Если статорная и роторная обмотки асинхронной машины получают питание от сети (или сетей) переменного тока, то такую машину называют асинхронной машиной двойного питания. При этом обычно имеется в виду трехфазная машина, обмотки которой получают питание от одной и той же сети трехфазного тока. Эти обмотки могут включаться параллельно или последовательно. Название «машина двойного питания» характеризует схему включения ее обмоток, а не ее рабочие свойства, которые будут различными в зависимости от направления вращения н с статора и ротора.

Рассмотрим сначала машину с последовательно соединенными обмотками статора и ротора, создающими н.с, вращающиеся в одну и ту же сторону. В этом случае получается регулируемая (поворотная) реактивная катушка, позволяющая путем поворота ротора изменять в широких пределах ее индуктивное сопротивление. При повороте ротора изменяется угол α между осями н.с. последовательно включенных обмоток статора и ротора, вследствие чего изменяется их взаимная индуктивность.

Общее активное сопротивление машины (на фазу) r = r₁ + r₂ = const, и ее общее индуктивное сопротивление x = x₁ + x₂ + x_1г + x_2г + 2x₁₂сosα, где x₁ и х₂ — индуктивные сопротивления рассеяния обмоток; x_1г и x_2г — их главные индуктивные сопротивления (от главного потока в воздушном зазоре), х₁₂ — индуктивное сопротивление взаимной индукции при совпадении осей н.с. обмоток, когда они направлены в одну сторону. Чтобы получить изменение х в возможно более широких пределах, надо обмотки выполнить с равными эффективными числами витков Тогда x_1г = x_2г = x₁₂, x₁  x₂ и мы получим:

.

Следовательно, предельные значения при α = 0 и α = 180°:

 и .

При параллельном включении одинаковых обмоток статора и ротора предельные значения х уменьшаются в 4 раза. Поворотная реактивная катушка находит себе применение при испытании электрических машин и трансформаторов, когда необходимо, например, изменять их индуктивную нагрузку.

Если обмотки статора и ротора асинхронной машины, приключенные к одной и той же сети, создают н.с., вращающиеся в разные стороны, то такая асинхронная маши

на двойного питания может работать как двигатель или генератор. Однако для этого ее надо предварительно разогнать посторонним двигателем до скорости вращения, равной двойной синхронной 2n₁. Тогда после подключения обмоток к сети их н.с. будут вращаться в пространстве с одной и той же синхронной скоростью и, следовательно, будут неподвижны одна относительно другой. Созданное их совместным действием магнитное поле будет вращаться с синхронной частотой n₁ относительно каждой из обмоток и будет наводить в них э.д.с. частоты сети.

Будем считать, что обмотки статора и ротора одинаковы и что они продключены к сети параллельно. При отсутствии потерь в маши не и при работе ее вхолостую в обмотках будут только намагничивающие токи и созданные ими н.с. будут равны и направлены в одну и ту же сторону. Поле, созданное результирующей н.с., будет наводить э.д.с. в обмотках, почти полностью уравновешивающие приложенные к ним напряжения, что возможно только при частоте вращения ротора, равной 2n₁. При отклонении от этой частоты в обмотках возникнут токи, которые можно назвать синхронизирующими, так как созданный ими вращающий момент восстанавливает частоту 2n₁. Следовательно, машина обладает свойствами синхронной машины.

При нагрузке машины оси н.с. статора и ротора не будут совпадать, между ними установится некоторый сдвиг в пространстве, но они по-прежнему будут вращаться относительно статора с частотой n₁ при частоте ротора 2п₁. При этом токи в обмотках увеличиваются, создается вращающий момент, направленный в сторону вращения ротора при работе машины двигателем и против вращения ротора при работе машины генератором, в чем можно было бы убедиться, построив диаграммы напряжений и токов для обмоток. Из диаграмм было бы видно, что при двигательном режиме ток в обмотке сдвинут по фазе относительно э.д.с., наведенной главным полем, на угол, больший 90°, а при генераторном режиме ток в обмотке сдвинет по фазе относительно той же э.д.с. на угол, меньший 90^о.

Указанные машины двойного питания не нашли себе практического применения. При использовании их в двигательном режиме требуется разгонный двигатель, при помощи которого можно было бы довести их частоту вращения до двойной синхронной. Кроме того, при включении машины встречаются затруднения при синхронизации ее с сетью. Другим большим недостатком этих машин является склонность их к качаниям и связанная с этим в ряде случаев недостаточная устойчивость в работе (см § 4-12).

Вверх

Глава 4