Потребление индукционным двигателем отстающего тока из сети составляет один из существеннейших недостатков этого двигателя. Попытки улучшить cos <р повели к разработке типа синхронизированных и компенсированных двигателей в Европе и усовершенствованию пусковых характеристик синхронного двигателя в Америке. — Кривая кпд на рис. 16 имеет обычный вид. О величине кпд можно судить по диаграммам на рис. 17 и 18. Отсюда видно, что кпд двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью до 20 kW несколько выше (на 2, 5—0, 5%), чем в двигателях с фазным ротором.
Кроме того кпд заметно растет с увеличением мощности и относительно мало с увеличением скорости двигателя, т. е. получается приблизительно та же картина, как и для cos Для увеличения кпд двигатели с фазным ротором строятся нормально с приспособлением для подъема щеток; но если такового нет, то кпд двигателя, смотря по мощности, понижается на 1, 5—0, 5%.
Круговая диаграмма индукционного двигателя дает возможность в исключительно ясной форме выяснить и указать взаимную зависимость между отдельными основными величинами, характеризующими работу двигателя, и определить их количественно. Круговая диаграмма получила свое название потому, что геометрическое место концов вектора первичного тока есть окружность круга. Впервые это доказал Гейланд (Неуland) в 1894. Но его диаграмма имеет лишь приближенный характер, т. к. он пренебрегает активным падением напряжения в статоре Д • гг. В 1899 Осанна (Ossanna) аналитически доказал, что круговая диаграмма справедлива и в том случае, когда = const. В 1903 Ла-Кур (La-Cour) построил диаграмму, в к-рой пытался достигнуть наибольшей возможной точности. Однако диаграмма Ла-Кура сложна и при построении отнимает много времени. Поэтому здесь приводится упрощенная диаграмма Гольдшмита (Goldschmidt), предложенная последним в 1901. С точки зрения конечных результатов различные диаграммы мало отличаются друг от друга. В рус. технике вопросами круговой диаграммы занимались К. Круг и И. Черданцев.
Круговая диаграмма строится по точкам холостого хода Н и короткого замыкания К в предположении, что: 1) электродвижущие силы, токи и потоки изменяются во времени синусоидально и что кроме того потоки распределены синусоидально в пространстве; 2) железо машины не насыщено, и 3) параметры машины, т. е. ее активные и реактивные сопротивления, остаются постоянными при всех режимах работы. Точка холостого хода при нормальном напряжении и частоте определяется величиной тока 10 и мощностью холостого хода Ро. Точка короткого замыкания определяется соответственно токами и мощностью Рк.
По этим данным можно определить cos ф0 и cos и, выбрав масштаб для тока, построить точки Н и К (рис. 19). Через, эти точки проходит круг токов.
Центр круга токов определяется с достаточной точностью как точка пересечения прямой НМ2, проведенной через Н параллельно оси абсцисс, с перпендикуляром, восставленным к середине хорды НК. Проведя луч ОА, получим в принятом масштабе ток I .Угол между ON и осью ординат определит cos Так как подведенная к двигателю мощность P1 = U1Il' • cos j/~3 = const 'Nr, то следовательно эта мощность измеряется длиной перпендикуляра, опущенного из точки N на ось абсцисс. Поэтому ось абсцисс называется линией подведенной мощности и определяется уравнением • Р^О. Масштаб мощности находится как частное от деления мощности короткого замыкания Рк на длину отрезка KR.
Линия электромагнитной мощности определяется уравнением р9м=0 и проходит через точки, в к-рых Эта мощность равна 0. За одну из этих точек можно принять с достаточной точностью точку холостого хода Н. Второй точкой служит точка Мг, к-рая находится след, образом: отрезок делят в точке Mi так, чтобы М2Н = Гх:г^. Для I = ON мощность P3M = Nm. Т. к. Р9М=Мш1, то линию Рэм называют также линией моментов. Линия полезной мощности определяется уравнением Р2 = 0 и проходит через точки Н и К, в к-рых полезная мощность равна нулю. Для Iy = ON мощность Р2 = N1.
Джоул евы потери в статоре гг определяются отрезком тп; джоулевы потери в роторе — отрезком 1т. Кпд г] = •
Скольжение s=
=ГП1’1£2 — В': P9M=lm: Nrn. Чтобы определить наибольший, или т. наз. опрокидывающий момент двигателя, надо опустить нормаль из центра Ot на линию рэм = 0 и продолжать его до пересечения с кругом токов в точке S. Тогда Рэм>тах=8и. Задаваясь различными Ц, можно получить для них величины М, cos<? i, v, s и Р2 и затем по ним построить рабочие кривые Д.
VI. Пусковые приспособления индукционного двигателя. Согласно существующим в большинстве стран
Рис. 19. Круговая диаграмма. .
правилам, лишь самые мелкие двигатели могут включаться на сеть непосредственно, все же остальные снабжаются тем или иным приспособлением для ограничения силы пускового тока In, к-рый в противном случае мог бы превысить нормальный ток 1Н в 4—8 раз.
Но степень пускового тока, определяемая отношением In, а равно и предельная мощность Рт двигателей, включаемых на сеть без пусковых приспособлений, весьма различны в различных странах. Так, например в Сев. — Америк. Соед. Штатах, которые отдают предпочтение двигателю с короткозамкнутым ротором, ^ = 3, 5—5, 5 и Рт достигает н I 200—300 kW. Наоборот, в Германии = = 1, 6—2, 4 и Рт не превышает нескольких kW. Большинство европейских стран придерживается герм. практики, хотя в последнее время в этом отношении наметился перелом. Ограничение пускового тока возможно при помощи пусковых приспособлений а) со стороньь статора и б) со стороны ротора. Первый род пусковых приспособлений позволяет использовать двигатель с короткозамкнутым ротором, который обладает лучшими рабочими характеристиками (cos <рг и у), чем двигатель с фазным ротором, и стоит дешевле послед-
