Специальные типы асинхронных машин

1. Вращающийся трансформатор

Эл. микромашина для преобразования угла поворота ротора в эл. сигнал. Выходное напряжение пропорционально cos или sin данного угла и зависит от пары обмоток. На статоре расположены 2 обмотки, магнитные оси которых образуют угол равный 90⁰, на одну обмотку подается синусоидальное напряжение, на роторе также 2 обмотки и у магнитной оси тот же самый угол равный 90⁰. Начало и концы обмоток выведены на контактные кольца. Практическое применение – баллистические вычислители. Устройство компактное и надежное. Требования к качеству высоки. Минус: дороже, чес сельсины.

Намагничивающий ток создает пульсирующее магнитное поле, которое создает ЭДС, пропорциональное SIN или COS угла поворота.

Рис27

Если вращающийся трансформатор не нагружен, то точность преобразования определяется качеством изготовления. Если нет, то по COS-ной обмотке будет протекать ток, поэтому фаза ЭДС совпадает и фазой питания, из-за активного сопротивления. Но т.к. в обычном режиме много большего сопротивления не будет, то ток создаст магнитный поток, расположенный под углом . Поток, созданный роторной обмоткой, можно разложить на две составляющие:

• Продольную, которая будет компенсироваться за счет увеличения тока. Т.к. машина малой мощности, то компенсация будет полной.

• Поперечная.

Различают первичное и вторичное симметрирование. Предлагается замкнуть вторую обмотку статора на R=Rпит.сети, тогда поперечный поток создаст пару.ю подобную трансформатору. Мощность потока невелика. Короткозамкнутый контур будет, размагничивающий трансформатор по квадратурной оси. и R=Rсети создают нечто подобное трансформатору тока, но эта пара не связана с питающей сетью. Синусная обмотка замыкается на Zг, тогда пара потоков, поперечные будут пытаться задавить .

2. Фазовращатель

Поворачивающая электрическая машина. Подобен асинхронной машине с фазным ротором, но имеет некоторое приспособление, не позволяющее ротору вращаться, оно обеспечивает поворот ротора на желаемый угол.

Рис28

Статор такой же конструкции как и у асинхронного двигателя.

Ротор соединяется звездой и самопроизвольно вращаться не может. Статор создаст свое вращающее поле (круговое), оно будет связываться с обмоткой ротора и наводить в нихЭДС. Величина ЭДС определяется Kт, но начальная фаза будет определяться положениями роторной обмотки относительно статорных и можем получать смещения системного напряжения.

3. Индукционный регулятор

Агрегат, позволяющий менять напряжение от нуля до 2Uном. Относится к асинхронным поворачивающим машинам, но он ближе к автотранформатору. И как мощный источник регулирующий напряжение применяется не в промышленности.

4.Асинхронный тахогенератор

Измерительный преобразователь, для преобразования частоты вращения в электрический сигнал переменной ЭДС. Сохраняет частоту сети питающую обмотку возбуждения. Синхронные тахогенераторы не применяют!!! Асинхронный тахогенератор – это двухфазная машина, имеющая немагнитный полый ротор. Чтобы в машине создать магнитный поток тахогенераторы имеют 2 статических пакета – внешний и внутренний.

Рис30

1.внешний

2.внутренний

3.ротор

4. вал

Статорные обмотки размещаются либо обе на внешнем, либо одну на внешний и одну на внутренний. Магнитные оси должны составлять 90⁰.

Принцип действия: одна из обмоток – обмотка возбуждения, другая генераторная. На обмотку возбуждения подается синусоидальное напряжение, пульсирующее магнитное поле; ось направлена по оси обмотки возбуждения. Если угол между магнитными осями =90⁰, то к генераторной обмотке ничего не передастся . Но когда ротор состоит из большого числа проводников. Направленного цилиндра создает короткозамкнутые полюса. Появляются составляющие магнитного поля направленные по оси. При неподвижном роторе: в проводниках ЭДС, и в осях перпендикулярных обмотки возбуждения, создается магнитное поле, будет направлен по магнитной оси тахогенератора не будет создавать ЭДС. Эти токи –транформаторные, а ЭДС – трансформатоная ЭДС.

При вращении проводники пересекают магнитное поле, создается ЭДС вращения, т.е. угол под которым циркулируют, составляющие будут индуцировать.

Ток не может потечь по винтовой линии:

• пусть течет, но это движение в другом напрвлении, явление индукции.

• Ток течет из-за ЭДС, не создается тангенциальное ЭДС, ток не может быть составляющей .

Отсюда следует:

• Частота выходного сигнала совпадает с частотой питающей сети

• Фаза совпадает

• При нагружении тахогенератора в машине не возникнет вращающегося магнитного поля. Поле останется пульсирующим, тахогенератор не будет тормозиться

Тахогенератор не генерирует, а преобразует. Это не генератор, это трансформатор. Распространены двухфазные асинхронный машины с полым ротором, ее нельзя рассматривать как двигательный режим тахогенератора.

Достоинства : минимальный момент инерции; нет высокочастотных искажений.