Общие сведения. Асинхронная машина с фазным ротором, помимо двигательного и генераторного режимов, мо­жет быть использована

Лабораторная работа №3

ИСПЫТАНИЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ В РЕЖИМАХ ИНДУКЦИОННОГО РЕГУЛЯТОРА, ФАЗОРЕГУЛЯТОРА И РЕГУЛИРУЕМОЙ РЕАКТИВНОЙ КА­ТУШКИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Асинхронная машина с фазным ротором, помимо двигательного и генераторного режимов, мо­жет быть использована. Во многих случаях специально рассчитана и сконструирована, для работы в качестве индукционного регулятора (поворотного автотрансформатора), фазорегулятора (поворотного трансформатора) и регулируемой реактивной (дроссельной) катушки.

Индукционные регуляторы позволяют плавно и в сравнительно широких пределах регулировать вторичное напряжение. Поэтому они применяются в отдельных линиях станций и подстанций, для ши­рокого регулирования напряжения отдельных приемников, например электродвигателей, электропечей, и главным образом в лабораторной практике.

Фазорегуляторы позволяют плавно поворачивать фазу вторичного напряжения (не изменяя его по величине) относительно первичного в пределах угла а = 0°÷360° эл. Они применяются для регу­лирования угла зажигания ионных выпрямителей, в автоматике, в измерительной технике и особенно в лабораторной практике.

Регулируемые реактивные катушки позволяют плавно изменять реактивное сопротивление, что дает возможность применять их для создания практически чисто индуктивной нагрузки генераторам пе­ременного тока. Используются они преимущественно в лабораторной практике.

Во всех выше указанных режимах асинхронная машина работает при неподвижном роторе, и по­этому вопрос ее охлаждения имеет большое значение.

При малой мощности и небольшом напряжении они выполняются с воздушным охлаждением, а при сред­них и больших мощностях они имеют преимущественно масляное охлаждение и вертикальное испол­нение.

Если же в качестве индукционного регулятора используется асинхронный двигатель с фазным ротором, то первичной обмоткой преимущественно является обмотка статора, а вторичной — обмотка ротора.

Принцип работы индукционного регулятора заключается в следующем. Ток I₁ протекающий по первичной обмотке, создает вращающееся магнитное поле, которое наводит в обмотках индукционного регулятора электродвижущие силы Е_1Ф и Е_2Ф: в первичной Е_1Ф = сФW₁ и во вторичной Е_2Ф = сФW₂, где Ф — поток вращающегося магнитного поля; W₁ и W₂ — число витков первичной и вторичной обмоток (на одну фазу); с — постоянный коэффициент.

Электродвижущая сила первичной обмотки Е_1Ф при отсутствии нагрузки индукционного регуля­тора практически равна напряжению сети U_1Ф и находится с ним в противофазе.

Электродвижущая сила вторичной обмотки Е_2Ф, определяемая неизменным по величине маг­нитным потоком Ф и количеством витков W₂, имеет конкретное, неизменное по величине, значение.

Вторичное напряжение (напряжение на выходе) индукционного регулятора U₂ представляет со­бой геометрическую сумму напряжения сети U_1Ф, подводимого к первичной обмотке, и э. д. с. Е_2Ф, ин­дуктируемой во вторичной обмотке, т. е.

(3.1)

Из этого выражения видно, что при плавном изменении угла между осями обмоток соответст­вующих фаз ротора и статора от 0° до ±180° эл. (электрических градусов) вторичное напряжение индук­ционного регулятора будет плавно изменяться от своего наибольшего значения до наименьшего .

При одинаковом количестве витков первичной и вторичной обмоток индукционный регулятор, работающий без загрузки, позволяет изменять вторичное напряжение в пределах от 0 до 2 . Верхний предел регулирования напряжения при нагрузке регулятора заметно снижается.