2.9.2. Трехфазный индукционный регулятор

В качестве регулятора используют двигатель с фазным ротором, обмотки которого включают по схеме автотрансформатора и регулятор часто называют поворотным автотрансформатором.

В качестве первичной обмотки обычно используется обмотка ротора (рис.2.7а), вторичной служит обмотка статора. Входное напряжение подводится к началам abc обмотки ротора и к началам ABC обмотки статора, выходное напряжение снимается с концов XYZ обмотки статора.

При подключении индукционного регулятора к сети по обмотке ротора протекает ток, который возбуждает круговое вращающееся магнитное поле. Это поле индуктирует ЭДС в обмотках ротора Е₁ и статора Е₂. При холостом ходе для каждой фазы регулятора (рис.2.7б) на основании второго закона Кирхгофа можно записать

. (2.19)

Уравнению 2.19 соответствует векторная диаграмма напряжений (рис.2.7б), из которой видно, что выходное напряжение индукционного регулятора равно векторной сумме ЭДС обмоток статора и ротора и зависит от угла сдвига фаз  между векторами . Этот угол можно изменять поворачивая ротор с помощью какого либо механического устройства, например, червячной передачи.

Рис.2.7. Схема (а), условное направление ЭДС и напряжений (б), векторная диаграмма для одной фазы (в) трехфазного индукционного регулятора

Достоинством индукционного регулятора является возможность плавного изменения выходного напряжения, предельные значения которого: при =180⁰ U₂=U_вых=U_вх+Е₂; при =0⁰ U₂=U_вых=U_вх-Е₂.

При подключении нагрузки по обмотке статора протекает ток, который возбуждает вращающееся магнитное поле статора. При этом ток ротора, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, создает вращающий момент, стремящийся привести ротор во вращение, поэтому необходимо применять меры для торможения ротора. У рассмотренного регулятора при повороте ротора одновременно с изменением напряжения изменяется и фаза. Перечисленные явления являются недостатками рассмотренного регулятора.

Для устранения перечисленных недостатков применяют сдвоенный регулятор, имеющий два статора и два, расположенных на общем валу, ротора. Обмотки роторов обоих регуляторов соединены между собой параллельно, а обмотки статоров последовательно. Фазы обмоток статора и ротора второго регулятора изменены местами, так чтобы направление вращения магнитного поля в нем было противоположно направлению вращения поля в первом регуляторе. В такой конструкции вращающий момент, действующий на ротор, будет равен нулю и регулятор не требует специального тормозного устройства. При повороте сдвоенного ротора в каком-либо направлении ротор одного регулятора поворачивается по направлению вращения поля, а ротор другого регулятора - в обратном направлении. В результате ЭДС E_2I одного регулятора будет опережать по фазе ЭДС E_1I, а ЭДС E_2II другого регулятора будет наоборот отставать по фазе от ЭДС E_1II на тот же угол, следовательно, _=0.

10. Работа двигателя с вращающимся ротором

Предположим, что статор ТАД подключен к сети с напряжением U₁ и частотой f₁, а ротор вращается частотой n₁. Рассмотрим процессы, происходящие в двигателе в этом случае.