5.2.12. Режими роботи тад
Трифазна асинхронна машина може працювати в трьох режимах (рис. 5.27, а,б ):
1) режим двигуна ( n2 < n1, 0 < S < 1 );
2) режим генератора (2 n1 > n2 > n1; S < 0 );
3) режим гальмівний (n2 <0, n1 > 0, S > 1 );
1). Режим двигуна. Ротор і магнітне поле асинхронної машини, що працює в режимі електричного двигуна, обертаються у просторі в одному напрямку, але з різними швидкостями; швидкість обертання ротора завжди менша за швидкість обертання магнітного поля. Із збільшенням гальмівного моменту швидкість обертання ротора зменшується. При відсутності зовнішнього моменту опору збуджена машина буде знаходитися в режимі холостого ходу, що характеризується вільним обертанням ротора зі швидкістю, близької до синхронної (тобто до швидкості обертання магнітного поля статора).
Лише в теоретично можливому випадку повного зникнення внутрішніх сил тертя швидкість обертання ротора може досягнути синхронної швидкості обертання поля. Тоді припиниться перетинання провідників ротора магнітними лініями поля і струми в роторі зникнуть. В цьому випадку говорять про режим ідеального холостого ходу асинхронної машини.
2). Режим генератора. – Асинхронна машина, ротор якої обертається в напрямку обертання магнітного поля зі швидкістю, більшою за швидкість поля статора, працює в режимі генератора.
Щоб перевести асинхронну машину з режиму двигуна в режим генератора, необхідно за допомогою якоїсь зовнішньої механічної сили , прикладеної до валу асинхронної машини, надати ротору частоту обертання, яка би перевищувала синхронну – тобто n2 > n1. Тоді ротор буде випереджати обертове магнітне поле , а його провідники будуть пересікати лінії магнітного поля в напрямку, зворотному напрямку перетинання при обертанні в режимі двигуна. Внаслідок цього ЕРС і струми в обмотці ротора змінять свій напрямок на протилежний. В результаті сила взаємодії обертового поля і струмів ротора змінить свій напрямок і стане протидіяти обертанню ротора. Для підтримки останнього потребується передача ротору механічної енергії від зовнішнього джерела. Однак намагнічуючий струм залишається незмінним, так як умови збудження обертового поля в асинхронному генераторі і двигуні однакові. Потужність, що розвивається машиною в таких умовах, від’ємна, тобто машина не споживає енергію, а віддає її в мережу.
3). Режим електромагнітного гальма. – В цьому режимі асинхронна машина працює тоді, коли її ротор і магнітне поле обертаються в різних напрямках. При цьому електромагнітний момент, що виникає за рахунок взаємодії струмів ротора з магнітним полем, що обертається супротив напрямку обертання ротора, буде оказувати гальмівну дію на ротор. В режимі гальма швидкість відносного руху провідників ротора в магнітному полі перевищує швидкість обертання поля.
5.2.13. Гальмування двигуна
В умовах експлуатації часто виникає необхідність гальмування двигуна аж до його повної зупинки. Для цього використовують такі методи:
1.Режим гальма. Для того, щоб перевести двигун в режим гальма , використовують противмикання, тобто зміну порядку підключення до мережі будь-яких двох фаз статора, при цьому напрямок обертання магнітного поля становиться протилежним напрямку обертання ротора. В цих умовах ковзання S = (n1 + n2) / n1 > 0 і ротор обертається проти напряму обертання поля під дією зовнішньої механічної сили (наприклад, сили тяжіння вантажу, що опускається, або під дією сили інерції).
Коли ротор зупиниться, необхідно відімкнути машину від мережі, щоб не допустити переходу машини в режим двигуна.
2. Переводять в режим двигуна. Для цього за допомогою зовнішньої механічної сили, прикладеної до валу асинхронної машини, надають ротору частоту обертання, що перевищує синхронну (частоту обертання поля), тобто, необхідно виконання умови: n2 > n1. Тоді ротор буде обганяти обертове магнітне поле, а його провідники будуть перетинати лінії магнітного поля в напрямку, зворотному напрямку перетинання при обертанні в режимі двигуна. Внаслідок цього сила взаємодії обертового поля і струмів ротора змінить свій напрямок і стане протидіяти обертанню ротора.