HPIM5147

tzw. uzwojenie robocze, składające się z prętów 5 oraz pierścieni zwierających 6 i 7, wykonane analogicznie jak w silnikach asynchronicznych klatkowych. Wirnik wewnętrzny ma bieguny 8 z nabiegunnikami 9 i cewkami uzwojenia wzbudzającego /O, a zatem konstrukcja jego przypomina rozwiązanie spotykane w maszynach synchronicznych. Uzwojenie wzbudzające jest przyłączone do pierścieni ślizgowych II i 12 i może być zasilane z obcego źródła poprzez szczotki 13 i 14.

Strumień bieguna <P_m rozdziela się na strumień główny <J> i strumień rozproszenia 0_r

ty, = 0 + 0,    (1.187)

Strumień główny 0 płynie w następującym obwodzie zamkniętym (rys. 1.89): biegun N - nabiegunnik - szczelina powietrzna między nabiegunnikiem a wirnikiem zewnętrznym - strefa z uzwojeniem klatkowym - rdzeń wirnika zewnętrznego - strefa z uzwojeniem klatkowym - szczelina powietrzna - nabiegunnik -biegun S - rdzeń wirnika wewnętrznego - biegun N.

Strumień rozpraszania 0_r omija wirnik zewnętrzny, zamykając się poprzez przestrzenie powietrzne między nabiegunnikami i między biegunami, wobec czego nie bierze udziału w wytwarzaniu momentu elektromagnetycznego między wirnikami rozpatrywanej maszyny.

Gdy jeden z wirników jest napędzany z zewnątrz, wtedy strumień główny

0    przesuwa się względem przewodów uzwojenia klatkowego, co powoduje indukowanie się w tych przewodach sił elektromotorycznych i przepływ prądów w uzwojeniu.

Moment elektromagnetyczny, będący wynikiem oddziaływania strumienia magnetycznego na pręty w uzwojeniu klatkowym, powoduje napędzanie członu biernego sprzęgła w ślad za członem czynnym. Po pewnym czasie prędkość członu biernego ustala się. osiągając wartość gą, przy czym a>2 < o)|. Wynika to stąd, że w przypadku oą = ®-i prędkość względna obu wirników byłaby równa zeru

1    w uzwojeniu klatkowym nie indukowałyby się siły elektromotoryczne. Zatem przenoszenie momentu obrotowego z członu czynnego na człon biemy jest możliwe tylko w przypadku, gdy między tymi częściami występuje poślizg

(1.188)

0)|

Ze względu na to, że praca opisanego sprzęgła odbywa się asynchronicznie (z poślizgiem). nosi ono także nazwę sprzęgła asynchronicznego indukcyjnego.

Dotychczasowe rozważania wskazują, że istnieją daleko idące analogie między działaniem sprzęgła indukcyjnego a działaniem maszyny asynchronicznej trójfazowej. W związku z tym w sprzęgle, zależnie od wartości poślizgu, występują charakterystyczne przypadki pracy, podobnie jak w silnikach asynchronicznych.

W zakresie poślizgów 0 < \ <ę I sprzęgło przenosi moment z członu czynnego na człon bierny i związany z nim mechanizm napędzany. Występują tu zjawiska przypominające pracę silnikową maszyny asynchronicznej przy 0 < s ^ 1.

Przyjmijmy, że przed właściwym rozruchem sprzęgła człon czynny jest napędzany z zewnątrz z ustaloną prędkością. Rozruch rozpoczyna się z chwilą, gdy obwód uzwojenia wzbudzającego zostaje przyłączony do obcego źródła o napięciu U_m. Prąd wzbudzający zaczyna płynąć, osiągając po pewnym czasie wartość ustaloną Wraz z prądem wzbudzającym wzrasta strumień magnetyczny 0 oraz prądy płynące w prętach uzwojenia klatkowego. Na skutek tego rośnie także i moment obrotowy, z jakim człon czynny działa na człon bierny. Do chwili, gdy moment ten jest mniejszy od sumarycznego momentu oporowego na wale członu biernego, pozostaje on nieruchomy, co odpowiada poślizgowi s = 1. Natomiast po przekroczeniu przez moment sprzęgła momentu oporowego człon bierny zaczyna wirować, zwiększając prędkość aż do wartości występującej przy pracy ustalonej. Poślizg w czasie przyspieszania członu biernego maleje, osiągając - podobnie jak prędkość ab - wartość ustaloną odpowiadającą momentowi przenoszonemu przez sprzęgło, równemu momentowi oporu. Jeżeli w czasie pracy moment oporu pokonywany przez sprzęgło wzrośnie, prędkość członu biernego ustali się przy nowej wartości, mniejszej niż poprzednio. Wynika to stąd. że przy nie zmienionym prądzie wzbudzającym, warunkiem rozwinięcia przez sprzęgło nowego, zwiększonego momentu jest wzrost prądu w uzwojeniu roboczym. A to z kolei jest możliwe tylko przy większej prędkości względnej obu członów sprzęgła wynoszącej

0)1 — (02 = SCO |

Zatem poślizg s musi wzrosnąć, czyli prędkość zmaleć. Zjawisko to występuje aż do osiągnięcia przez poślizg wartości zwanej poślizgiem krytycznym s*, który odpowiada największemu momentowi, jaki sprzęgło przy danym prądzie wzbudzającym może przenieść. Dalsze zwiększenie momentu oporu powoduje zatrzymanie się członu biernego sprzęgła (rys. 1.90).

RYS. 1.90.

Rodzina charakterystyk = f(s) sprzęgła indukcyjnego przy różnych wartościach prądu wzbudzającego l_m — const

105