2.2. Асинхронный преобразователь частоты

Как известно, частота тока в цепи ротора асинхронной ма­шины зависит от скольжения, т. е. определяется разностью частот вращения поля статора и ротора:

Указанное свойство позволяет использовать асинхронную машину в качестве преобра­зователя частоты (АПЧ). В этом случае обмотка статора под­ключается к сети промыш­ленной частоты, а ротор посредством постороннего двигателя (ПД) приводится во вращение против поля статора, т. е. в направлении, противоположном его вращению при работе машины в режиме двигателя. При этом скольжение возрастет от единицы и выше, а частота тока ротора увеличится по сравнению с частотой тока питаю­щей сети.

Если требуется уменьшить частоту питающей сети, то ротор преобразователя вращают в направлении вращения поля ста­тора. ЭДС Е₂, наведенная в обмотке ротора, через контактные кольца и щетки подается к потребителю. На рис. 2.5 представ­лена схема включения асинхронного преобразователя частоты.

Рис. 2.5. Схема соединений асинхронного преобразователя частоты

Электрическая мощность Р'₂ цепи ротора складывается из электромагнитной мощности Р_ЭМ, передаваемой вращающим полем статора на ротор, и механической мощности Р_МЕХ первич­ного двигателя ПД

Соотношение между мощностями Р_ЭМ и Р_МЕХ зависит от скольжения. Так, при работе АПЧ со скольжением s = 2 эти мощ­ности равны, и ротор половину мощности получает от статора, а половину – от первичного двигателя.

При необходимости плавной регулировки частоты на выходе асинхронного преобразователя частоты в качестве первичного двигателя применяют электродвигатели с плавной регулировкой скорости, например двигатели постоянного тока. Однако чаще всего АПЧ используется для получения определенной (фикси­рованной) частоты f₂. В этом случае в качестве первичного при­меняют асинхронный или синхронный двигатель.

В главе 13 рассмотрен асинхронно-синхронный двухчастотный генератор.

2.3. Электромагнитная асинхронная муфта

Электромагнитная асинхронная муфта устроена по принципу асинхрон­ного электродвигателя и служит для передачи вращающего момента от одного вала (ведущего) к другому валу (ведомому). На ведущем валу 1 помеща­ется полюсная система 2 муфты, представ­ляющая собой систему явно выраженных полюсов с катушками возбуждения. Ведомая часть муфты 3 исполняется по ти­пу роторной клетки асинхронного двига­теля. Посто­янный ток в катушки возбуждения пода­ется через контактные кольца 4 (см. рис. 2.6).

Принцип работы муфты аналогичен работе асинхронного двигателя, только вра­щающийся магнитный поток здесь созда­ется механическим вращением полюсной части. Вращающий момент от ведущего вала к ведомому валу передается через магнит­ный поток. Разъединение муфты производится отключением тока возбуждения. Регулирование величины тока дает возможность осуществить дистанционное управ­ление муфтой (плавно сцеплять и расцеп­лять ведущий и ведомый валы). Кроме того, муфта, подобно асинхронному двигателю, при достижении максимального момента переходит в режим неустойчивой работы, что предохраняет первичный двигатель от чрезмерных перегрузок и толчков нагрузки.

Рис. 2.6. Устройство асинхронной электромагнитной муфты