Acționare electrică cu mașină cu putere duală. Control optim al unei mașini de alimentare dublă

Complexe și sisteme electrice 25 COMPLEXE ȘI SISTEME ELECTRICE UDC 621.3.07 A.V. Grigoriev CONTROL OPTIM AL UNEI MAȘINI CU DUBĂ PUTERE Termenul „mașină cu alimentare dublă” (DMM) se referă la un motor asincron cu un rotor bobinat, care poate primi putere atât de la stator, cât și de la rotor. Să luăm în considerare problema de control MIS cu scopul J = inf ∫ (M Z − M) 2 dt, unde Mz este valoarea specificată 0 (necesară) a cuplului electromagnetic al motorului, M este valoarea instantanee a cuplului electromagnetic al motorului. motor. Pentru a rezolva problema de control, prezentăm modelul MIS într-un sistem de coordonate fixat în raport cu vectorul tensiune al rotorului: ⎧ dΨSX ⎛Ψ ⎞ k = U SX − R S ⎜⎜ SX − R Ψ RX ⎟⎟ + ω 2 ΨSY , ⎪ dt L " L " S ⎪ ⎝ S ⎠ ⎪ ⎞ ⎛ ΨSY k R ⎪ dΨSY = U − Ψ RY ⎟⎟ − ω 2 ΨSX , SY − R S ⎜⎜ ⎪ dt ⎪ ⎪ ⎪ RX ⎪ ⎪ ⎪ RX t = U RX − ⎪ ⎞ ⎛Ψ k ⎪ - R R ⎜⎜ RX − S ΨSX ⎟⎟ + (ω 2 − pω)Ψ RY , ⎨ L " L " R ⎠ ⎝ R ⎪ ⎪ dΨ ⎪ ⎪ dΨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ RY ⎛Ψ k ⎪ - R R ⎜⎜ RY − S ΨSY ⎟⎟ − (ω 2 − pω)Ψ RX , ⎪ ⎠ ⎝ LR " LR " ⎪ ω 1 d ⎪ = (M − M C), ⎪ ⎪ d C), ⎪ ⎪ ⎪ ΨSY, ΨRX, ΨRY, - componente ale vectorilor de legătură a fluxului stator și rotor de-a lungul axelor sistemului de coordonate x-y, staționare față de vectorul tensiune rotor; USX, USY, URX, URY, - componente ale vectorilor de tensiune statoric și rotor de-a lungul axelor sistemului de coordonate x-y; ω 2 = 2πf 2 - frecvența circulară a tensiunii rotorului; f2 - frecvența tensiunii rotorului; p - numărul de perechi de poli motor; ω - turația circulară a rotorului motorului; RS , RR , L S " = L Sl + k S Lm , L R " = L RL + k R Lm , kS , kR rezistența activă a statorului, rotorului, inductanțe tranzitorii ale statorului și rotorului, coeficienții de cuplare electromagnetică a statorului și respectiv rotor; J este momentul de inerție al rotorului motorului; M, MC sunt cuplul electromagnetic al motorului și, respectiv, cuplul rezistiv al mecanismului. Înregistrarea modelului MIS în sistemul de coordonate x-y ne permite să împărțim acțiunea de control de la rotor în două componente - amplitudinea tensiunii rotorului Urm și frecvența sa circulară ω2. Acesta din urmă face posibilă eliminarea dependenței dintre aceste influențe și timp în sistemul de control sintetizat. Luăm frecvența tensiunii rotorului ca acțiune de control. Vom căuta o soluție la problema de control optim folosind principiul maxim al lui Pontryagin. Funcția auxiliară necesară: H(ΨS ,ΨR ,US ,UR ,α) = ⎛ ⎞ ⎛Ψ ⎞ k =ψ1⎜USX − RS ⎜⎜ SX − R ΨRX ⎟⎟ + ω2ΨSY ⎟ + LS⎠" ⎝ ⎠ ⎝⎝⎝ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ΨSY kR ⎞ +ψ 2⎜USY − RS ⎜⎜ − ΨRY ⎟⎟ − ω2ΨSX ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ LS" LS" LS" ⎠ ⎞ ⛨ ⎞ k +ψ3⎜URX − RR⎜⎜ RX − S ΨSX ⎟⎟ + (ω2 − pω)ΨRY ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ LR" LR" ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ΨRY kS ⎞ +ψ 4⎜URY − ⎜ −⎜ ⎜ ⎜ RR ΨRX⎟ ⎜ ⎟ ⎝ LR" LR" ⎠ ⎝ ⎠ 1 +ψ5 ⋅ ⋅ (C ⋅ (ΨSYΨRX − ΨSX ΨRY) − MC) + J +ψ0 ⋅ (MZ − C(ΨSYΨRX −, unde ΨSYΨRX − ΨSYΨRX − Ψ)2SX − Ψ)2SX − , ψ 3, ψ 4, ψ 5, ψ 0 - componente ale funcției vectoriale nenule ψ. Condițiile de transversalitate oferă suplimentar: ∂f 0 (Ψ S , Ψ R ,U S ,UR) L S " ⎧ = ⎪ψ 1 = ψ 0 ∂Ψ RX RS ⋅ k R ⎪ ⎪ 2CL S " = Ψ SY (M Z − M) , ⎪ RS k R ⎪ ⎨ ⎪ψ = ψ ∂f 0 (Ψ S , Ψ R ,U S ,U R) L S " = 0 ⎪ 2 ∂Ψ RY RS ⋅ k R ⎪ 2CL S " ⎪ =−M Z " ⎪ M ), ⎪ RS k R ⎩ 26 A.V. Grigoriev Fig.1. Modificarea componentelor vectorului de tensiune rotor MIS Fig. 2. Modificări ale cuplului electromagnetic, al vitezei de rotație și al cuplului de rezistență al motorului Fig.3. Modificarea curenților de la statorul și rotorul motorului Condiția principală pentru optimitatea procesului de control în raport cu problema luată în considerare este: ψ × U = max (1) unde U = este vectorul acțiunilor de control. Dacă luăm ca acțiuni de control frecvența tensiunii furnizate Complexelor și sistemelor electrice 27 Fig.4. Schimbând amplitudinile legăturilor de flux ale statorului și rotorului rotorului motorului, atunci expresia (1) va lua forma: 2CL S " Ψ SY (M Z − M)ω 2 + RS k R 2CL S " + Ψ SX ( M Z − M)ω 2 = max RS k R din care rezultă algoritmul de control MDP: (2) ⎧(M Z − M)(ΨSY + ΨSX)< 0, ω 2 = −ω 2 max , (3) ⎨ ⎩(M Z − M)(ΨSY + ΨSX) > 0, ω 2 = ω 2 max, Una dintre posibilele implementări tehnice ale metodei de control rezultată este schimbarea secvenței fazelor pe rotor. Metoda de control rezultată a fost testată pe un model de calculator compilat folosind mediul de programare Delphi 7 Pentru modelare, au fost utilizați parametrii motorului 4AHK355S4Y3 cu o putere de 315 kW. Pornirea motorului a fost simulată nereglată, sarcina până la t = 1 s a fost ventilată, după care a fost pulsată, variind conform legii MC = 2000 + 1000 sin(62,8t) N×m. Rezultatul controlului este menținerea cuplului electromagnetic la nivelul MZ = 2000 N×m după timpul t = 1,4 s. Figura 1 prezintă modificări ale componentelor vectorului de tensiune în sistemul de coordonate α-β, staționar față de stator. Figura 2 prezintă grafice ale cuplului electromagnetic, ale cuplului rezistiv și ale turației circulare a motorului. Figura 3 prezintă graficele modulelor vectorilor de curent al statorului motorului și rotorului, iar Figura 4 prezintă graficele modulelor vectorilor de legătură de flux al statorului și al rotorului. În Fig. 2 - 4 se poate observa că setul de sarcini este Fig. 5. Schema schematică a unui MIS cu un convertor care schimbă secvența fazelor 28 A.V. Grigoriev Fig.6. Schema de circuit a MIS cu un convertor care modifică secvența fazelor și circuitele echivalente ale unui circuit de curent alternativ trifazat este finalizată, în timp ce vectorul fluxului stator este de asemenea stabilizat la un anumit nivel acceptabil. Pentru a implementa metoda de control rezultată, puteți utiliza circuitul convertor prezentat în Fig. 5. Circuitul din Fig. 5 include doar 4 elemente complet controlabile (tranzistoare VT1..VT4) și 16 diode (VD1..VD16), ceea ce îl deosebește favorabil de circuitele de control cu ​​convertoare de frecvență care conțin o legătură DC intermediară și un invertor de tensiune autonom , inclusiv 6 elemente complet controlabile. Pentru a simplifica schema circuitului, puteți înlocui circuitul AC trifazat cu unul bifazat echivalent. Dacă tensiunile de fază sunt utilizate ca tensiuni de linie într-un circuit echivalent, de ex. Este necesar să existe ieșirea punctului mijlociu al transformatorului N, apoi secvența fazelor este schimbată prin pornirea sursei de alimentare a fazei B în loc de faza A, așa cum se arată în Fig. 6. În cazul utilizării unui convertor de al doilea tip, costul de instalare este redus, dar pentru implementarea acestuia este necesar să existe o ieșire a punctului mijlociu al transformatorului. REFERINȚE 1, Chilikin M. G., Sandler A.S. Curs general de conducere electrică: Manual pentru universități. – Ed. a VI-a, add. și prelucrate – M.: Energoizdat, 1981. – 576 p. 2. Eschin E.K. Sisteme electromecanice de acționări electrice multimotoare. Modelare și control. – Kemerovo: Statul Kuzbass. tehnologie. univ., 2003. – 247 p. 3. Teoria acționării electrice automate / Klyuchev V.I., Chilikin M.G., Sandler A.S. – M.: Energie, 1979, 616 p. 4. Pontryagin L.S., Boltyansky V.G., Gamkrelidze R.V., Mishchenko E.F. Teoria matematică a proceselor optime - ed. -M.: Nauka, 1983. -392 c. Autorul articolului: Grigoriev Alexander Vasilievich - student gr. EA-02

Prin proiectare, o mașină cu alimentare dublă (mașină sincronă asincronă, mașină AC controlată) este similară cu o mașină asincronă cu un rotor bobinat -se plaseaza infasurarea pe rotor.

Înfășurarea statorului primește putere de la rețea la frecvența tensiunii de alimentare f 1 , și la înfășurarea rotorului printr-un convertor cu supapă controlată DACĂ tensiunea este furnizată cu frecvență f 2 (f 2 < f 1 ) . Frecvența și amplitudinea tensiunii DACĂ reglementate conform unei legi date de sistemul de control. Este recomandabil să folosiți mașini cu dublă putere în instalațiile de mare putere, unde avantajele lor sunt cele mai pronunțate. Ele pot funcționa ca generatoare și motoare atât în ​​modul sincron, cât și în modul asincron.

Într-o mașină cu putere dublă acționată de un motor, în schimbare f 2 viteza de rotație poate fi reglată. Frecvența curentului în rotorul unei mașini asincrone

f 2 = f 1 s , (1)

s = ( n 1 - n ) / n 1 (2)

n 1 - frecventa de rotatie a campului magnetic.

Rezolvând (1) și (2) împreună, obținem dependența

viteza rotorului n de la f 1 Şi f 2 :

n = n1( f 1 ± f 2 ) / f 1 . (3)

Semnul plus corespunde rotației fazelor DACĂ, în care rotorul și câmpul său magnetic se rotesc în direcții opuse, iar minus - când se rotesc în aceeași direcție.

Din (3) rezultă că, în funcție de sensul de rotație al câmpului magnetic al rotorului, se poate obține n < n 1 , sau n > n 1 , Dacă în timpul funcţionării întreţineţi f 2 = const, atunci aparatul va funcționa în modul sincronizat și când f 2 = var- în asincron. Când f 2 = 0 (alimentând înfășurarea rotorului cu curent continuu), apoi mașina funcționează ca un motor sincron convențional.

Pentru a reduce puterea activă a convertizorului de frecvență, care este egală cu R p.h = ( f 2 / f 1 ) R EM (Aici R EM - putere electromagnetică), frecvență f 2 schimbare în limite mici. În plus față de viteza de rotație într-o mașină cu alimentare dublă care funcționează ca motor, este posibilă reglarea puterii reactive și cos φ . Mașina poate funcționa atât cu curent de conducere, cât și cu curent întârziat. Dacă EMF suplimentară furnizată înfășurării rotorului E D coincide în direcție cu EMF indus în acesta E 2 , atunci în acest caz se reglează turația rotorului. La schimbarea fazei E D relativ E 2 Concomitent cu reglarea vitezei de rotație se modifică și puterea reactivă, adică. cos φ .

Mașinile cu alimentare dublă care funcționează în sistemele de alimentare ca generatoare au anumite avantaje față de generatoarele sincrone convenționale: funcționează mai stabil în moduri de consum profund de putere reactivă, au o stabilitate dinamică mai mare, asigură compensarea fluctuațiilor de frecvență etc.

Mașinile cu putere dublă pot fi utilizate ca convertor de frecvență electromecanic pentru comunicarea flexibilă a sistemelor de alimentare, ale căror frecvențe diferă ușor unele de altele (nu mai mult de 0,5 - 1%). Un convertor de frecvență electromecanic pentru comunicarea flexibilă a sistemelor de putere este format din două mașini conectate printr-un arbore comun (vezi figura). Una dintre aceste mașini este o mașină sincronă obișnuită CM, iar celălalt este o mașină cu putere dublă TIR. Înfășurările statorice ale mașinilor sunt conectate la diferite sisteme de alimentare. Sistemul de control generează un semnal astfel încât frecvența tensiunii în rotorul mașinii cu putere dublă este egală cu diferența de frecvențe a sistemelor de alimentare conectate. Una dintre mașini funcționează ca motor, iar cealaltă ca generator. În acest caz, puterea de la un sistem de alimentare este transferată la altul.

O mașină cu putere dublă poate fi utilizată ca sursă de tensiune cu frecvență constantă la viteză variabilă a rotorului.

Să o exprimăm în (3) n 1 , prin f 1 (din formula n 1 = 60f 1 / p ).

După transformare obținem

f 1 = рn / 60 ±f 2 (4)

Din (4) rezultă: că la o viteză variabilă a rotorului n obţine f 1 =const, este necesar să se schimbe frecvența în consecință f 2 tensiunea furnizată rotorului.

Mașinile cu alimentare dublă nu au fost încă utilizate pe scară largă. Sunt fabricate în unități individuale.

Spre deosebire de circuitele în cascadă de supape, în care fluxul de energie de alunecare este direcționat doar într-o singură direcție - de la rotorul motorului la invertor și apoi la rețeaua de alimentare, în circuitele de motor cu putere dublă, un convertor este inclus în circuitul rotorului (Fig. 6.38). ), care asigură schimbul de energie în două sensuri, cum ar fi de la rotorul motorului la rețeaua de alimentare și de la rețea la înfășurările rotorului unui motor asincron. Un astfel de convertor este un convertor de frecvență cuplat direct. În acest caz, EMF suplimentar introdus în circuitul rotorului poate fi îndreptat fie împotriva EMF al rotorului, în conformitate cu acesta, fie la un anumit unghi. (l - 8).În general

TJ = TT g)

°ext ^ext^

Orez. 6.38.

UFA, UFB, UFC- convertoare de frecvenţă cu comunicare continuă

Curentul rotorului este determinat din ecuația de echilibru a tensiunii din circuitul rotorului:

Unde z 2 - rezistența complexă a circuitului rotorului.

Componentele active și reactive ale curentului rotorului sunt egale:

În aceste formule: E y E 2n - curent și nominal (la 5=1) EMF rotor;

Componenta activă a curentului rotorului determină cuplul motorului și puterea mecanică a motorului: mech = co (1-5).

Componenta reactivă a curentului rotorului determină puterea reactivă care circulă în circuitele statorului și rotorului motorului:

Egalitățile (6.67) arată că prin ajustarea valorilor și fazei tensiunii suplimentare introduse în circuitul rotorului, este posibil să se controleze puterile active și reactive ale motorului. Din această poziţie mai rezultă că pentru valorile corespunzătoare U 2și 8 componenta activă a curentului rotorului poate fi negativă pentru alunecări pozitive 5 > 0 și pozitivă pentru alunecări negative 5

Puterea de frânare Rîn cazul în cauză este insuficientă pentru a crea putere electromagnetică R, prin urmare, puterea lipsă, proporțională cu alunecarea s = co 0 5, este preluată din rețea prin transformator și convertor rotor și trimisă la rotorul motorului Suma puterii mecanice.

provenind din arbore, iar puterea de alunecare + = co =

generează energie electromagnetică, care este recuperată în rețeaua de alimentare. Puterea furnizată rețelei este egală cu diferența dintre puterea recuperată transmisă prin circuitul statorului și puterea preluată de la transformator: = -

În modul motor, la viteze peste viteza sincronă (Fig. 6.39.5), la circuitul rotor al motorului se adaugă putere de alunecare, preluată din rețea din partea transformatorului. Se adaugă la puterea electromagnetică care intră în motor din partea statorului. Suma acestor puteri este convertită în putere mecanică pe arborele motorului, asigurându-se că motorul funcționează cu cuplu. M la viteze peste sincron:

Orez. 6.39.O- modul de franare regenerativa la viteze sub sincron; b- modul motor la viteză peste sincron

Rețineți că, în ciuda faptului că alunecarea în acest caz este negativă, motorul dezvoltă un cuplu motor.

În ambele moduri luate în considerare, convertizorul de frecvență funcționează în așa fel încât energia din transformator pătrunde în rotorul motorului, adică. Motorul este alimentat atât din partea statorului, cât și din partea rotorului.

Deoarece frecvența / 2 a EMF și a curentului rotorului sunt determinate de alunecarea motorului / 2 = /, atunci frecvența EMF suplimentară introdusă în circuitul rotorului trebuie să coincidă cu frecvența EMF rotorului și să se schimbe atunci când alunecarea motorului se modifică .

Gama maximă posibilă de control al vitezei în jos și în sus de la sincron este determinată de doi parametri - valorile maxime posibile ale frecvenței / 2 și ale tensiunii ^ dobtah la ieșirea convertizorului de frecvență care servește la alimentarea circuitului rotorului. Intervalul de control al vitezei maxime va fi = co max /co m =(+ max)/(- max).

Valoarea absolută a alunecării maxime este

| Shah | ^doO / 2n "

Întrucât un convertor de frecvență cuplat direct asigură de obicei reglarea frecvenței cu o frecvență de 20 Hz (cu o frecvență de alimentare de 50 Hz), ceea ce corespunde unei alunecări maxime | 0max | = 0, atunci domeniul de control al vitezei maxime a motorului cu alimentare dublă este: = , с 0 /0, с 0 ~ 2, : .

Controlul vitezei în circuitul motorului cu dublă putere se realizează prin schimbarea valorii relative și a semnului EMF suplimentar 8 = ?/ext/2n, în timp ce frecvența la ieșirea convertizorului este menținută automat egală cu frecvența rotorului. actual. Caracteristicile mecanice ale motorului cu alimentare dublă la 8 = 0,2 sunt prezentate în Fig. 6.40.

Principalul avantaj al circuitelor în cascadă de supape și al motoarelor cu alimentare dublă este eficiența lor ridicată, care este menținută atunci când viteza este controlată într-un interval dat. Deoarece aceste sisteme de antrenare asincronă controlată au un domeniu de control limitat, de regulă, nu mai mare de 2:1, aceste sisteme sunt utilizate în principal pentru a antrena mecanisme turbo puternice (peste 250 kW): ventilatoare, pompe centrifuge etc.

Capitolul patruzeci și unu TIPURI SPECIALE DE MAȘINI SINCRONE

ÎN Curentul alternativ circulă în înfășurarea armăturii unei mașini de curent continuu. Dacă conectați această înfășurare și cu inele colectoare (Fig. 41-1, O), apoi obținem tensiune AC pe ele U^. O astfel de mașină se numește un convertor single-choric. Înfășurarea sa de câmp este alimentată de obicei cu curent continuu din partea colectorului, la fel ca în mașinile de curent continuu excitate în paralel. Prin urmare, în ceea ce privește designul, un convertor cu o singură armătură este o mașină de curent continuu echipată cu inele colectoare. Inelele sunt plasate pe arbore pe partea opusă comutatorului. „Pentru a îmbunătăți comutația, mașina are poli suplimentari.

Un singur convertor cu armătură este de obicei folosit pentru a converti AC în DC. În același timp, în raport cu rețeaua de curent alternativ, funcționează ca motor sincron, iar în raport cu rețeaua de curent continuu, ca generator de curent continuu. Această mașină dezvoltă doar un mic cuplu pe arbore pentru a acoperi pierderile mecanice, magnetice și suplimentare. Diferenţă R„-R_ egală cu pierderile din mașină. Aparatul poate converti, de asemenea, curentul continuu în curent alternativ.

Convertor cu o singură armătură

Orez.„41-1. Principiul de proiectare (O)și diagrama (b) a unui convertor obișnuit cu o singură armătură

Motoarele sincrone sunt de obicei pornite folosind metoda de pornire asincronă, pentru care o înfășurare de pornire este plasată în piesele sale polare. Dacă este disponibilă alimentarea de curent continuu, aceasta poate fi pornită în același mod ca un motor de curent continuu și apoi sincronizată cu alimentarea de curent alternativ.

După cum se știe, în modul generator, componenta activă a curentului de armătură este în fază cu e. d. s, iar în modul motor este direcționat contra e. d.s. Deoarece un convertor cu o singură armătură funcționează simultan ca generator și motor, o diferență de curent de / și / curge în înfășurarea armăturii. Prin urmare, pierderile în înfășurarea armăturii sunt mai mici decât cele ale mașinilor de curent alternativ. Deoarece formele curbelor de curent alternativ și continuu în secțiunile de înfășurare sunt diferite și în diferite secțiuni curbele sunt deplasate în fază în timp cu unghiuri diferite, curenții de secțiune se modifică în timp de-a lungul curbelor de forme complexe.

Din moment ce tensiunea U„Şi U_ acționează în aceeași înfășurare a armăturii, atunci valorile lor sunt legate rigid unele de altele. Dacă presupunem că câmpul de excitație induce pur sinusoidal de exemplu în înfășurarea armăturii. etc., neglijați rezistențele înfășurării și presupuneți că numărul de secțiuni de înfășurare

este foarte mare, atunci diagrama vectorială e. d s. secțiunea armăturii va arăta ca un cerc (Fig. 41-2). În acest caz, tensiunea U_ egal cu diametrul cercului și amplitudinea Um~ = \"W~ egal cu latura unui t-gon înscris într-un cerc, unde T- numărul de faze (în Fig. 41-2 yg = 6). Pe baza Fig. 41-2

De exemplu, când t= 3 și t= 6 respectiv U m ~= 0.612 £/_ şi Și" - 0,354 U_.

Din cele de mai sus rezultă că dacă valoarea £/_. va fi standard, atunci valoarea £У„ va fi non-standard și invers. Prin urmare, de obicei, un convertor cu o singură armătură este conectat la rețea printr-un transformator Tr,și adesea în plus și printr-o bobină inductivă IR(Fig. 41-3). Prin modificarea curentului de excitație, mașina poate fi încărcată cu curent inductiv sau capacitiv și, prin urmare, din cauza căderii de tensiune în bobina inductivă, tensiunea £/_ poate fi reglată în anumite limite.

Anterior, convertoarele cu o singură armătură erau utilizate pe scară largă pentru a alimenta rețelele de contact ale tramvaielor și căilor ferate și în alte cazuri. În prezent

Orez. 41-2. Diagrama vectoriala e. d.s. și tensiunile de înfășurare a armăturii unui convertor cu o singură armătură

Orez. 41-3. Convertor monoarmătură în șase faze cu transformator și bobină inductivă

Ele sunt acum înlocuite în aceste zone cu redresoare cu mercur și semiconductor și sunt folosite în cazuri speciale, de asemenea, cu înfășurări separate de curent alternativ și continuu. Un convertor cu o singură armătură poate fi folosit și ca generator de două tipuri de curent - direct și alternativ - dacă este rotit folosind un fel de motor principal. În unele cazuri, astfel de generatoare sunt utilizate pe nave mici etc. Pentru a obține tensiuni de magnitudinea necesară, pe armătură sunt plasate înfășurări separate AC și DC. Dacă înfășurarea DC este folosită numai pentru alimentarea înfășurării de excitație, atunci obținem un fel de generator sincron auto-excitat. Astfel de generatoare cu o putere de până la 5-10 kv-a găsi, de asemenea, ceva folos.

§ 41-2. Mașini de alimentare dublă

Motor cu dublă putere prin proiectarea sa, este o mașină asincronă cu rotor bobinat, ambele înfășurări fiind alimentate de curent alternativ, de obicei dintr-o rețea comună, cu conexiune paralelă sau în serie a înfășurărilor statorului și rotorului (Fig. 41-4, O). Curenții de stator eu t iar rotorul / 2 creează n. Cu. Fj, F 2 și fluxurile Ф 1(Ф 2, care se rotesc, respectiv, față de stator și rotor la viteze n g= fjp. Aceste n. Cu. iar firele se rotesc sincron dacă

Unde n - viteza de rotatie a rotorului si semnul plus se refera la cazul in care n. Cu. Rotorul se rotește în raport cu rotorul în direcția de rotație a acestuia, iar semnul minus este atunci când această rotație are loc în sens opus. Conform acestei relaţii, în primul caz n= Oh, ceea ce nu are niciun interes practic, iar în al doilea caz

adică, viteza rotorului este egală cu dublul vitezei unei mașini sincrone convenționale. În acest caz, câmpurile rotative sincrone ale statorului și rotorului creează cuplu M, mașina poate funcționa în modurile motor și generator și este în esență o mașină sincronă. Moment M este creat atunci când unghiul spațial 6 dintre J^ și F 2 (Fig. 41-4, b) diferit de zero sau 180°, deoarece în caz contrar axele polare ale câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului coincid și nu se creează forțe tangențiale.

Mașinile cu alimentare dublă își găsesc o anumită utilizare în cazuri speciale ca motoare. Dezavantajul lor este că la pornire trebuie să fie antrenate în rotație folosind un motor auxiliar. În plus, momentele lor de așezare sunt mici și aceste mașini sunt predispuse la balansare. În general, este posibil să alimentați statorul și rotorul cu curenți de frecvențe diferite.

Mașină sincronă asincronă, propus de L. A. Gorev, diferă de cel obișnuit

mașină sincronă prin faptul că are două înfășurări de excitație - una de-a lungul axei longitudinale și cealaltă de-a lungul axei transversale. Prin urmare, rotorul său are în esență o înfășurare în două faze. În funcționare normală, înfășurările de câmp sunt alimentate de curent continuu, iar acest mod nu este diferit de modul de funcționare al unei mașini sincrone convenționale. Totuși, în modurile de urgență, atunci când rotația sincronă a rotorului cu câmpul statorului este întreruptă (scurtcircuite în rețea, oscilații ale rotorului etc.), înfășurările de excitație sunt alimentate de curenți alternativi ai frecvenței de alunecare, decalați în fază cu 90°, rezultând un câmp de excitație care se rotește în raport cu rotorul. Frecvența curenților de excitație s/ x este reglată automat și continuu astfel încât câmpurile de excitație și armătură să se rotească sincron, datorită căruia creează un cuplu de semn constant. Ca urmare, mașina nu cade din sincronizare și stabilitatea funcționării sale crește, ceea ce este avantajul acestei mașini.

Prin natura sa, mașina considerată este similară cu o mașină cu alimentare dublă. Pentru a realiza avantajul specificat al acestei mașini, multiplicitatea

Orez. 41-4. Sistem (O)și diagrama vectorială n. Cu. și pâraiele (b) mașini de alimentare dublă

Tensiunea de excitație (de plafon) trebuie să fie ridicată (fy m E= 4 -*■ 5) și trebuie utilizate regulatoare puternice de acțiune. Este recomandabil să alimentați înfășurările de excitație de la convertoare de frecvență ionice sau semiconductoare. În prezent, au fost fabricate prototipuri de mașini sincrone asincrone.

§ 41-3. Motoare sincrone de putere redusă

Unele mecanisme necesită motoare de putere redusă, cu o viteză de rotație constantă (mecanisme de transmisie a benzilor camerelor de filmat, ceasuri electrice, aparate etc.). Motoarele sincrone fără înfășurări de câmp sunt utilizate ca astfel de motoare. Absența înfășurărilor de câmp simplifică proiectarea motoarelor și funcționarea acestora și, de asemenea, crește fiabilitatea funcționării lor. În multe cazuri, astfel de motoare sunt monofazate.

Structura statorului motoarelor sincrone multifazate de putere redusă discutată în acest paragraf nu este diferită de structura statorului mașinilor sincrone și asincrone normale, iar statoarele motoarelor sincrone monofazate au aceeași structură ca și statoarele motoarelor asincrone monofazate. (cu o înfășurare de lucru și pornire, condensator, cu poli ecranați pe stator - vezi § 30-2), iar pornirea motoarelor sincrone și asincrone monofazate se realizează în același mod (la sfârșitul pornirii, motoarele sincrone sunt trase în sincronism sub influența unui cuplu sincron * electromagnetic). Prin urmare, caracteristicile rotoarelor motoarelor sincrone fără înfășurare de excitație sunt discutate mai jos.

Motoarele snachronous cu magneți permanenți au de obicei rotoare cilindrice din aliaje dure magnetic (alium, alnico etc.) și, în plus, o înfășurare de pornire sub formă de cușcă de veveriță. Rotorul din aliaj magnetic dur este fabricat prin turnare și este dificil de prelucrat. Prin urmare, este imposibil să faci o cușcă de veveriță turnată în ea. În acest sens, rotorul este de obicei realizat ca un compozit - un rotor obișnuit al unui motor asincron cu colivie de veveriță în mijloc și două discuri dintr-un aliaj magnetic dur la margini. Utilizarea materialelor pentru astfel de motoare se dovedește a fi mică și, prin urmare, sunt construite de obicei cu o putere de până la 30-40 mar. Generatoarele cu magnet permanenți nu. au nevoie de o înfășurare de pornire și sunt construite pentru puterea P„= 5-“- 10 kv-a, 4-în unele cazuri până la R I= 100 mp Cu toate acestea, datorită costului ridicat al aliajelor dure magnetic, acestea sunt utilizate în cazuri speciale când este necesară o fiabilitate operațională sporită.

Motoare cu reacție sincrone. Mașini sincrone cu poli salient fărăÎnfășurările de câmp se numesc reactive. Caracteristicile de funcționare ale unor astfel de mașini au fost deja discutate în § 35-3.

În Fig. 41-5. Rotorul prezentat în fig. 41-5, a, este cel mai răspândit, este realizat din tablă de oțel electric și este echipat cu o înfășurare de pornire sub formă de cușcă de veveriță. Stâlpii săi au forma unor proeminențe!” Rotoarele prezentate în fig. 41-5, b și c, sunt realizate prin umplerea pachetelor din oțel cu aluminiu, cu aluminiu acționând ca înfășurare de pornire.

Motoarele cu reacție au coscp scăzut și, prin urmare, și eficiență scăzută< (при R i= 20 - 40 mar eficienţă %= 0,3 -з- 0,4), iar greutatea lor este de obicei mai mare decât cea a motoarelor asincrone de aceeași putere. Pentru motoarele sincrone cu reluctanță a condensatorului monofazat, cosq> este îmbunătățit de condensatori.

Motoarele cu reacție sunt de obicei construite pentru o putere de până la 50-100 Mar, nSh când designul simplu și fiabilitatea sporită sunt de mare importanță, acestea sunt, de asemenea, construite pentru puteri semnificativ mai mari.

Motoare cu histerezis sincron. Energia scăzută și caracteristicile de greutate nefavorabile ale motoarelor cu reluctanță sincronă au fost întărite*

mule pentru dezvoltarea și aplicarea motoarelor cu histerezis Rotoarele unor astfel de motoare sunt realizate din aliaje speciale magnetice dure care au o buclă largă de histerezis (de exemplu, aliaj Vialloy). Cu un design masiv al rotorului, aceste motoare dezvoltă și o rotație asincronă la pornire.

Figura 41-5. Proiectarea rotorului motoarelor sincrone cu reluctanță

dulce moment. Cu toate acestea, acest cuplu este semnificativ mai mic decât cuplul histeretic (vezi § 25-4), în urma căruia se produc pornirea, precum și retragerea în sincronism și funcționare din cauza cuplului histeretic.

Diferența dintre motoarele cu magnet permanent și motoarele cu histerezis este că la primele rotorul este supus unei premagnetizări speciale, în timp ce la cele din urmă rotorul este magnetizat de câmpul statorului motorului.

Motoarele cu histerezis au performanțe mai bune decât motoarele reactive și sunt construite pentru putere de până la 300-400 em.

Motor sincron reluctanta-histerezis(Fig. 41-6) cu cutie de viteze a fost propus în 1916 de către Warren și este utilizat pe scară largă până în zilele noastre pentru conducerea ceasurilor electrice, pentru desenarea benzilor în reportofoane și T.% Statorul acestui motor are poli ecranați (vezi și § 30-2), iar rotorul este format din șase până la șapte plăci cu o grosime de 0,4 mm din mag-

Orez. 41-6. Motor de reacție histerezis

/ - circuitul magnetic al statorului; 2 - cadru;

3 - bobina de excitare; 4 - blocare scurta -

ture rulate; 5 - rotor

oțel dur cu fir. farfurii

au forma de inele cu jumperi.

Reticența magnetică a rotorului

mai puțin în direcția săritorilor,

şi prin urmare Ha f x q . Rotorul este așezat

pe rolă folosind fante din podurile plăcilor și conectate la cutia de viteze.

Rotorul împreună cu cutia de viteze este închis într-o carcasă ermetică (în Fig. 41-6

nu este prezentat).

Motorul pornește din momente asincrone (vortex) și histerezis, iar funcționarea are loc din cauza histerezisului și momentelor reactive, acestea din urmă fiind de 2-3 ori mai mari decât histerezisul. Avioane reactive produse în URSS

motoare cu histerezis f= 50 Hz tipurile SD-60, SD-2, SDL-2, SRD-2 au o putere a arborelui de 12 mkW,și motoarele SD-1/300 - 0,07 mkW(numerele din denumirea tipului indică viteza de rotație a capătului de ieșire al arborelui în rpm). Eficiența lor este mai mică de 1%.

§ 41-4. Motoare sincrone cu viteză mică și pas cu pas

Motoarele monofazate cu reluctanță sincronă cu viteză redusă se disting prin faptul că diviziunea polilor statorului lor este un multiplu al numărului de diviziuni ale dinților rotorului (Fig. 41-7, O) sau diviziunile dinților de pe polii statorului sunt egale cu diviziunile dinților rotorului (Fig. 41-7, b)

Fluxul stator F al acestor motoare pulsează cu frecvența curentului f. Dacă la Ф = 0 polii (Fig. 41-7, O) sau dinții (Fig. 41-7, b) ai statorului sunt deplasați față de dinții rotorului, apoi pe măsură ce F crește de la zero, dinții rotorului sunt atrași de polii sau dinții statorului și rotorul se va roti prin inerție. chiar și atunci când F scade din nou la zero. Dacă până în acest moment dintele rotorului se apropie de următorul pol sau dinte de stator, atunci în timpul următorului semiciclu 1 schimbare în F forțele vor acționa asupra dinților rotorului în aceeași direcție. Astfel, dacă viteza medie a rotorului este de așa natură încât în ​​timpul unui semiciclu al curentului rotorul se rotește cu o diviziune de dinte, atunci un cuplu pulsatoriu de același semn va acționa asupra lui și rotorul se va roti cu o viteză sincronă medie.

n = 2/ 1 /Z a , (41-3)

unde Z 2 este numărul dinților rotorului.

De exemplu, dacă h = 50 Hz Orez. 41-7. Sincronizare monofazată cu viteză mică și 2 2 = 77 atunci n= 1,3 r/sec = motoare cu reacție cronice cu clar- = 78 rpm Când este alimentat de poli înfășurați-exprimați pe stator (a) printr-un redresor, viteza cu statorul angrenajului și înfășurarea comună este redusă la jumătate.

stimulare (b) pentru îmbunătățirea condițiilor de muncă

motor și crește uniformitatea rotației, rotorul se realizează de obicei cu inerție mecanică crescută. În același scop, uneori motoarele sunt realizate cu un stator intern și un rotor extern (de exemplu, motoare pentru playere electrice). Dacă lăsați un singur dinte la poli (Fig. 41-7, b), veți obține un motor numit roata La Cour.

Când motorul este pornit în stare staționară, apare fenomenul de lipire (vezi § 25-4), iar motorul trebuie pornit prin împingerea lui manuală sau folosind motorul asincron de pornire încorporat.

Motoare sincrone fără angrenaje. În fig. 41-8 prezintă proiectarea unui motor fără viteze dezvoltat de inginerii americani L. Cheb-bom și G. Watts. Motorul are o înfășurare în două faze cu 2р = 2 și o zonă de fază de 90°. În fig. Bobinele de înfășurare a statorului 41-8 sunt înfășurate prin spate, dar poate fi folosită și o înfășurare de tip convențional. Înfășurarea este alimentată de la o rețea monofazată, iar una dintre faze este alimentată prin condensatori, rezultând un câmp rotativ. Rotorul angrenajului nu are înfășurare.

Diferența dintre numărul de dinți ai rotorului și al statorului Z 2 - Z t = 2р în Fig. 41-8 este egal cu doi. Sub influența unui câmp rotativ, rotorul tinde să ocupe o astfel de poziție.

poziție în care, de-a lungul liniei axei fluxului magnetic, dintele rotorului va sta vizavi de dintele statorului (linia Oîn fig. 41-8). Când axa fluxului se rotește în poziție ÎN, prong 2" rotorul va sta pe dinte 2 stator, iar când fluxul se întoarce din poziție O dinte 180° 9" rotorul va sta pe dinte 9 statorul, adică rotorul se va roti cu o diviziune de dinte. Prin urmare, viteza de rotație a rotorului O ÎN

De exemplu, când f x= 50 Hz, 2р - 2, Z 2= 400 și Z y - 398 va fi n= 1/4 rps= = 15 rpm

Motorul în cauză funcționează în esență pe principiul interacțiunii armonicilor câmpului dentar, în urma căruia se obține o viteză de rotație mică. Acest principiu se numește reducerea vitezei electrice. Prin urmare, aceste motoare nu necesită cutii de viteze mecanice și se numesc gearless.

Există și alte tipuri de motoare fără angrenaje. Aceste motoare sunt utilizate în cazurile în care sunt necesare viteze de rotație reduse (de exemplu, ceasuri electrice și un număr de dispozitive de automatizare), precum și atunci când se utilizează surse cu frecvență de putere crescută f = 400-1000 Hz.

Motoarele pas cu pas sunt alimentate de impulsuri de energie electrică și, sub influența fiecărui impuls, efectuează mișcare unghiulară sau liniară

Orez. 41-8. Motor cu jet sincron gearless

Orez. 41-9. Principiul proiectării și funcționării unui motor pas cu pas reactiv

printr-o anumită valoare, bine definită, numită pas. Aceste motoare sunt utilizate pentru controlul și reglarea automată, de exemplu, la mașinile de tăiat metale cu control program pentru alimentarea unui tăietor etc. În fig. Figura 41-9 prezintă un motor pas cu pas simplu cu trei perechi de poli pe stator. La alimentarea înfășurării polilor inductorului cu curent 1 -/ rotorul cu patru poli ocupă poziția prezentată în Fig. 41-9, oh, și la alimentarea stâlpilor 1-1 Şi 2-2 va ocupa poziția prezentată în fig. 41,9, b, după ce a lucrat

Reducerea pasului motorului se realizează prin creșterea numărului de poli sau prin plasarea mai multor perechi de statoare și rotoare pe un arbore comun, rotite unul față de celălalt la un unghi corespunzător. În locul înfășurărilor concentrate (Fig. 41-9), pot fi utilizate și înfășurări distribuite. Există o serie de varietăți de motoare pas cu pas pentru mișcare de rotație (în trepte de până la 180°, până la 1° sau mai puțin) și mișcare de translație. Rata maximă de repetiție a impulsurilor la care motorul poate fi pornit și oprit fără pierderi de pas și care se numește și accelerație, variază de la 10 la 10.000 Hz.

§ 41-5. Mașini sincrone cu inductor

Într-o serie de instalații (încălzirea prin inducție a metalelor, sudarea aliajelor speciale, instalații giroscopice și radar etc.) curent de înaltă frecvență mono sau trifazat (400-30000) Hz) Generatoare sincrone de proiectare normală având o frecvență f= pn, nu este potrivit pentru acest caz,

Orez. 41-10. Proiectarea unui generator inductor monofazat cu același pol (a) și pol opus (b).

/ - bobina de excitare; S- cadru; 3 - pachet stator; 4 - înfășurare AC; 5 - pachet rotor> 6 - bucșă rotorului, 7 - ax

Figura 41-11. Curba câmpului în decalajul generatoarelor inductoare” realizată conform diagramei din Fig. 41-10

deoarece creșterea vitezei de rotație l este limitată de condițiile de rezistență mecanică, iar creșterea numărului de poli 2p limitat de valoarea minimă posibilă a împărțirii stâlpilor în funcție de condițiile de plasare a înfășurării. Prin urmare, în aceste cazuri, se folosesc generatoare cu un design special, care se numesc inductor și se bazează pe acțiunea pulsațiilor dentare ale fluxului magnetic. Rotoarele tuturor tipurilor de generatoare cu inductori au forma unor căi de viteză și nu au înfășurări, ceea ce crește fiabilitatea funcționării lor, iar înfășurările de excitație de curent continuu și înfășurările de armătură de curent alternativ sunt situate pe stator în unele cazuri sunt folosite în locul înfășurărilor de excitație T nits.

Recent, motoarele cu inductor au început să-și găsească aplicații, dezvoltând viteze moderate de rotație atunci când sunt alimentate de curent de înaltă frecvență. Designul lor este similar cu cel al generatoarelor cu inductor

Generatorul prezentat în fig. 41-10, O, are două pachete de stator și rotor și o înfășurare de excitație în formă de inel. Se numește același pol, deoarece polaritatea magnetică a fiecărui pachet de-a lungul întregii circumferințe este neschimbată. 41-10, b, este un singur pachet și se numește pol opus. În fantele mari ale statorului său există o înfășurare de excitație, iar în fantele mici există o înfășurare de curent alternativ.

Curba de inducție a câmpului magnetic de-a lungul circumferinței rotorului pentru generatoarele prezentate în Fig. 41-10, prezentată în Fig. 41-11. Se poate imagina asta

Orez. 41-12. Principiul dispozitivului (O)și curba câmpului magnetic (b) generator inductor monofazat cu zona dinților pieptene

unda pulsatorie a acestui câmp se deplasează odată cu rotorul, iar componenta constantă a câmpului magnetic este staționară față de stator și e.m.c. într-o bobină cu orice pas din acest câmp este zero. Prin urmare, această parte a fluxului nu produce muncă utilă și provoacă deteriorarea utilizării materialelor mașinii. Dinții rotorului sunt formați astfel încât curba din Fig. 41-11 se apropia de unda sinusoidala. Apoi componenta câmpului pulsatoriu cu amplitudine

Pasurile bobinelor acestei înfășurări ar trebui să fie astfel încât în ​​Fig. 41-10 o parte a bobinei era împotriva dintelui, iar cealaltă era împotriva canelurii rotorului, deoarece în acest caz e. d.s. Conductoarele bobinei de curent alternativ se vor aduna aritmetic. Legătura de flux a înfășurărilor de excitație ale generatoarelor prezentate în Fig. 41-10, când rotorul se rotește, acestea rămân constante și, prin urmare, în aceste înfășurări e este variabil. d.s. nu este indus, ceea ce este un factor pozitiv.

La / 5= 3000 Hz Este recomandabil să folosiți designul statorului propus de Guy. În acest proiect, dinții mari ai statorului acoperiți de înfășurări sunt în formă de pieptene, iar dinții polilor adiacenți ai statorului sunt deplasați față de dinții rotorului cu o jumătate de diviziune a dintelui (Fig. 41-12). Din această cauză, fluxurile diferitelor jumătăți ale polilor Ф" și Ф" sunt diferite (Fig. 41-12, b) iar când rotorul este deplasat cu o jumătate de diviziune a dintelui, fluxul se interconectează cu bobina

Orez. 41-13. Principiul unui generator inductor trifazat cu o zonă de dinți pieptene

înfăşurări de armătură 2, se schimbă de la valoarea 4- (Ф" - Ф") la valoarea - (Ф" - Ф") și se induce e în această înfășurare. d.s. frecvența /, determinată de egalitate (41-5). În același timp, legătura fluxului cu înfășurarea câmpului 1 nu se schimba.

Sunt utilizate și alte tipuri de mașini cu inductor. La mașinile trifazate, în loc de doi dinți mari, ca în Fig. 41-10, în timpul diviziunii duble a polilor se fac șase dinți mari, iar dinții mici ai dinților mari ai statorului adiacenți sunt deplasați în raport cu dinții rotorului nu cu jumătate, ci cu o șaseme din diviziunea dinților mici (Fig. 41-14). ). Datorită acestui fapt, fluxurile dinților mari de stator adiacenți se modifică cu o deplasare a fazanului de 180° și cu 60°, care este folosită pentru a obține în faze. A, B, Cînfăşurări de armătură e. d. s, deplasat cu 120°.

Datorită frecvenței crescute, înfășurarea armăturii unei mașini inductoare a crescut rezistența sincronă x^Şi xq. Prin urmare, pentru a îmbunătăți performanța acestei mașini, condensatoarele sunt în multe cazuri conectate în serie cu înfășurarea armăturii.

§ 41-6. Alte tipuri de mașini sincrone

Ambreiaj electromagnetic servește pentru o conexiune flexibilă a doi arbori rotativi, de exemplu, un arbore diesel al centralei electrice a unei nave cu un arbore de elice. Din punct de vedere structural, un ambreiaj electromagnetic este o mașină sincronă cu poli saliente, al cărei inductor, excitat de curent continuu, este montat pe un arbore (de exemplu, cel de antrenare), iar armătura este montată pe un alt arbore (de exemplu, unul condus). Înfășurarea armăturii poate fi fază (în acest caz este conectată la un reostat) sau scurtcircuitată sub forma unei cuști de veveriță.

Dacă arborii de antrenare și de antrenare se rotesc la viteze x și p%(şi p x F p 2), atunci se induce un curent de frecvenţă în înfăşurarea armăturii ambreiajului

și se creează un moment electromagnetic, sub influența căruia arborele antrenat se rotește. Cu o înfășurare a armăturii în scurtcircuit, alunecarea arborelui condus față de cel de antrenare

este 0,01 - 0,03. Cu o înfășurare a armăturii de fază, alunecarea și viteza Hz poate fi reglat prin schimbarea rezistenței reostatului sau a curentului de excitație.

Ambreiajul electromagnetic permite conectarea și deconectarea lină a arborelui antrenat atunci când motorul primar este în rotație, și cu o înfășurare de fază, de asemenea, reglarea vitezei de rotație. În plus, cuplajul protejează mecanismul de lucru de suprasarcini mari, deoarece cu un cuplu de frânare mare arborele antrenat se oprește. Dacă arborele antrenat este pornit în timp ce arborele antrenat se rotește cu o viteză de % = p a, apoi frecventa f este mare și pentru a obține un cuplu de pornire suficient, înfășurarea armăturii în scurtcircuit trebuie realizată folosind efectul de deplasare a curentului (vezi capitolul 27).

Cuplajele electromagnetice sunt de obicei construite cu o putere de până la Рн = 500 ket.

Mașini sincrone fără contact cu stâlpi cu gheare. În instalațiile moderne industriale și de transport, mașinile sincrone trebuie adesea realizate fără contacte de alunecare pe rotor din motive de fiabilitate. În aceste cazuri, este posibil să se utilizeze mașini sincrone fără înfășurare de excitație (reactivă), iar la frecvențe mai mari, de asemenea, mașini cu inductor și angrenaj. Cu toate acestea, pot fi utilizate și mașini cu rotor cu gheare și înfășurare cu câmp fix. Astfel de mașini sunt construite pe același principiu ca și sincronizarea fără contact (vezi Fig. 31-9), dar de obicei cu 2p > 2. La / = 50 Hz Este recomandabil să le construiți cu o capacitate de până la P n = 20 -g-30 ket.

Generatoarele sincrone de impact sunt utilizate pentru a testa întreruptoarele de circuit de înaltă tensiune pentru puterea de întrerupere. Sunt construite pe baza de turbogeneratoare cu o putere de până la 50-200 Methși funcționează în modul de scurtcircuit brusc. Pentru a obține cel mai mare curent de scurtcircuit posibil, acestea sunt fabricate cu rezistență inductivă redusă la scurgere și cu fixare fiabilă a înfășurărilor, în special a părților frontale ale acestora.

Există și alte tipuri de mașini sincrone și sunt în curs de dezvoltare.

Transformatoare rotative

O mașină asincronă cu rotorul blocat poate fi folosită ca convertor m curent monofazat in m Curent în 2 faze: de exemplu, curent trifazat în curent cu cinci sau șapte faze Pentru a face acest lucru, înfășurările sale ale statorului și rotorului trebuie realizate în consecință m 1 și m 2 faze Mașina va funcționa ca un transformator, în care energia va fi transferată de la stator la rotor printr-un câmp rotativ. Astfel de convertoare sunt utilizate extrem de rar și numai în scopuri speciale.

În practică, transformatoarele rotative și-au găsit utilizare, sunt proiectate în același mod ca și mașinile asincrone și au un dispozitiv care le permite să-și rotească rotorul. Să considerăm mai întâi o mașină care, pe partea statorului, primește putere de la o rețea de curent trifazat. Dacă la bornele statorului său este furnizată o tensiune constantă, atunci când rotorul este rotit la bornele înfășurării sale, vom primi o tensiune care variază numai în fază. Astfel de transformatoare rotative se numesc regulatoare de fază și sunt utilizate, de exemplu, pentru a regla faza tensiunii rețelei a unui redresor cu mercur sau tiratron și în tehnologia de măsurare, iar în ultimul caz, în principal pentru verificarea wattmetrelor și contoarelor (Figura 3-108). ).

Orez. 3-108. Transformator rotativ pentru dispozitive de testare.

În fig. Figura 3-109 prezintă o diagramă schematică a testării unui contor de curent alternativ folosind un transformator rotativ.

Orez. 3-109. Schema de verificare a contorului folosind un transformator rotativ (PT).

În fig. 3-110 prezintă o diagramă schematică a unui transformator rotativ cu doi poli cu două înfășurări reciproc perpendiculare pe stator și pe rotor.

Orez. 3-110. Schema de conectare a înfășurărilor unui transformator rotativ sinuso-cosinus.

Schema unui transformator rotativ liniar este prezentată în Fig. 3-111.

Orez. 3-111. Schema de conectare a înfășurărilor unui transformator rotativ liniar.

Dacă înfășurările statorului și rotorului unei mașini asincrone sunt alimentate de o rețea (sau rețele) de curent alternativ, atunci o astfel de mașină se numește o mașină asincronă cu alimentare dublă. În acest caz, ne referim de obicei la o mașină trifazată, ale cărei înfășurări sunt alimentate de aceeași rețea de curent trifazat. Aceste înfășurări pot fi conectate în paralel sau în serie. Denumirea „mașină cu putere dublă” caracterizează circuitul de conectare al înfășurărilor sale, și nu proprietățile sale de funcționare, care vor fi diferite în funcție de sensul de rotație al statorului și al rotorului.

Dacă înfășurările statorului și rotorului unei mașini asincrone, conectate la aceeași rețea, creează NS care se rotește în direcții diferite, atunci o astfel de mașină asincronă cu alimentare dublă poate funcționa ca motor sau generator. Cu toate acestea, pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să fie accelerat de un motor extern la o viteză de rotație egală cu dublu sincron 2 n 1 .

Aceste mașini cu putere dublă nu și-au găsit aplicații practice. La folosirea lor in regim de motor este necesar un motor de accelerare, cu ajutorul caruia s-ar putea aduce viteza lor de rotatie la viteza sincrona dubla. În plus, când porniți aparatul, întâmpinați dificultăți în sincronizarea acestuia cu rețeaua. Un alt mare dezavantaj al acestor mașini este tendința lor de a oscila și, în unele cazuri, lipsa de stabilitate asociată în funcționare (vezi § 4-12).