Остання редакція: 08-05-2018
Тези доповіді
Відповідно до принципу оборотності електрична машина може працювати у режимі двигуна або генератора. Відомі умови оборотності асинхронної машини, тобто умови переведення її з режиму двигуна в генераторний режим без відключення її від електричної мережі. Це перевищення швидкості обертання ротора ω над швидкістю обертання основного магнітного поля ω0, ω > ω0. Для цього застосовують зовнішній приводний двигун. Напрями обертання ротора та основного магнітного поля в обох режимах залишаються незмінними. Але при ω > ω0 напрям швидкості перетинання провідників обмотки ротора полем статора змінюється на протилежний, Δω = ω0– ω = ω0s < 0 при ковзанні s < 0. Відповідно на протилежний напрямок змінюється ЕРС Ė2 обмотки ротора, що, в свою чергу, приводить до зміни напряму активних складових струмів ротора і статора при незмінному напрямі дії реактивних складових цих струмів. Машина переходить в генераторний режим з перетворенням механічної енергії ротора в активну електричну в статорі з передаванням її в мережу або споживачу в автономному режимі роботи. Реактивну енергію, яка необхідна для створення магнітного поля (основного поля збудження та поля розсіювання) асинхронні машини споживають в будь-якому режимі із електричної мережі або від зовнішніх джерел. Так в автономному асинхронному генераторі (ААГ) загальна електрична ємність на виході служить для збудження його і компенсації реактивної потужності споживача.
Але однофазна конденсаторна машина з просторовим зміщенням в пазах осердя статора додаткової обмотки відносно основної на кут θ = 90° проти напряму обертання ротора в режимі двигуна при підвищенні приводним двигуном швидкості обертання ротора вище швидкості обертання складової основного магнітного поля ω > ω0 не переходить в режим генератора. При цьому в обмотці ротора і в основній обмотці статора, які взаємоіндуктивні по основній осі в просторі, як і в класичній асинхронній машині, при ковзанні s < 0 змінюється напрям ЕРС Ė2 ротора, активних складових струмів ротора та основної обмотки статора при незмінних напрямках дії реактивних складових струмів, хоча напрям дії ЕРС Ė1 основної обмотки статора не змінився. В додатковій обмотці статора, зміщеній на 90° відносно основної обмотки проти напрямку обертання ротора машини і її магнітного поля, де відсутня взаємоіндуктивність між ними, напрям дії ЕРС ĖΔ, напруги ≈ ĖΔна виході генератора, струму , його активної і реактивної складових не змінилися. При незмінній активній складовій струму додаткової обмотки та при зміні напрямку активної складової струму в основній обмотці активні складові струмів їх замикаються по колу основної і додаткової обмоток через конденсатор. Це режим короткого замикання. Машина не перейшла в генераторний режим і знаходиться в аварійному стані.
Таким чином, умова перевищення швидкості обертання ротора ω понад величину швидкості обертання магнітного поля статора ω0 (ω > ω0), для переводу з режиму двигуна в генераторний, однофазної конденсаторної машини без від'єднання її від електричної мережі є обов’язковою, але недостатньою.
Невідомі до цього часу умови оборотності однофазної конденсаторної асинхронної машини не привели до можливості використання її в режимі генератора, хоча прості, надійні, однофазні асинхронні генератори, особливо автономні зі стабільною напругою та частотою необхідні у виробництві.
Для подолання цього недоліку при переведенні однофазної конденсаторної машини із режиму двигуна в режим генератора необхідно при підвищенні швидкості обертання ротора до ω > ω0 одночасно змінити напрям активної складової струму і в додатковій обмотці статора при незмінному напрямку реактивних складових струмів. Це можна виконати шляхом зміни просторового положення додаткової обмотки статора, зсунувши її на кут θ = 90° відносно основної обмотки за напрямком обертання ротора. Таку зміну просторового положення додаткової обмотки статора, при переведенні машини із режиму двигуна в генераторний, можна виконати при нерухомому роторі, тобто, відключивши її від електричної мережі. Тому однофазний, конденсаторний асинхронний генератор доцільно використовувати в автономному режимі.
Література
- Методика розрахунку характеристик автономних асинхронних генераторів зі змішаним ємнісним збудженням /(Мішин В. І., Каплун В. В., Кулинич А. М., Макаревич С.С.) – К.:"Видавничий центр НАУ", 2007.– 44 с.
- Мішин В. І. Методика розрахунку характеристик компенсованого асинхронного двигуна /Мішин В. І., Чуєнко Р. М., Міклін О. А. – К.:"Видавничий центр НАУ", 2005. – 31 с.