АСИНХРОННЫЕ
МАШИНЫ

ГЛАВА XV
АСИНХРОННАЯ МАШИНА КАК ГЕНЕРАТОР

§ 154. Самовозбуждение асинхронного генератора.

Выше было указано, что асинхронная машина в качестве генератора вообще само­стоятельно в единственном числе на сеть работать не может, а может только работать в параллельном соединении с синхронными машинами. Внеся некоторое усложнение в схему, можно, однако, заставить асинхронную машину даже в единственном числе генерировать энергию переменного тока.
Для этой цели необходимо приключить параллельно к статорной обмотке конденсаторы С, как изображено на фиг.  159.

Фиг. 159. Самовозбуждающийся асинхронный генератор.

Опыты показывают, что асинхронная машина AM, вращаемая двигателем М,   при   наличии   параллельно приключенных конденсаторов С достаточной емкости и при наличии достаточной величины остаточной индукции в роторе может генерировать энергию переменного тока, частота которого зависит от скорости вращения ротора.

Процесс самовозбуждения асинхронной машины при этом будет протекать следующим образом:

Благодаря наличию в роторе машины небольшого остаточного потока Ф0 с числом пар полюсов, равным числу пар полюсов статорной обмотки при вращении ротора, остаточное поле ротора наведет в статорной обмотке электродвижущую силу Е0. Вследствие этого в конденсаторы С направится ток IC = E0ωC. Из теории синхронных машин известно, что опережающий (емкостный) ток IC машины создает реакционные ампервитки, которые, действуя в ту же сторону, что и ампервитки тока возбуждения, складываются с последними, что влечет за собой увеличение потока машины.

Поэтому с увеличением потока машины с Ф0 до Ф0 + ΔФ произойдет соответственное возрастание э. д. с. с Е0 до Е0 + ΔЕ. Возросшая величина э. д. с. вызовет соответственное увеличение емкостного тока IC, что повлечет за собой дальнейшее увеличение потока и э. д. с. машины и т. д.

Таким образом мы будем наблюдать постепенное нарастание напряжения машины до некоторой конечной величины.

Этот процесс самовозбуждения длится, так же как и в машинах постоянного тока, 1—2—3 сек, в зависимости от мощности машины и величины емкости С.

Так же как и в случае шунтового генератора постоянного тока, здесь можно графически найти ту э. д. с. Е, до которой возбудится асинхронный генератор при данной величине параллельно включенной емкости.

Для отыскания Е мы должны решить два уравнения:

Уравнение (154,1) может быть представлено в виде кривой 1 (фиг. 160), изображающей собой зависимость между э. д. с. одной фазы статора Е и величиной тока IС (который по существу здесь играет роль намагничивающего тока, так как создает магнитное поле асинхронной машины).

Фиг. 160. Характеристика самовозбуждающегося асинхронного генератора.

Таким образом кривая 1 является по существу кривой намагничи­вания и начинается не в начале координат, а несколько выше благодаря существованию небольшой э. д. с. от остаточной индукции Е0.

Уравнение (154,2) может быть представлено в виде U = ωCIС .

Отсюда видно, что это уравнение первой степени может быть графически представлено в виде прямой 2, проходящей через начало координат.

Для графического решения двух вышенаписанных уравнений находим точку пересечения а двух линий 1 и 2, тогда вертикальный отрезок ab будет по числовой величине в некотором масштабе равен той э. д. с. Е, до которой возбудится асинхронный генератор. Большого практического значения конденсаторное самовозбуждение асинхронного генератора не имеет ввиду невозможности получить вполне устойчивую работу такой системы и ввиду затруднений, связанных с невозможностью простой регулировки э. д. с. такой машины.