Рис. 21-13. Схематическое изображение двухполюсной беличьей клетки с нанесенными значениями токов, обтекающих отдельные стержни и сечения короткозамъжающих колец;

Р= \,Щ= 36.

узкими пазами на активной поверхности, которые, однако, не достигают конца ротора, так что он здесь массивен и образует короткозамыкающие кольца.

Для получения представления о распределении тока в стержнях и кольцах беличьей клетки изобразим схематически двухполюсную беличью клетку в виде концентрических кругов, а стержни в виде радиальных лучей (рис. 21-13). Число фаз клетки ш = NJp. Далее предположим, что фазы соединены одним кольцом в звезду, а другим накоротко. Предположим, что на такую клетку воздействует синусоидально распределенное магнитное поле и рассмотрим момент времени, когда стержни, расположенные на оси В - В, пересекают магнитное поле в его амплитуде. В таком случае по стержням протекает ампли-

N У2 ~ •t „ •

р 2тс

Диаграмма магнитньгх напряжений такой двухполюсной беличьей клетки имеет вид тридцатишестиугольника.

Обмотки в виде беличьего колеса обладают тем преимуществом, что их работа может осуществляться при любом числе полюсов статорной обмотки, что является выгодным, в особенности для обмоток с переключением числа полюсов. Их недостаток заключается в чувствительности к высшим гармоникам и субгармоникам статорного поля, вследствие чего кривая момента у таких дветателей имеет неблагоприятные седловины, вызванные паразитными синхронными и асинхронными моментами. Для их предотвращения, статорные обмотки следует проектировать так, чтобы получить по возможности синусоидальное распределение магнитного поля, т. е. чтобы многоугольник магнитных напряжений по своему врщу приближался к окружности. Дальнейшим пре-имутцеством обмоток в виде беличьего колеса является простота конструкция и малый расход меди, так как лобовые соединения здесь коротки, в результате чего производство двигателей с обмоткой в виде беличьего колеса обходится дешевле. Равным образом и потери в роторной обмотке малы. Их недостатком однако является относительно малая теплоемкость, которая оказьшает неблагоприятное влитие, в частности, при тяжелом разгоне машины; далее большой ударный ток в сети при пуске в ход и малый пусковой момент. По сравнению с обмотками в виде беличьего колеса фазные короткозамкнутые обмотки обладают тем преимуществом, что для них не требуется соединительных колец, в результате чего отпадают во-первых сложные и ненадежные соединения между стержнями и кольцами, и во вторых, что при использовании двухслой-ньк короткозамкнутых обмоток путем укорочения шага можно подавить влияние высших гармоник.

туда тока / yjl, которую приравняем к единице, причем через / обозначено его эффективное значение. Ток в стержнях, расположенных на нейтральной оси А - А, будет равен нулю, в остальных же стержнях ток будет распределен синусоидально, соответственно углу а, образованному осями стержней с осью А - А. Токи в отдельных сечениях колец определяются по закону Кирхгоффа. Таким путем полученные значения приведены на рис. 21-13. Амплитуда магнитного напряжения на полюс вытекает из формулы

F,„ip = -qnKlyjl, п

где число фаз беличьей клетки т = NJp, обмоточный коэффициент к = 1, число витков на пару полюсов и фазу = 0,5, ток / = /„ причем /, является эффективным значением тока в стержне. Подставив эти значения, получим

Для уменьшения ударного тока при пуске и увеличения пускового момента требуется, чтобы беличья клетка при разгоне оказывала повышенное сопротивление. Поэтому имеется ряд более или менее совершенных конструкций, отвечающих таким требованиям. Наиболее часто среди них встречающимися конструкциями являются вихревой якорь, двойная беличья клетка Бушеро и различные видоизмененные конструкции.

"а

Рис. 21-14а-е. Различные виды лазов вихревых якорей.

Ж ь

Рис. 21-14ж. Распределение плотности тока в массивном проводнике.

Вихревой якорь характеризуется узкими глубокими пазами (рис. 21-14), в которые укладывается по одному массивному проводнику высокого профиля. Под влиянием поперечных магнитных рассеяний в пазу ток в стержне паза в состоянии покоя выталкивается в верхнюю часть сечения, так что распределение плотности тока в проводнике имеет вид, приведенный на рис. 21-14ж. В результате, эффективное сопротивление проводника существенно увеличивается. Если обозначить сопротивление стержня при протекании постоянного тока через jRq, а эффективное сопротивление переменного тока через R, то коэффициент увеличения сопротивления будет иметь вид

причем

б = 2п

sinh 2ё + sin 2ё cosh 23 - cos 2ё

ав . 10

где через h обозначена высота проводника в см, через b - ширина проводника, а - пшрина паза, /2 - частота и - удельное сопротивление в Q. мм/м.

Помимо этого вихревые токи оказывают влияние и на величину реактивного сопротивления. Коэффициент увеличения реактивного сопротивления дается соотношением

. sinh 25 - sin 26

к=М = ё-

cosh 23 - cos 23

а реактивное сопротивление-выражением