Асинхронные машины с неподвижным ротором

Фазорегулятор (рис. 29-1₁ а) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, ротор которой заторможен и может быть вручную или с помощью вспомогательного (исполнительного) двигателя повернут относительно статора на 360° эл. Торможение и поворот ротора осуществляется обычно с помощью самотормозящейся червячной передачи. Первичная сторона фазорегулятора присоединяется к сети, а вторичная — к нагрузке (сопротивления Z_HT на рис. 29-1, а).

Обозначим р электрический угол поворота оси фазы обмотки ротора относительно оси фазы обмотки статора (рис. 29-1, а). Если принять для простоты, что у рассматриваемой асинхронной машины г_х = г₂ = х_л = х_т = 0, то U_x — Е_г и £/₂ = Е₂ и диаграмма напряжений фазорегулятора имеет вид,, показанный на рис. 29-1, б. Э. д. с. Ei и £₂ индуктируются общим вращающимся полем и сдвинуты в соответствующих фазах статора и ротора относительно друг друга на угол р\ При повороте ротора и изменении угла (J вектор Ё_г — 0% поворачивается относительно векторов Ё\ и Ох-

Фазорегулятор представляет собой в сущности поворотный трансформатор

с регулируемой фазой вторичного напряжения относительно первичного. Фазорегуляторы находят применение главным образом в лабораториях, в частности, при испытании счетчиков электрической энергии и других приборов и аппаратов.

Необходимо иметь в виду, что на ротор фазорегулятора, когда од нагружен, действует вращающий момент. Это же относится и к другим рассматриваемым ниже машинам с заторможенным ротором.

Трехфазный индукционный регулятор служит для регулирования напряжения трехфазной сети переменного тока. Обмотки регуля-

Рис. 29-1. Схема (а) и векторная диаграмма напряжений (б) фазорегулятора

тора включаются по схеме автотрансформатора, и регулятор представляет собой в сущности поворотный автотрансформатор.

Схема соединений обмоток наиболее широко применяемого трехфазного индукционного регулятора представлена на рис. 29-2, а. Одна из обмоток (w_t) является первичной и включается параллельно в сеть первичного напряжения U_lt а вторичная обмотка (ш₂) включается в эту сеть последовательно. В качестве первичной обмотки обычно используют обмотку ротора, так как при этом необходимо вывести с помощью контактных колец и щеток или гибких

Рис. 2&-2. Схема соединений обмоток (а) и векторная

диаграмма напряжений (б) трехфазного индукционного

регулятора

проводников только три конца обмотки. Первичная обмотка может быть включена как в звезду, так и в треугольник. Ниже для ясности будем иметь в виду соединение в звезду.

Первичная обмотка потребляет из первичной сети намагничивающий ток, который создает вращающийся поток Ф. Если пренебречь падениями напряжения, то этот поток индуктирует в обмотках э. д. с. Ех — £4 и

Э. д. с. Еъ складывается с напряжением U_t под углом р (рис. 29-2, б), равным электрическому углу поворота фазы вторичной обмотки относительно первичной. При изменении р* концы векторов Ё_% и О_г ири &_х = const скользят по окружности. Предельные значения вторичного напряжения при пренебрежении падениями напряжения будут: при {5 = 180°

При равенстве чисел витков обмоток статора и ротора

У регулятора (рис. 29-2) одновременно с изменением величины напряжения U₂ меняется также его фаза, что иногда нежелательно. В таких случаях можно применить сдвоенный индукционный регулятор (рис. 29-3), у которого первичные обмотки присоединены к первичной сети параллельно, а вторичные — последовательно

Рис 29-3 Схема соединений обмоток (а) и векторная диаграмма напряжений (б) сдвоенного трехфазного индукционного регулятора

друг с другом. Оба регулятора укреплены на общем валу, и у второго регулятора на первичной и вторичной сторонах присоединения к двум фазам переменены местами. Вследствие этого магнитные поля двух регуляторов вращаются в противоположные стороны, и при повороте ротора одного регулятора по направлению вращения поля ротор другого поворачивается против направления вращения поля. Векторы вторичных э. д. с. регуляторов Е'_% и Ё'% на векторной диаграмме (рис. 29-3, 6) поворачиваются поэтому в противоположных направлениях, и при неучете падения напряжения фаза вторичного напряжения

остается неизменной. Вращающий момент на валу сдвоенного регулятора равен нулю. Недостатком сдвоенного регулятора является наличие двух машин, что приводит к удорожанию установки. Не изменяющееся по фазе вторичное напряжение можно получить также в индукционном регуляторе с соединением фаз обмоток

статора (с) и ротора (р) в общий треугольник (рис. 29-4), если числа витков статора и ротора одинаковы. Первичное напряжение U_x = = const в таком регуляторе подводится к вершинам треугольника ABC, а вторичное U_% = var отводится от средних точек а, Ь, с сторон этого треугольника (рис. 29-4).

Векторные диаграммы напряжений регулятора, изображенного на рис. 29-4, можно построить, учитывая, что э. д. с. фаз статора Е_с и ротора £_р одного и того же плеча треугольника при аУс^об. с = йУр&об. р равны по величине, сдвинуты по фазе на угол р поворота ротора относительно статора и в сумме равны приложенному фазному напряжению:

На рис. 29-5, а, б я в показаны вектор- l^₀\^ZZl ные диаграммы регулятора, выполненного по _го регулятора с соеди-схеме рис. 29-4, соответственно для случаев нением обмоток стато-Р = 0, р>0 и р<0. Треугольники ABC pa и ротора в общий представляют собой при этом систему неиз- треугольник менных первичных напряжений, векторы СЬ, Ас, Ва — э. д. с. фаз статора Е_с и векторы ЬА, сВ, аС — э. д. с. фаз ротора Е_р. При повороте ротора сдвиг фаз (J между э. д. с. Е_с и Е_р изменяется и одновременно изменяются также величины вра-

Рис. 29-5. Векторная диаграмма э. д. с. и напряжений индукционного регулятора, выполненного по схеме рис. 29-4, при разных положениях

ротора

вдающегося потока Ф и э. д. с. Е_с, Е_р, так что сумма э. д. с. фаз одного и того же плеча треугольника остается неизменной:

Как видно из рис. 29-5, треугольник вторичных напряжений abc при этом меняется по величине, но при до_с/г_об. _с = щКб. _Р ^или £_с = Е_р положение этого треугольника и, следовательно, фаза вторичного напряжения не изменяются.

Отметим, что при отсутствии нагрузки на вторичной стороне регулятор, изображенный на рис. 29-4, по своим свойствам представляет собой регулируемую трехфазную реактивную катушку.

В индукционных регуляторах, как й в автотрансформаторах, нужно различать внешнюю, или проходную, и внутреннюю, или габаритную, мощности (см. § 18-2). Соотношения между этими мощностями в индукционных регуляторах и автотрансформаторах яри одинаковых схемах соединений обмоток и одинаковых соотношениях чисел витков одинаковы (для схемы рис. 29-2, а при § = — 180° и для схемы рис. 29-4 при р* = 0).

Дата добавления: 2015-07-18