Асинхронные двигатели
Асинхронный двигатель – электрическая машина, возбуждаемая пере-менным током, у которой частота вращения ротора при постоянной час-тоте тока изменяется в зависимости от нагрузки. Работа асинхронного электродвигателя основана на взаимодействии вращающего магнитного поля статора с токами, индуцированными этим магнитным полем в роторе.
Под механической характеристикой асинхронного электродвигателя понимается зависимость развиваемого им момента М от ряда факторов.
Где С – постоянный коэффициент зависящий от конструкции двигателя; U – подводи мое напряжение, В; f – частота тока, гц; r2 и х2и – соответст-венно активное и индуктивное сопротивление неподвижного ротора; s=(n1 – n2)/ n1 – скольжение; n1 и n2 – частота вращения магнитного поля и ротора.
Анализируя уравнение магнитной характеристики можно заключить, что:
- при изменении сопротивления в цепи ротора скольжение повы-
шается;
- при увеличении сопротивления в цепи роторы меняется сколь-
жение повышается;
- вращающийся момент двигателя пропорционален квадрату нап-ряжения, что свидетельствует о высокой чувствительности асинх-ронного двигателя к изменения напряжения в цепи.
Последний фактор особенно важен, так как в условиях ведения геологоразведочных работ, когда оборудование часто перемещается на значительные расстояния, что связано с большими потерями напряжения.
Анализируя кривые характеристик можно констатировать, что устой-чивая работа двигателя обеспечивается на участке от s=0 до s= sк. на котором снижение частоты вращения соответствует увеличению момента.
Рис. 2. Механическая харак-теристика асинхронного двигателя:
1– естественная механическая характеристика;
2 – механическая характе-ристика двигателя с допол-нительным сопротивление в цепи ротора:
Мпуск – пусковой момент; Мном – номинальный (рабочий) момент;
Ммак максимальный крутящий момент
Максимальный (опро-кидывающий) момент электродвигатель имеет при достижении крити-ческого скольжения s= sк. Ниже этого уровня работа двигателя неустойчивая и развиваемый момент резко снижается.
Если в цепь ротора электродвигателя ввести через контактные кольца добавочное сопротивление, то кривая механической характеристики 2 становится более наклонной (мягкой), что приводит к увеличению пускового момента (Мпуск.и на рис. 2). Такую характеристику называют искусственной, а двигатель с фазовым ротором.
Включение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в электрическую сеть производится различными способами.
Пуск двигателя обычным способом (непосредственное включение в сеть) (рис. 3) имеет широкое применение, но имеет большой пусковой ток
IПУСК =(5÷7)IНОМ
который вызывает недопустимо большую потерю напряжения в питающем кабеле. Также требуется источник электроэнергии повышенной мощности
Рис. 3. Схемы вклю-чения асинхрон-ного коротко-зам-кнутого двигателя обычным способом с использование пускателей:
а – магнитными пускателями КМ1 иКМ2;
б – бесконтактное включе-ние с помощью тиристоров
Пуск двигателей с короткозамкнутым ро-тором при пониженном напряжении (рис. 4) применяют в целях ограничения пускового тока и повышение плавности пуска.
Недостаток пуска при пониженном напряжении – малый пусковой момент, так как Мпуса пропорционален U2. Пуск при пониженном нап-ряжении производится следующими способами.
1.Переключение обмоток статора со звезды на треугольник.
Этот способ применяется только в том случае, когда обмотка статора при нормальной работе соединена треугольником. Причем пуск возможен или вхолостую или с нагрузкой не более 40%.
2. С помощью автотрансформатора. Включая перек-лючатели S1и S2 на обмотку статора через автотрансформатор Т подают пониженное нап- 
Рис. Включение асинхронного коротко замкнутого двигателя при пониженном напряжении:
а – переключением обмоток статора со звезды на треугольник
б – с помощью автотрансформатора
в – с помощью реактивной катушки.
ряжение. После достижения угловой скорости определенной величины выключатель S1 выключается и автотрансформатор работает как индук-тивность. При достижении номинальной угловой скорости ротора включается выключатель S3 и на статор подается полное напряжение. Иногда выключатель S1 не устанавливают, а выводы Т соединяют звездой постоянно.
3. С помощью реактора или реактивной катущки включением выключателя при разомкнутом выключателе S2. При этом происходит последовательное соединение реактора с двигателем. В результате этого понижается напряжение двигателя и уменьшается пусковой ток. После разгона двигателя включается выключатель S2, который шунтирует реактор, и двигатель работает на полном напряжении сети. Обычно пуск с помощью реактора применяют для высоковольтных двигателей.