Устройство и режимы работы асинхронных машин с фазным ротором

Устройство Статор АД с фазным ротором состоит из корпуса и сердечника с трёхфазной обмоткой. У него имеется подшипниковые щиты с подшипниками качения. К корпусу прикреплены лапы и коробка выводов. Ротор имеет более сложную конструкцию. На валу закреплён шихтованный сердечник с трёхфазной обмоткой, выполненной аналогично обмотке статора. Эту обмотку соединяют звездой, а её концы присоединяют к трём контактным кольцам, расположенным на валу и изолированным друг от друга и от вала. Для осуществления электрического контакта с обмоткой вращающегося ротора на каждое контактное кольцо накладывают обычно две щётки, располагаемые в щёткодержателях. Каждый щёткодержатель снабжён пружинами, обеспечивающими притяжение щёток контактному кольцу с определённым усилием.

/ — полустанина; 2, 15 — подшипники; 3 — шайба для сброса отработанной смазки; 4 — пру­жинное кольцо; 5— вал; 6— масленка; 7 — крышка подшипника внутренняя; 8 — жалюзи; 9 — сердечник ротора; 10, 16 — подшипниковые щиты; 11 — кожух; 12 — шайба для предотвращения распушения пластин сердечника статора; 13 — сердечник статора; 14 — лобовая часть обмотки статора; /7— контактные щетки; 18— узел контактных колец; 19— балансирные грузики ротора

Режимы работы Генераторный режим. Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного дви­гателя ПД (двигатель внутреннего сгорания, турбина и т.п.), яв­ляющегося источником механической энергии, вращать в направ­лении вращения магнитного поля статора с частотой n ₂ > n₁, то направление движения ротора относительно поля статора изме­нится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы этой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При этом скольжение станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т.е. будет направлен встречно вращающемуся магнитному полю статора и станет тормозящим по отношению к вращающемуся моменту при­водного двигателя M₁(рис. 4, а). В этом случае механическая мощность приводного двигателя в основной своей части будет преобразована в электрическую активную мощность Р₂ перемен­ного тока. Особенность работы асинхронного генератора состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q трехфазной сети, в которую включен генератор и куда он отдает вырабатываемую активную мощность Р₂. Для работы асинхронного генератора необходим источник переменного тока, при подключении к которому происходит воз­буждение генератора, т. е. в нем возбуждается вращающееся маг­нитное поле.

Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне -∞<s<0,т. е. оно может прини­мать любые отрицательные значения.

Режим торможения противовключением. Если у работаю­щего трехфазного асинхронного двигателя поменять местами лю­бую пару подходящих к статору из сети присоединительных про­водов, то вращающееся поле статора изменит направление вращения на обратное. При этом ротор асинхронной машины под действием сил инерции будет продолжать вращение в прежнем направлении. Другими словами, ротор и поле статора асинхронной машины будут вращаться в противоположных направлениях. В этих условиях электромагнитный момент машины, направленный в сторону вращения поля статора, будет оказывать на ротор тор­мозящее действие (рис. 4, в). Этот режим работы асинхронной машины называется электромагнитным торможением проти­вовключением. Активная мощность, поступающая из сети в машину при этом режиме, частично затрачивается на компенсацию механиче­ской мощности вращающегося ротора, т.е. на его торможение.

В режиме электромагнитного торможения частота вращения ротора является отрицательной, а поэтому скольжение приобретает положительные значения больше единицы:

.

Скольжение асинхронной машины в режиме торможения противовключением может изменяться в диапазоне 1<s<+∞, т.е. оно может принимать любые положительные значения больше единицы.