Электрические двигатели и генераторы

Электротехника
Электрические машины и трансформаторы
Определение фазных и линейных токов приемников
Электрическая машина
Принцип действия асинхронного двигателя
Трансформаторы

Векторная диаграмма трансформатора

Переходные процессы в трансформаторах
Трансформаторные устройства специального назначения
Холостой ход трансформатора
Опыт короткого замыкания
Трехобмоточный трансформатор
Измерительные трансформаторы.
Электрические двигатели и генераторы
Асинхронный генератор
Параметры асинхронной машины 
Регулирование скорости вращения

Однофазные асинхронные двигатели.

Асинхронный преобразователь частоты 
Генераторы переменного тока
Трехфазный синхронный генератор
Несимметричная нагрузка трехфазного генератора
Однофазный синхронный генератор
Синхронный двигатель 
Синхронные машины заводов Советского Союза
Машины постоянного тока – генераторы и двигатели
Генератор с параллельным возбуждением
Электромашинные усилители
Электромашинные преобразователи тока
 

Поворотные автотрансформаторы 

Поворотным автотрансформатором (применяется также название «индукционный регулятор») будем называть асинхронную машину, работающую с заторможенным ротором в качестве автотрансформатора и позволяющую путем поворота ротора регулировать напряжение на ее вторичных зажимах.

В трехфазном поворотном автотрансформаторе на роторе помещается трехфазная обмотка с выведенными концами в виде гибких проводников, соединенных с обмоткой статора и позволяющих поворачивать ротор на углы в пределах от 0 до 180 эл. град. Обычная его схема приведена на рис. 3-105.

Рис. 3-105. Схема трехфазного поворотного автотрансформатора.

Обмотка ротора здесь служит первичной обмоткой. Она соединена в звезду (может быть соединена и треугольником). Обмотка статора служит добавочной обмоткой. На ее вторичных зажимах получается регулируемое напряжение .

Можно также в качестве первичной обмотки использовать обмотку статора, а в качестве добавочной – обмотку ротора. Тогда от последней должно быть выведено шесть гибких проводников.

Иногда на практике в качестве трехфазного поворотного автотрансформатора используется машина с контактными кольцами, предназначенная для работы двигателем. В этом случае обычно приходится заменять обмотки ротора и статора другими обмотками с числами витков (на фазу), соответствующими напряжению U1 и заданным пределам регулирования напряжения U2.

При холостом ходе поворотного автотрансформатора ток будет проходить только по обмотке ротора, которая создает при этом вращающееся магнитное поле. Это поле будет наводить в обмотках э.д.с.  и. Электродвижущая сила E1, обмотки ротора будет почти полностью уравновешивать напряжение  (U1 ). Электродвижущая сила  обмотки статора будет складываться с напряжением (; следовательно, вторичное напряжение . Поворачивая ротор по вращению или против вращения поля, мы будем изменять взаимное расположение осей обмоточных фаз статора и ротора и, следовательно, фазу э.д.с.  относительно фазы напряжения . В соответствии с этим, как показано на рис. 3-106, будет изменяться напряжение U2 от U2макс = U1 + E2 до U2мин = U1 – Е2. При нагрузке напряжение U2 будет несколько отличаться от соответствующего напряжения при холостом ходе вследствие падений напряжения в обмотках статора и ротора.

Рис. 3-106. Диаграмма напряжений трехфазного поворотного автотрансформатора, работающего вхолостую, при различных положениях ротора относительно статора.

Поворотный автотрансформатор в отношении охлаждения работает в более тяжелых условиях, чем асинхронный двигатель. Небольшие поворотные автотрансформаторы выполняются с воздушным охлаждением. При большой мощности иногда применяется масляное охлаждение, так же как для масляных трансформаторов.

Для поворота ротора обычно используется червячная передача, причем она должна быть механически достаточно прочной, так как вращающий момент, действующий на ротор при нагрузке поворотного автотрансформатора, достигает больших значений.

Трехфазные поворотные автотрансформаторы применяются в лабораториях, в схемах автоматики и иногда для регулирования напряжения в распределительных сетях.

На практике находят себе применение также однофазные поворотные автотрансформаторы. Обычная схема такого автотрансформатора представлена на рис. 3-107.

Рис. 3-107. Схема однофазного поворотного автотрансформатора.

Здесь однофазная обмотка ротора 1 является первичной обмоткой; обмотка статора 2 – добавочной обмоткой. При отсутствии тока в обмотке статора (холостой ход) н.с. создается только обмоткой ротора 1. Ее можно заменить по отношению к оси обмотки статора двумя н.с.: продольной F1cos и поперечной F1sin, где  – угол между осями обмоток 1 и 2. Очевидно, что в обмотке статора будет наводиться э.д.с. полем, созданным только продольной н.с. F1cos. Эта э.д.с., следовательно, может быть принята равной F2cos. При  = 0 получается максимальная э.д.с. Е2, при  = 90 эл. град она равна нулю, при дальнейшем увеличении  сверх 90 эл. град э.д.с. меняет фазу и при 180 эл. град становится равной – Е2. Поэтому при холостом ходе U2 = U1 + F2cos; предельные значения: U2макс = U1 + E2 и U2мин = U1 - E2. При нагрузке одновременно с возрастанием тока в статорной обмотке будет возрастать ток в обмотке ротора 1, чтобы результирующая н.с., действующая по оси обмотки 1, создавала поле, необходимое для получения в этой обмотке э.д.с. Е1, почти равной Ui(). Для компенсации н.с. F2sin на роторе должна быть помещена короткозамкнутая обмотка 3, ось которой перпендикулярна к оси обмотки 1. При отсутствии обмотки 3 н.с. F2sinα вызвала бы сильное поле, которое обусловило бы большое индуктивное падение напряжения в обмотке 2.

Здесь также возможно первичную обмотку поместить на статоре, а добавочную – на роторе. В этом случае короткозамкнутая обмотка для компенсации поперечной н.с. ротора помещается на статоре; ось ее должна быть сдвинута на 90 эл. град относительно оси обмотки статора.

Однофазные поворотные автотрансформаторы на практике применяются сравнительно редко и выполняются обычно на небольшие мощности.

Электротехника