АСИНХРОННЫЕ
МАШИНЫ

ГЛАВА XVI
ПУСК В ХОД МНОГОФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ПРИ ФАЗНОЙ ОБМОТКЕ РОТОРА)

§ 161. Включение в цепь ротора реостата через посредство трансформатора (метод "третичных" токов Рюденберга).

Если приключить к контактным кольцам ротора пусковой реостат не прямо, как обычно, а через посредство трансформатора T с коэфициентом трансформации 1/1 ,   мы   получим   в   результате    схему,    изображенную    на фиг.  170; эта схема,   впервые   предложенная   Рюденбергом,   отличается замечательными свойствами.

Эти свойства схемы связаны с поведением трансформатора T при питании его обмоток токами меняющихся частот.

Представим себе трансформатор T с передаточным числом 1/1 вроде изображенного на фиг.  170.

Предположим сначала, что к клеммам его первичной обмотки I приложено напряжение Е2 частоты сети (например, f = 50 Hz); в этом случае напряжение на вторичных клеммах Е3 будет почти равно первичному напряжению (E2 ≈ Е3).

Теперь предположим, что частота f2 первичного напряжения равна нулю, т. е. что к первичным зажимам трансформатора приложено напряжение постоянного тока; в этом случае никакой трансформаторной передачи электрической энергии из первичной обмотки I ко второй II мы наблюдать не будем, и, следовательно, у нас будет Е3 = 0.

Фиг. 170. Схема включения реостата R3 в цепь ротора через посредство трансформатора Т.

Таким образом если первичную обмотку I трансформатора мы будем питать током, частота которого постепенно уменьшается, то напряжение во вторичной обмотке трансформатора Е3 будет также постепенно уменьшаться, и в пределе (при f2 = 0) мы получим Е3 = 0. В первый момент пуска в ход, пока ротор двигателя неподвижен, частота токов, текущих в первичной обмотке I трансформатора T, будет равна частоте сети; в соответствии с этим коэфициент трансформаторной связи между первичными и вторичными обмотками трансформатора будет велик, и схема фиг. 170 будет вести себя так, как если бы реостат R3 был включен на   контактные кольца   ротора   непосредственно.

По мере раскручивания ротора двигателя частота токов, текущих в первичной обмотке трансформатора Т, будет уменьшаться, в соответствии с этим коэфициент трансформаторной связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора Т будет также уменьшаться, и наконец при нормальной скорости ротора, которой соответствует очень малая частота токов ротора f2, все явления будут происходить таким образом, как если бы вторичная цепь, состоящая из обмотки II трансформатора и сопротивления   R3,   была   совершенно   отключена.

Это можно показать и математически.

Ток I3, текущий во вторичной обмотке II трансформатора T, являющийся по отношению к цепи статора двигателя уже не "вторичным", а "третичным" током, может быть выражен через ток I2, текущий в первичной обмотке I   трансформатора   Т,   следующим образом:

R3 — активное сопротивление третичной цепи (включая пусковое сопротивление и сопротивление самой обмотки II);

L3—коэфициент самоиндукции третичной цепи (обусловленный наличностью обмоток трансформатора T и самоиндукцией соединительных проводов третичной цепи).

Преобразуем   вышенаписанное   выражение   (161,1),   разделив   числителя и знаменателя на ω2; в этом случае у нас получится

Выражение (161,2) весьма наглядно показывает, как будет протекать явление при уменьшении частоты тока ω2.

По мере раскручивания двигателя и, следовательно, по мере уменьшения частоты ω2 дробь R3/ω2, входящая в знаменатель выражения (161,2), будет возрастать, и величина тока I3 в соответственной мере будет уменьшаться.

При нормальной скорости (которая обычно близка к синхронной) мы будем иметь очень малую величину ω2, поэтому и величина тока I3, текущего в цепи реостата R, будет почти равна нулю: I3 ≈ 0.