10.15. Асинхронный генератор

10.15.1. Асинхронные машины как генераторы почти не применяют­ся. Как источник трехфазной синусоидальной ЭДС они имеют большие недостатки по сравнению с синхронными генераторами. Частота ЭДС асинхронных генераторов переменная (зависит от нагрузки), они имеют низкий коэффициент мощности и загружают сеть реактивным током. Кроме того, напряжение асинхронного генератора можно регулировать лишь изменением частоты вращения, что также изменяет частоту тока.

10.15.2. Скольжение асинхронной машины

Как и все электрические машины, асинхронная машина обратима.

Если т о машина будет работать в режиме генера­тора. Отрицательное скольжение обеспе­чивается, когда ротор вращается быстрее, чем поле (п2 > п1). Таким образом, внешняя сила вращает вал со скоростью, большей, чем син­хронная. Электромагнитная сила (электромаг­нитный момент) противодействует вращению ротора. Для обеспечения работы генератора необходимо передавать ротору мощность от внешнего источника энергии. Механическая характеристика асинхрон­ного генератора аналогична характеристике двигателя (рис. 10.26). Электромагнитный

момент имеет максимум при критическом скольжении. Нужно помнить, что в генераторном режиме он тормозящий и больше, чем момент в режиме двига­теля (на 30...50%). Это объясняется большей ЭДС Е_1,следовательно, большим значением магнитного потока.

10.15.3. Генераторный режим используют для ограничения скорости вращения вала. Когда исполнительный механизм ускоряет движение, то переводом двигателя в режим генератора можно осуществить реку­перативное торможение, т. е. работу с возвращением энергии в сеть.

На транспорте (кораблях, самолетах, тепловозах и др.) устанавлива­ют асинхронные генераторы, которые генерируют ЭДС неустановив­шейся частоты. Эти генераторы имеют надежную конструкцию и рабо­тают со скоростными двигателями, имеющими частоту вращения до 12 000 об/мин. Такие энергетические установки обладают хорошими мас­сово-габаритными характеристиками.

При автономной работе асинхронные генераторы потребляют индук­тивную мощность. Для компенсации параллельно к обмоткам статора включают конденсаторы.

10.16. Электромагнитный тормоз

10.16.1. Если при работе асинхронного двигателя изменить направ­ление вращения поля, то оно будет тормозить ротор. Этот режим назы­вается режимом электромагнитного тормоза. При электромагнитном торможении скорость вращения ротора

т. е. она направлена против направления вращения поля щ. Поэтому в режиме электромагнитного тормоза

Для скоростного торможения(остановки) механизма пользуются торможением противовключения (или торможением противото­ком). При этом создаются большие тормозящие моменты.

10.16.2. Для воспроизведения режима электромагнитного тормоза при работающем двигателе нужно:

переключить две любые обмотки статора (при этом изменяется на­правление вращения поля); включить в цепь ротора дополнительное сопротивление.

На рис. 10.27 приведена механическая харак­теристика асинхронной машины в режиме электромагнитного тормоза (область отрица­тельных и2). Введение дополнительного сопро­тивления в цепь ротора: ограничивает ток машины; повышает устойчивость работы; сдвигает максимум момента в область элек­тромагнитного торможения (S < 1); дает возможность регулировать тормозящий момент. 10.16.3. Для торможения асинхронной маши­ны применяют также режим динамического торможения. Он заключается в следующем: статор асинхронной машины отключают от сети переменного тока;

две или все три фазы обмотки статора вклю­чают на постоянное напряжение;

на обмотку ротора включают активное сопротивление.

При этом статор индуцирует постоянный поток, а ЭДС ротора гасит­ся на активном сопротивлении.