2.7.5. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

с фазным ротором с помощью реостатов в цепи ротора

Для регулирования вращения асинхронного двигателя с фазным ротором (АДФ) применения все рассмотренные способы. Но практически из них находит применение лишь способ изменения скорости с помощью реактора насыщения.

В основном же для регулирования частоты вращения АДФ используются способы, основанные на воздействии на вторичную цепь. Существует два способа:

1) включение в цепь ротора реостата,

2) введение в цепь ротора добавочной ЭДС частоты скольжения.

Рассмотрим первый способ.

Регулирование частоты вращения АДФ можно осуществить по схеме, аналогичной, рассмотренной выше схем пуска (реостатный пуск). Однако в данном случае реостат рассчитывается на длительную работу. Известно, что включение в цепь ротора добавочного сопротивления приводит к смещению Мm в сторону больших скольжений (рис.2.39).

В данном случае при двигатель переходит с одной характеристики на другую, (то есть из точки 1 в точку 2 и т.д.) при этомS увеличивается, а частота уменьшается: .

Определим величину добавочного сопротивления в цепи ротора при:

,

следовательно,

.

Способ неэкономичен, так как связан с большими потерями в цепи ротора.

2.8. Особые режимы работы и виды асинхронных машин

2.8.1. Асинхронный генератор

Теоретически скольжение АМ в режиме генератора может изменяться в пределах . Для осуществления этого режима работа АМ включается в сеть переменного тока и вращается посторонним двигателем частотой вращенияn>n₁ в сторону вращения поля.

Перед включением АМ генератором ее следует раскрутить в сторону вращения поля до частоты n ≈ n₁. Так как в генераторном режиме , то активная составляющая вторичного тока изменяет свой знак по сравнению с двигательным режимом

,

следовательно, меняет знак и электромагнитный момент

.

Момент становится тормозным. Реактивная составляющая вторичного тока не меняет знак

,

в результате, можно построить векторную диаграмму асинхронного генератора (рис.2.40), имея виду, что .

Из векторной диаграммы следует, что активная составляющая первичного тока , так как, следовательно,P₁=m₁I₁U₁. Таким образом, в отличие от АД, асинхронный генератор не потребляет из сети активную мощность, а отдает ее в сеть, преобразуя механическую мощность с вала в электрическую. Об этом также свидетельствует изменение знака сопротивления, включаемое во вторичную цепь схемы замещения АМ, приведенной к работе трансформатором.

Это сопротивление становится отрицательным, следовательно, изменит знак и мощность, выделяемая в этом сопротивлении , что эквивалентно механической мощности.

Что касается реактивных составляющих первичного тока и первичной мощности, то они не меняют своего знака по сравнению с двигательным режимом

, Q₁=m₁ I₁U₁.

Таким образом, асинхронный генератор (АГ), как и АД, потребляет реактивный ток и реактивную мощность из сети. Следовательно, АГ может работать лишь на сеть, на которую одновременно работают источники, вырабатывающие реактивную мощность (СГ, конденсаторы). Это существенный недостаток АГ и он применяется относительно редко. Этот режим используется как побочный при использовании АД. Изобразим энергетическую диаграмму АГ (рис.2.41).

Режиму АГ соответствует нижняя часть круговой диаграммы.

Рассмотрим работу АГ в автономном режиме (рис. 2.42) . В этом случае к зажимам АМ подключается батарея конденсаторов. В этом случае АГ самовозбуждается, причем процесс самовозбуждения аналогичен процессу в генераторе постоянного тока с самовозбуждением (рис. 2.43).

Условия самовозбуждения – наличие остаточного потока ротора. При вращении ротора наводит в обмотке ротора, под действием которой протекает ток, который является одновременно намагничивающим током АГ.

Он вызывает увеличение ЭДС до значения , что вызывает дальнейшее увеличение токаи т.д. Самовозбуждение идет пока>U_c=I_cx_c и прекращается в точке А, в которой наступает равенство .