ГЛАВА XXV
КАСКАДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДВУХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
§ 227. Явление Гергеса.
Асинхронный двигатель с многофазной обмоткой в статоре и однофазной в роторе, как показывает опыт, может устойчиво работать при скорости, равной приблизительно половине синхронной:
| п = | 60 • f1 | . |
| 2р |
Это явление было впервые замечено Гергесом и потому носит его имя.
Рассмотрим явления, происходящие в двигателе с многофазным статором и однофазным ротором.
На фиг. 262 схематически изображен такой двигатель. Здесь означают: S — статор; R — ротор; L — L — клеммы линии.
Явления, происходящие в этом двигателе при работе, заключаются в следующем:
 |
| Фиг. 262. Двигатель с однофазным ротором. |
Вращающееся магнитное поле Фs, создаваемое статорной обмоткой, пересекает провода обмотки ротора и наводит в ней ток I2 периодичности скольжения, равной s • f1 (где f1 — число периодов тока сети, a s — скольжение). Пульсирующее поле частоты s • f1, вызванное током I2 однофазной обмотки ротора, мы можем разложить на 2 магнитных потока половинной амплитуды, вращающихся во взаимно противоположные стороны со скоростью s • f1 относительно проводов обмотки ротора: поток Ф1r, вращающийся в туже сторону, что и поток Фs ("прямое поле"), и поток Ф2r, вращающийся относительно обмотки ротора в противоположную сторону ("инверсное поле"). На фиг. 257 Ф1r вращается по направлению вращения стрелки часов, а Ф2r— в сторону обратную. Предполагая для простоты, что число полюсов двигателя равно двум, найдем, что число оборотов ротора в секунду будет равно (1 —s)f1.
"Прямое поле" Ф1r в пространстве будет вращаться с суммарной скоростью: (1 — s)• f1 + s • f1 = f об/сек, т. е. поток Ф1r будет вращаться в пространстве с той же скоростью и в ту же сторону, что и поток Фs, создаваемый статорной обмоткой.
"Инверсное поле" Ф2r будет перемещаться в пространстве со скоростью, равной разности скоростей
(1 — s) f1— s • f1 = (1 — 2s)f1.
Таким образом мы видим, что поток Ф2r при скольжениях ротора, меньших половины, будет перемещаться в пространстве в сторону, обратную вращению двигателя; при s = 1/2 (т. е. при половинной синхронной скорости) Ф2r будет расположен в пространстве неподвижно.
"Прямое поле" Ф1r складывается геометрически с потоком Фsстатора в одно результирующее поле, "инверсное" же поле Ф2r индуктирует в статорной обмотке ток I3 периодичности (1—2s) • f1; ток I3 замыкается через провода сети и обмотку генератора или трансформатора, питающего сеть, как показано пунктирными стрелками на фиг. 257. Поток Ф2r, как было сказано выше, располагается в пространстве неподвижно при s = 1/2; при скорости, немного превосходящей эту величину, вращающий момент, образованный благодаря взаимодействию потока Ф2r и тока в статоре I3, делается отрицательным; если величина этого момента окажется при этом больше, чем величина момента вращения, вызванного взаимодействием статорного потока и тока в роторе, то двигатель не сможет перейти этой скорости и будет устойчиво работать при скорости, равной немного меньше половине синхронной (явление Гергеса).