Асинхронный расщепитель фаз
На э. п. с. переменного тока преобразование однофазного тока в трехфазный для питания асинхронных двигателей привода вспомогательных машин осуществляют с помощью асинхронных расщепителей фаз. Асинхронный расщепитель фаз представляет собой асинхронную машину с трехфазной обмоткой статора и короткозамкнутым ротором.
Принцип действия.
В расщепителе фаз преобразование однофазного тока в трехфазный производится посредством вращающегося магнитного поля. Это поле индуцирует в обмотке статора э.д.с, сдвинутые относительно друг друга по фазе на определенные углы, равные углам между осями соответствующих катушек. В расщепителе фаз обмотка статора выполнена в виде несимметричной «звезды» (рис. 276, а). Две фазы её С1-0 и С2-01 образуют так называемую двигательную обмотку 2. Третья фаза С3-С4 называется генераторной обмоткой 3. Её используют также для пуска расщепителя фаз. Обмотка ротора 1 выполнена в виде беличьей клетки.
Двигательную обмотку подключают к источнику однофазного тока, т.е. к вторичной обмотке тягового трансформатора. Она служит также для приведения во вращение расщепителя фаз.
Рисунок 6.8.
Схема включения обмоток
расщепителя фаз (а) и диаграмма векторов напряжений, индуцируемых в этих обмотках (б)
Генераторная обмотка 3 сдвинута относительно частей С1-0 и С2-01 двигательной обмотки приблизительно на угол 120°. Её присоединяют к двигательной обмотке 2 в точке О1, которая выбирается так, чтобы обеспечить наилучшую симметрию линейных напряжений Uл при номинальной нагрузке. Из этого исходят также при выборе числа витков обмоток (генераторная обмотка имеет несколько большее число витков, чем каждая из двух частей двигательной обмотки).
Однофазная двигательная обмотка 2 расщепителя фаз создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух вращающихся в разных направлениях полей, создающих электромагнитные моменты Мпр и Мобр. По этой причине расщепитель фаз не имеет начального пускового момента.
Для пуска расщепителя используют в качестве вспомогательной фазы генераторную обмотку С3-С4, подключаемую к одному из проводов однофазной сети (рис. 276, а). В этом случае в машине образуется система из трех фаз, сдвинутых относительно друг друга в пространстве приблизительно на 120°, т.е. так же, как и в трехфазном асинхронном электродвигателе. Для создания необходимого сдвига по фазе тока в обмотке С3-С4 относительно токов в двух других фазах в цепь генераторной обмотки включают при пуске пусковой резистор 4.
В дальнейшем после разгона ротора этот резистор отключается от сети контактом 5. Ёмкость 6 служит для устранения несимметрии напряжений, возникающих при изменении нагрузки расщепителя фаз. Эту ёмкость распределяют в виде отдельных конденсаторов по различным двигателям так, чтобы при отключении какого-либо двигателя отключалась и соответствующая часть конденсаторов. При этом автоматически изменяется и общая ёмкость 6, подключенная к расщепителю фаз.
При вращении ротора обратное поле резко уменьшается, поэтому можно считать, что в машине практически действует лишь прямое поле. Это поле индуцирует в генераторной обмотке э.д.с, которая сдвинута приблизительно на 120° относительно э.д.с, индуцируемых в двух частях двигателей обмотки. В результате образуется трехфазная система линейных напряжений Uл (рис. 276,б), которые подаются на асинхронные двигатели привода вспомогательных машин. При симметричной нагрузке от генераторной обмотки С3-С4 расщепителя подается только 1/3 мощности потребителей. Остальные 2/3 необходимой мощности поступают непосредственно от однофазной сети.