ГЛАВА XXIX
СИНХРОННО-ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
§ 261. Синхронноиндукционный двигатель с автоматическим регулированием cos φ 1.
1. Описание схемы. Как известно, в обычном синхронном двигателе коэфициент мощности (cos φ)меняется с нагрузкой.
Для того чтобы cos φ такого двигателя оставался приблизительно постоянным при всех нагрузках, необходимо соответственным образом изменять ток возбуждения Iт, увеличивая его при возрастании нагрузки и уменьшая при уменьшении нагрузки на валу двигателя.
Можно получить полную автоматичность регулировки тока возбуждения, если применить в качестве возбудителя вместо обычно применяемой динамомашины постоянного тока одноякорный преобразователь
 |
 |
| Фиг. 300. Схема с автоматическим включением возбудителя. | Фиг. 302. |
без выступающих полюсов (с одинаковым воздушным промежутком по всей окружности, наподобие асинхронного двигателя).
На фиг. 303 показана схема такого нового расположения, предложенного автором настоящей книги 2.
Здесь: L — L— трехфазная линия;
S — статор главного двигателя;
R — его ротор с контактными кольцами k — k— k;
S1 — обмотка статора возбудителя, равномерно распределенная в пазах, наподобие статора асинхронного двигателя; число полюсов обмотки S1 (равно как и обмоток R1 и R2) должно быть одинаковым с числом полюсов главного двигателя;
R1 — обмотка ротора возбудителя (сходная с обмоткой ротора обычного асинхронного двигателя), присоединенная к линии через посредство контактных колец k1;
1 См. "Электричество" № 5—б, 1928.
2 См. заявочное свидетельство автора № 21274. Комитет по делам изобретении. См. журнал "Электричество" № 5—6, 1928.
R2 — обмотка постоянного тока с коллектором и щетками В—В; обмотка R2 расположена на том же роторе, что и обмотка R1; провода обмотки R2 могут быть расположены в тех же пазах, что и R1, или в отдельных пазах. Обмотки R1 и R2 могут быть также соединены в одну общую.
Ротор R1— R2 сидит на одном валу с ротором главного двигателя (фиг. 303).
Действие описанной схемы заключается в следующем:
При синхронной скорости вращения возбудитель работает как одноякорный преобразователь последовательного возбуждения, получая трехфазный ток из сети L через посредство контактных колец k1.
В этом случае на коллекторе возбудителя появляется напряжение постоянного тока. Как видно из фиг. 303, постоянный ток возбудителя Im, выходящий из положительной щетки + B, обтекает роторную обмотку R гладного двигателя, течет затем по обмотке статора S1 возбудителя и попадает в отрицательную щетку —В на коллекторе возбудителя.
При указанной на фиг. 303 схеме ток возбуждения Im при изменении нагрузки на валу главного двигателя будет также изменять автоматически свою величину, причем характер изменения тока Im будет зависеть от величины угла смещения щеток + В—В на коллекторе возбудителя.
При схеме фиг. 303 главный синхронный двигатель S—R будет работать с высоким коэфициентом мощности, близким к единице, несмотря на изменение нагрузки на валу этого двигателя; причина этого заключается в том, что ток возбудителя Im, питающий обмотку ротора главного двигателя, будет автоматически возрастать с увеличением нагрузки.
Действие схемы, представленной на фиг. 303, заключается в следующем:
При синхронном вращении агрегата вращающееся магнитное поле Ф, создаваемое сообща роторной обмоткой R1 и статорной обмоткой S1 возбудителя-преобразователя, располагается в пространстве относительно статора S1 неподвижно.
Обмотка постоянного тока R2 возбудителя вращается в этом магнитном поле Ф, поэтому на коллекторе между щетками В— В появляется напряжение постоянного тока Е (фиг. 304).
Величина напряжения Е зависит от положения оси потока Ф относительно оси щеток.
С изменением нагрузки главного двигателя угловое смещение ротора R главного двигателя относительно оси вращающихся ампервитков статора S изменяется (фиг. 303).
В соответствии с этим меняется также угол наклона α оси потока Ф относительно оси щеток + В — В (фиг. 304), при изменении нагрузки главного двигателя α также меняется.
Можно найти такое положение щеток на коллекторе якоря возбудителя R2, при котором с увеличением нагрузки двигателя будет происходить увеличение угла а; таким образом на фиг. 304 угол α' будет соответствовать малым нагрузкам, а угол α ≈ 90° — большим нагрузкам. При таких условиях с возрастанием нагрузки главного двигателя напряжение возбудителя Е будет возрастать, а в связи с этим будет также увеличиваться и постоянный ток возбуждения Im, текущий в роторе R главного двигателя.