Рис. 5-8б. Переходный процесс при пуске ДПТ при полюсном управлении
При многоступенчатом пуске (пусковой резистор содержит несколько ступеней) обычно задаются определенными границами колебаний пускового тока или пускового момента. Процесс многоступенчатого пуска двигателя иллюстрируется ниже на рисунке.
Рисунок. 4
В начале пуска 
, затем по мере разгона ток якоря падает и когда он достигает I2 выключается часть пускового реостата, таким образом чтобы ток снова достиг значения I1 и т.д.
http://lib.kstu.kz:8300/tb/books/Teoriya_avtomatizirovannogo_@elektroprivoda/teory/html/Lection3.htm
4. Принцип работы АД
Асинхронные электродвигатели – это устройства, главным назначением которых является преобразование энергии переменного электротока в механическую. Само слово “асинхронный” означает не одновременный. При этом имеется ввиду, что у асинхронных двигателей частота вращения магнитного поля статора всегда больше частоты вращения ротора.
Принцип работы
Зависимость частоты вращения ротора(об/мин) от количества пар полюсов
Пошагово процесс работы выглядит следующим образом:
1. При запуске двигателя магнитное поле статора пересекается с контуром ротора и индуцирует электродвижущую силу.
2. В накоротко замкнутом роторе возникает переменный ток.
3. Два магнитных поля (статора и ротора) создают крутящий момент.
4. Крутящийся ротор пытается «догнать» поле статора.
5. В тот момент, когда частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадут, электромагнитные процессы в роторе затухают и крутящий момент становится равным нулю.
6. Магнитное поле статора возбуждает контур ротора, который к этому моменту снова отстает.
То есть ротор всегда медленнее магнитного поля статора, что и обеспечивает асинхронность.
5. Основные конструктивные разновидности АД
· с короткозамкнутым ротором
Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором является самым распространенным из электрических двигателей, применяемых в промышленности. Рассмотрим его устройство. На неподвижной части двигателя – статоре – размещается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Начала трех фаз этой обмотки выводятся на общий щиток, укрепленный снаружи на корпусе электродвигателя.
Собранный сердечник статора укрепляют в чугунном корпусе двигателя. Вращающуюся часть двигателя – ротор – собирают также из отдельных листов стали. В пазы ротора закладывают медные стержни, которые с двух сторон припаивают к медным кольцам.
Таким образом, все стержни оказываются замкнутыми с двух сторон накоротко. Если представить себе отдельно обмотку такого ротора, то она по внешнему виду будет напоминать «беличье колесо». Вал вращается в подшипниках, закрепленных в подшипниковых щитах. Щиты при помощи болтов крепятся к корпусу двигателя. На один конец вала ротора насаживается шкив для передачи вращения рабочим машинам или станкам.
1 - обмотки статора,2 — ротор с короткозамкнутыми стержнями
Практика применения показала главные свойства этого вида электродвигателей:
· низкая рыночная стоимость,
· надежность эксплуатации,
· сравнительно высокие показатели КПД;
· эффективность работы,
· низкие требования в обслуживании.
Из недостатков:
- высокие пусковые токи(пусковой ток в 5-7 раз превышает номинальный ток)
- чувствительность к перепадам напряжения
- низкие коэффициенты скольжений
- необходимость применения устройств, таких как преобразователи частоты, пусковые реостаты и др, для улучшения его характеристик
- нуждается в дополнительных коммутационных управляющих устройствах, в случаях, когда возникает необходимость регулировать скорость
· с фазным ротором
Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет обычный для асинхронных
двигателей статор с трехфазной сетевой обмоткой, но на поверхности ротора также находится трехфазная обмотка. Три фазные обмотки ротора соединяются на самом роторе звездой, а свободные концы — с тремя изолированными друг от друга контактными кольцами, укрепленными на валу машины и изолированными от него.
Поэтому асинхронный двигатель с фазным ротором называют также асинхронным двигателем с контактными кольцами.
Контактные кольца соприкасаются с щетками, установленными в неподвижных щеткодержателях. Через кольца и щетки обмотка ротора замыкается на пусковой трехфазный реостат, который изменяет активное сопротивление обмотки ротора в момент пуска. Обмотка статора такого двигателявключается непосредственно в трехфазную сеть (рис 8).
Эта система используется либо для пуска (для уменьшения пускового тока при одновременном сохранении вращающего момента), либо для
регулирования скорости вращения ротора двигателя. После разгона ротора пусковой реостат выключается и обмотка закорачивается с помощью специального центробежного автоматического замыкателя. Для уменьшения потерь на трение в некоторых двигателях с фазным ротором имеются приспособления для отвода щеток от контактных колец после их замыкания.
Преимущества:
+ Пусковой ток двигателя с фазным ротором превышает номинальный всего в 1,5-2 раза.
+ обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами по сравнению с короткозамкнутым ротором
Недостатками асинхронных моторов с фазным вращением:
· потребность частого обслуживания,
· значительный расход меди,
· сложность конструкции для ремонта.
6. Механические характеристики АД
Механическая характеристика двигателя - это зависимость скорости вращения от момента нагрузки на валу, т.е. 
. Эту характеристику легко можно получить из характеристики 
, если учесть, что 
, т.е. она получается смещением оси момента в точку 
и изменением масштаба оси скольжений. При этом в новой системе координат режимы работы машины (генераторный, двигательный и тормозной) оказываются в различных квадрантах плоскости 
, а режимы холостого хода и короткого замыкания – в точках пересечения механической характеристики с осями координат.
7. Особенности двух- и трехфазных АД
можно выделить четыре основных типа асинхронных двигателей:
· однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
· двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
· трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
· трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором делятся на три типа:
1. ОДНОФАЗНЫЕ –в конструкции однофазного электродвигателя используют только одну рабочую обмотку. Для запуска вращения ротора применяют пусковую катушку индуктивности, которую через конденсатор кратковременно подключают к сети или замыкают накоротко. Эти маломощные моторчики используются в качестве электрических приводов некоторых бытовых приборов.
2. ДВУХФАЗНЫЕ – двухфазные двигатели имеют две обмотки статора, на каждую из которых поступает переменный ток. Их часто используют в однофазных сетях – одну обмотку подключают напрямую к фазе, а для питания другой применяется фазосдвигающийся конденсатор. Без конденсатора вращение вала двухфазного асинхронного двигателя не начнется самостоятельно. Потому что конденсатор является неотъемлемой частью двухфазного электродвигателя. Такие электродвигатели иногда называют «конденсаторные двигатели».
3. ТРЕХФАЗНЫЕ- Модели с трехфазными обмотками отличаются высокой стабильностью работы при номинальной нагрузке. У трехфазных асинхронных электродвигателей другое расположение обмоток статора. Такие двигатели имеют лучшие пусковые характеристики и при этом используют простую схему пуска.
· трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором.
Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет статор аналогичный описанным выше типам двигателей, - шихтованный магнитопровод с тремя уложенными в его пазы обмотками, однако в фазный ротор не залиты алюминиевые стержни, а уложена уже полноценная трехфазная обмотка, в соединении «звезда». Концы звезды обмотки фазного ротора выведены на три контактных кольца, насаженных на вал ротора, и электрически изолированных от него.
Посредством щеток, на кольца также подается трехфазное переменное напряжение, и подключение может быть осуществлено как напрямую, так и через реостаты. Безусловно, двигатели с фазным ротором стоят дороже, но их пусковой момент под нагрузкой значительно выше, чем у типов двигателей с короткозамкнутым ротором. Именно в силу повышенной мощности и большого пускового момента, этот тип двигателей нашел применение в приводах лифтов и подъемных кранов, то есть там, где устройство запускается под нагрузкой, а не вхолостую.
В зависимости от назначения АД выполняются с трехфазной или двухфазной обмоткой статора. В технике наиболее распространены трехфазные АД.
Все трехфазные асинхронные двигатели имеют конструктивно одинаковые статоры и различаются выполнением обмотки ротора. По конструкции обмотки ротора эти двигатели подразделяются на два типа: с короткозамкнутой обмоткой (короткозамкнутые) и с фазной обмоткой (так называемые двигатели с фазным ротором или контактными кольцами).
Трехфазный двигатель предназначен для включения в трехфазную сеть, поэтому он имеет обмотку статора, состоящую из трех фазных обмоток, при прохождении через которые токи, поступающие из трех фаз сети, возбуждают вращающееся магнитное поле. Для усиления магнитного поля и придания ему необходимой формы сердечники собирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака
8. Режимы работы и пуск АД
Режимы работы асинхронных двигателей
Скольжение