ГЛАВА XXV
КАСКАДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДВУХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
§ 233. Регулирование скорости по методу инверсного поля.
Представим себе два асинхронных двигателя А — В, сидящих на одном валу (фиг. 268).
Статор двигателя В непосредственно приключен к сети, а статор двигателя А — через трансформатор Т с регулируемым передаточным числом.
При этом начала фаз статора двигателя А переставлены таким образом, что магнитное поле двигателя А вращается в сторону, обратную по отношению к магнитному полю двигателя В (в дальнейшем двигатель А будем называть "инверсным"). Таким образом вращаемые моменты А и В действуют друг против друга.
 |
 |
| Фиг. 266. Двухмоторная схема. | Фиг. 267. Сдвоенный асинхронный двигатель. |
Включая различные сопротивления Ra и Rb в цепь роторов обеих машин, можно получить разнообразные кривые изменения числа оборотов в минуту в функции нагрузочного момента: n = f(М).
Сначала рассмотрим случай, когда реостаты Ra и Rb закорочены.
Если двигатель А отключен от сети и работает только один двигатель В, то характеристика оборотов машины будет представлена кривой β на среднем чертеже фиг. 268. Если двигатель А будет приключен к сети, причем ползушки трансформатора Т будут перемещены книзу для понижения напряжения на зажимах статора машины А, то кривая изменения крутящего момента М в функции скорости n для этой машины А будет представлена в виде кривой I.
Так как обе машины А и В сидят на общем валу, причем вращательный момент машины А направлен противоположно вращательному моменту машины В, то для получения результирующего момента вращения необходимо будет для разных скоростей из абсцисс кривой β вычесть соответственные абсциссы кривой I, в результате чего получится результирующая кривая I (средний чертеж фиг. 268).
Если ползушка трансформатора Т будет перемещена кверху, так что напряжение на зажимах "инверсного" двигателя А возрастет, мы получим для этой машины кривую крутящих моментов 2, а результирующая кривая агрегата представится в виде кривой II.
При еще большем напряжении на зажимах "инверсного" двигателя, кривая крутящих моментов получит очертания кривой III. В правом верхнем квадрате среднего чертежа части характеристик, соответствующие устойчивой работе, показаны жирными линиями. Кривые в правом нижнем квадрате среднего чертежа относятся к тому случаю, когда вал агрегата начинает вращаться в обратную сторону (такой случай, например, может представиться при опускании вниз клети подъемника и т. д.).
 |
| Фиг. 268. Регулирование скорости по методу инверсного поля. |
В этом случае, как показывают кривые, мы имеем неустойчивый режим работы агрегата.
 |
| Фиг. 269. Регулировка скорости по методу инверсного поля. |
Большей устойчивости в работе можно добиться путем включения добавочных сопротивлений Rа и Rb в цепь роторов машин А и В. Характеристики, которые получатся при этом, изображены на нижнем чертеже фиг. 268. Как видно из нижнего чертежа слева, характеристики 1'— 2'— 3' "инверсной" машины А изменили свои очертания; то же самое необходимо сказать о характеристике машины В, представленной внизу в виде кривой β'.
Вычитая соответственные абсциссы кривых 1' — 2' — 3' из кривой β', мы получим результирующие кривые I'— II'— III', которые будут характеризовать применение числа оборотов агрегата при разных напряжениях на зажимах "инверсного" двигателя.
Сравнивая кривые I'—II'—III' нижнего чертежа фиг. 268 с кривыми I — II — III среднего чертежа, мы видим, что при включенных добавочных сопротивлениях в цепь роторов машин А и В получаются более устойчивые характеристики.
Рассматривая кривые I'—II'—III', мы видим, что описанный здесь метод дает возможность широкой регулировки скорости агрегата. Как видно из нижнего чертежа фиг. 268, этот способ дает также возможность регулировки скорости агрегата при холостом ходе, чего нельзя добиться путем включения реостата в цепь ротора при работе только одного двигателя.
Два двигателя А и В на фиг. 268 можно соединить в один, причем статор такого двигателя необходимо питать несимметричным трехфазным током. На фиг. 269 показан такой двигатель; из этой фигуры видно, что две крайних клеммы статора приключены к сети, а средняя клемма статора получает питание через автотрансформатор AT.
Симметричная трехфазная система здесь получается при крайнем правом положении ползушки; по мере перемещения ее влево симметрия нарушается, вследствие чего в статоре двигателя появляется "инверсное" поле.
При крайнем правом положении ползушки "инверсное" поле исчезает совсем и, наоборот, максимального значения оно достигает при крайнем левом положении ползушки.
Необходимо здесь заметить, что регулирование скорости при помощи описанных здесь моторов (фиг. 268 и 269) сопряжено с большими потерями энергии.