Асинхронный расщепитель фаз

На э. п. с. переменного тока преобразование однофазного тока в трехфазный для питания асинхронных двигателей привода вспомогательных машин осуществляют с помощью асинхронных расщепителей фаз. Асинхронный расщепитель фаз представляет собой асинхронную машину с трехфазной обмоткой статора и короткозамкнутым ротором.

Принцип действия.

В расщепителе фаз преобразование однофазного тока в трехфазный производится посредством вращающегося магнитного поля. Это поле индуцирует в обмотке статора э.д.с, сдвинутые относительно друг друга по фазе на определенные углы, равные углам между осями соответствующих катушек. В расщепителе фаз обмотка статора выполнена в виде несимметричной «звезды» (рис. 276, а). Две фазы её С1-0 и С2-01 образуют так называемую двигательную обмотку 2. Третья фаза С3-С4 называется генераторной обмоткой 3. Её используют также для пуска расщепителя фаз. Обмотка ротора 1 выполнена в виде беличьей клетки.

Двигательную обмотку подключают к источнику однофазного тока, т.е. к вторичной обмотке тягового трансформатора. Она служит также для приведения во вращение расщепителя фаз.

Рисунок 6.8.

Схема включения обмоток

расщепителя фаз (а) и диаграмма векторов напряжений, индуцируемых в этих обмотках (б)

Генераторная обмотка 3 сдвинута относительно частей С₁-0 и С₂-0₁ двигательной обмотки приблизительно на угол 120°. Её присоединяют к двигательной обмотке 2 в точке О₁, которая выбирается так, чтобы обеспечить наилучшую симметрию линейных напряжений U_л при номинальной нагрузке. Из этого исходят также при выборе числа витков обмоток (генераторная обмотка имеет несколько большее число витков, чем каждая из двух частей двигательной обмотки).

Однофазная двигательная обмотка 2 расщепителя фаз создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух вращающихся в разных направлениях полей, создающих электромагнитные моменты М_пр и М_обр. По этой причине расщепитель фаз не имеет начального пускового момента.

Для пуска расщепителя используют в качестве вспомогательной фазы генераторную обмотку С₃-С₄, подключаемую к одному из проводов однофазной сети (рис. 276, а). В этом случае в машине образуется система из трех фаз, сдвинутых относительно друг друга в пространстве приблизительно на 120°, т.е. так же, как и в трехфазном асинхронном электродвигателе. Для создания необходимого сдвига по фазе тока в обмотке С₃ - С₄ относительно токов в двух других фазах в цепь генераторной обмотки включают при пуске пусковой резистор 4.

В дальнейшем после разгона ротора этот резистор отключается от сети контактом 5. Ёмкость 6 служит для устранения несимметрии напряжений, возникающих при изменении нагрузки расщепителя фаз. Эту ёмкость распределяют в виде отдельных конденсаторов по различным двигателям так, чтобы при отключении какого-либо двигателя отключалась и соответствующая часть конденсаторов. При этом автоматически изменяется и общая ёмкость 6, подключенная к расщепителю фаз.

При вращении ротора обратное поле резко уменьшается, поэтому можно считать, что в машине практически действует лишь прямое поле. Это поле индуцирует в генераторной обмотке э.д.с, которая сдвинута приблизительно на 120° относительно э.д.с, индуцируемых в двух частях двигателей обмотки. В результате образуется трехфазная система линейных напряжений U_л (рис. 276,б), которые подаются на асинхронные двигатели привода вспомогательных машин. При симметричной нагрузке от генераторной обмотки С₃-С₄ расщепителя подается только 1/3 мощности потребителей. Остальные 2/3 необходимой мощности поступают непосредственно от однофазной сети.