzrostem kosztu materiałów maszyny. Przeciążalność należy zatem zmniejszać w taki

459

12.6. Parametry rozruchowe silnika

sposób, żeby oszczędność materiałów była jak największa, a zwiększać tak — żeby wzrost kosztu był jak najmniejszy.

Małe zmiany przeciążalności osiąga się przez zmianę wymiarów żłobków — zwłaszcza wymiarów b, i h, — rys. 7.16 oraz rys. 7.18. Najbardziej skutecznym sposobem zwiększenia przeciążalności jest zmniejszenie liczby zwojów, a zmniejszenia przeciążalności — ich zwiększenie. Pociąga to jednak za sobą zmiany także wymiarów głównych maszyny — rozdz. 7.

12.6. Parametry rozruchowe silnika

Parametry rozruchowe oblicza się przy projektowaniu silników z trwale zwartymi uzwojeniami w wirniku, np. silników o wirniku klatkowym lub dwuklatkowym.

W silniku o wirniku pierścieniowym można bowiem uzyskać wymagany moment rozruchowy początkowy oraz prąd rozruchowy początkowy za pomocą elementów dodatkowo włączanych w obwód wtórny maszyny — np. rozrusznika o regulowanej rezystancji.

Przy poślizgu s = 1 prąd w wirniku ma częstotliwość f_r = f, oraz wartość wielokrotnie, np. 5-krotnie, większą niż znamionowa. W obliczeniach prądów w uzwojeniach oraz elektromagnetycznego momentu obrotowego należy zatem uwzględniać duży wpływ stopnia nasycenia obwodu magnetycznego na reaktancje oraz — odpowiednio do kształtu prętów uzwojenia oraz struktury uzwojeń klatkowych — uwzględniać wpływ wypierania prądu na zwiększenie ich rezystancji i zmniejszenie reaktancji.

Prąd oraz moment obrotowy rozruchowy początkowy, jak również parametry schematu zastępczego przy poślizgu s = 1 oznaczono dodatkowym indeksem i.

12.6.1. Silnik o wirniku jednoklatkowym bez wypierania prądu

Prąd rozruchowy początkowy oblicza się na podstawie schematu zastępczego z rys. 12.5. Można zatem posłużyć się zależnościami (12.1), podstawiając w nich poślizg 5=1.

Rys. 12.5. Schemat zastępczy maszyny indukcyjnej symetrycznej przy poślizgu !■ I