тания автотракторных двигателей, например в стенде СТЭУ-28-ГОСНИТИ.

На стенде асинхронная машина работает в двух режимах: как электродвигатель для холодной обкатки автотракторных двигателей и как асинхронный генератор при горячей обкатке автотракторных двигателей, причем она является электротормозом, а электроэнергия, вырабатываемая ею, отдается на сеть.

§ 2. Асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением

Асинхронная машина в режиме генератора может работать и без возбуждения от сети переменного тока. Для этого к зажимам статора присоединяют батарею конден-

ТТЛ

Рис. 239. Асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением:

а — схема; б — векторная диаграмма

саторов, а ротор асинхронной машины вращают со ско- ростью щ, на 3—5% большей ее синхронной скорости (рис. 239, а).

В этом случае асинхронный генератор сам^возбущ- дается от магнитного потока остаточного магнетизма в стали ротора. При вращении ротора его магнитный поток

343

пересекает витки обмотки статора и индуктирует в них

э. д. с. Еост (рис. 239, б), отстающую от потока Ф_ост на 90°.

Наличие э. д. с. обусловит ток статора /_с на конденсаторы, который, как емкостной ток, будет опережать э. д. с. Еост на 90°. Ток /_с создает в машине магнитный поток Ф_с, который, складываясь с магнитным потоком остаточного магнетизма, увеличивает э. д. с. Е_0ст, что вызывает увеличение тока /_с и дальнейшее возрастание э. д. с., величина которой достигает примерно номинального напряжения асинхронной машины. Предел увеличения напряжения при самовозбуждении зависит от степени насыщения стали машины и сопротивления обмоток статора. При изменении оборотов частота и напряжение генератора изменяются. Напряжение генератора регулируют изменением оборотов его ротора или емкости конденсаторов.

К асинхронному генератору с возбуждением от конденсаторов может быть подключена только активная нагрузка. При необходимости подключения индуктивной нагрузки нужно соответственно увеличивать емкость конденсаторов.

Вследствие высокой стоимости конденсаторов и трудности регулирования напряжения эти генераторы применения не нашли.

Вопросы для самопроверки

1. Объясните принцип действия асинхронного генератора с возбуждением от сети.

2 Нарисуйте схему и объясните принцип действия асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением.

3. Перечислите основные преимущества и недостатки асинхронных генераторов.

§ 5. Лабораторная работа

Исследование асинхронных генераторов

Цель работы. Изучение работы асинхронной машины в режиме генератора.

План работы. 1. Ознакомиться с данными заводского щитка асинхронной машины, используемой в режиме генератора, подобрать приборы и оборудование, собрать схему и запустить в ход асинхронный генератор с возбуждением от сети.

344

2. Нагрузить асинхронный генератор до номинального тока и определить скольжение s, подводимую к генератору мощность Р₂, коэффициент мощности cos ф, отдаваемую генератором мощность Р_г и к. н. д. ц.

3. Подобрать приборы и оборудование, собрать схему и запустить асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением.

4. Нагрузить генератор до номинального тока статора и определить емкостной ток /_с, ток нагрузки /_нг, напря-

Рис. 240. Схема асинхронного генератора с возбуждением

от сети.

тент U, частоту Д, скольжение s и к. н. д. генератора ц при синхронной скорости вращения щ.

2. Схемы и данные опыта занести в отчет.

Пояснения к работе. Перед включением асинхронной машины в сеть необходимо проверить, совпадает ли направление вращения поля, создаваемого обмоткой статора, с направлением вращения ротора, приводимого в движение от двигателя постоянного тока. Для этого при разомкнутом рубильнике Р₂ пускают в ход двигатель постоянного тока и замечают направление вращения ротора (рис. 240). Затем отключают рубильник Р_х, пускают в ход асинхронную машину в режиме двигателя, включая в сеть

345

рубильник Р₂. Направление вращения ротора должно быть таким же.

При несовпадении направлений вращения изменяют направление вращения поля -статора, переключив два любых провода, подходящих к обмотке статора.

Затем при отключенном рубильнике Р₂ разворачивают ротор асинхронной машины до синхронной скорости и включают статор асинхронной машины в сеть рубильником Р₂. В этом случае асинхронная машина будет потреблять из сети только реактивный намагничивающий ток.

Для нагрузки машины увеличивают постепенно число оборотов двигателя постоянного тока, уменьшая его ток возбуждения. Следует иметь в виду, что номинальную мощность асинхронный генератор развивает примерно при том же скольжении, что и при работе двигателем, поэтому не нужно сильно увеличивать число оборотов ротора.

Доведя ток статора асинхронной машины до его номинальной величины (по заводскому щитку), записывают показания всех приборов, указанных в схеме на рисунке 240, и число оборотов ротора генератора п₂ по показаниям тахометра Т. По полученным данным определяют следующие величины. Скольжение находят по формуле (164)

s% = 2iIzZiai00,

ⁿi

где п_г = — число оборотов вращающегося поля ста

тора;

п₂ — число оборотов ротора генератора.

Отдаваемую генератором мощность подсчитывают так:

*1 = 3%

где — показания ваттметра.

Подводимую к генератору механическую мощность от двигателя постоянного тока определяют по формуле

Pi = U Д^{- г}'в) Лдв > (210)

где U — напряжение постоянного тока, подводимое к двигателю (в);

/_я — ток в цепи якоря двигателя (а); i_B — ток возбуждения двигателя (а); т) — к. п. д. двигателя при данной его нагрузке

346

Коэффициент полезного действия асинхронного генератора определяют по формуле

Л7о =

Емкость конденсаторов, необходимых для самовозбуждения асинхронного генератора, подсчитывают по формуле

к!_а

^С 2я/[/ф *

(211)

где с — емкость конденсаторов на одну фазу при соединении их в звезду для обеспечения номинального напряжения при холостом ходе асинхронного генератора (ф);

к — отношение тока холостого хода асинхронного двигателя /₀, используемого в качестве асинхронного генератора к его номинальному току /_н;

7 h

в зависимости от мощности двигателя /с = ~ =

= 0,25ч-0,60;

/ — частота, / = 50 гц\

1Тф — фазное напряжение асинхронного генератора (в).

Потребная емкость батареи конденсаторов, соединенной в треугольник, в 3 раза меньше, чем при соединении в звезду.

Запустив в ход асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением, сообщают ротору генератора синхронное число оборотов п₂, возбуждают генератор при холостом ходе. Затем, не изменяя числа оборотов ротора щ, загружают генератор симметричной активной нагрузкой, записывая при этом показания приборов, указанных в схеме (рис. 241). По полученным данным определяют:

1. скольжение генератора s% =

100,

где щ = ~-¹ — число оборотов поля

Но =

3000

статора, зависящее

от частоты тока статора Д; число оборотов ротора, постоянная ве-

личина;

347

2. отдаваемую генератором активную мощность

Р\ — УЗ UJ_UV (вт); (212)

3. подводимую к генератору механическую мощность от первичного двигателя постоянного тока по формуле (210)

Р ч⁼⁼ U_а (/_я —]— i_E) Т] д_В (вш),

где U_и, /_я и i_B — показания приборов двигателя постоянного тока;

г|д_В — к. н. д. двигателя при данной нагрузке;

Рис. 241. Схема асинхронного генератора с самовозбуждением от конденсаторов.

4. коэффициент полезного действия асинхронного генератора

л%=£-100.

■*2

В случае невозбуждения генератора вследствие потери сталью ротора остаточного магнетизма остаточный магнетизм может быть восстановлен включением в сеть трехфазного тока статора асинхронной машины на несколько секунд.

348