Асинхронные короткозамкнутые двигатели

Асинхронные короткозамкнутые двигатели получили ши­рокое распространение в металлорежущих станках бла­годаря ряду преимуществ перед двигателями постоянного тока: меньшей стоимости, простоте и удобству в эксплуа­тации.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя заключается в следующем. При включении обмоток ста­тора на напряжение сети по ним протекает ток, который создает вращающееся магнитное поле. Его магнитный поток пересекает обмотку ротора, выполненную в виде беличьего колеса, и наводит в ней электродвижущую силу (э. д. с.). Но так как обмотка ротора короткозамкнутая, по ней начинает протекать ток, создающий магнитное поле ротора. При взаимодействии магнитных полей ста­тора и ротора создается момент, вращающий ротор в на­правлении вращения магнитного поля статора, однако частота вращения ротора несколько меньше частоты вра­щения магнитного поля статора, называемой синхронной. Ротор как бы проскальзывает относительно магнитного поля статора. Отставание частоты вращения ротора от синхронного характеризуется скольжением

где n_с — синхронная частота вращения в об/мин; n_р — частота вращения ротора в об/мин. Скольжение обычно выражается в процентах и для асинхронных двигателей нормального исполнения составляет при номинальном режиме 1—6%.

При увеличении нагрузки на валу двигателя в первый момент времени ротор замедляется, скольжение возра­стает, магнитное поле статора чаще пересекает обмотку ротора, сила тока в обмотке ротора увеличивается, магнитный поток двигателя уменьшается. Однако уменьшение магнитного потока вызывает уменьшение э. д. с., наводи­мой в обмотке статора. С уменьшением этой э. д. с. уве­личивается сила тока статора, величина которого ограни­чивается э. д. с. статора, а это вызывает увеличение ма­гнитного потока двигателя до его прежней величины. Таким образом, магнитный поток двигателя при измене­нии нагрузки практически остается неизменным за счет изменения токов в обмотках ротора и статора. При чрез­мерно большой нагрузке токи в обмотках статора и ротора могут повысить допустимые значения, и обмотки двига­теля сгорят.

Нагрузка на валу двигателя называется статическим моментом. При работе двигателя в установившемся режиме статический момент уравновешен моментом, развиваемым двигателем. Величина этого момента определяется произведением силы на плечо.

Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором сопровождается скачком тока от нулевого зна­чения до некоторой величины, называемой пусковым то­ком. Величина пускового тока достигает 4—8-кратного значения номинального тока двигателя. Это объясняется тем, что в момент пуска вращающееся магнитное поле статора индуктирует в неподвижном роторе э. д. с. значительной величины, а полное сопротивление обмотки ротора в этот момент весьма незначительно, так как оно определяется только активным сопротивлением обмотки.

При включении двигателя на его валу появляется вра­щающий или пусковой момент, значение которого при­водится в каталогах.

Если на валу двигателя имеется статический момент, равный номинальному, то время разгона (в секундах) до номинальной скорости

Основной составной частью всякого металлорежущего станка является электродвигатель (или несколько электродвигателей), от которого полу­чают движение (или от которых) все механизмы и устройства станка. Поэтому электрическая схема должна удовлетворять следующим требо­ваниям:

1) обеспечивать пуск и остановку всех электродвигателей с помощью соответствующего автоматического или ручного устройства (магнитного пускателя, контакторов или ручного выключателя);

2) обеспечивать защиту электродвигателя от коротких замыканий и перегрузок;

3) предусматривать сигнализацию о включенном и выключенном поло­жении любого электродвигателя и блокировку, предотвращающую непра­вильные манипуляции обслуживающего станок рабочего. Система бло­кировки, кроме того, должна обеспечивать определенную последователь­ность включения электрических цепей, необходимую для правильного и безопасного обслуживания станка. Например: при включении какого-либо механизма «Вперед» одновременное включение его «Назад» должно быть невозможным; при включении продольной подачи включение попе­речной подачи должно быть запрещено и т. п.

Рациональная эксплуатация электрооборудования метал­лорежущих станков обеспечивает его длительную работу без аварий, простоев и дорогостоящих ремонтов, что позволяет увеличить выпуск продукции и повысить произ­водительность труда станочников. Потеря работоспособ­ности электрооборудования станка в процессе эксплуата­ции происходит главным образом из-за износа или раз­рушения отдельных элементов электрооборудования, раз­регулирования взаимосвязанных элементов электриче­ской цепи, например датчиков и исполнительной схемы, нечеткости срабатывания аппаратуры управления и за­щиты.

Сдача станка в эксплуатацию производится совместно! механиками и наладчиками. При этом бригадир наладчиков заполняет журнал производства наладочных работ, в котором должны быть отражены все данные измерений, устранение выявленных дефектов, изменения в принци­пиальной электрической схеме, протоколы испытаний электрооборудования и акт приемки-сдачи станка. С мо­мента подписания акта приемки-сдачи станок поступает в постоянную эксплуатацию.