Асинхронный расщепитель фаз

На ЭПС переменного тока преобразование однофазного тока в трехфазный для питания асинхронных двигателей привода вспомогательных машин осуществляют с помощью асинхронных расщепителей фаз. Асинхронный расщепитель фаз представляет собой асинхронную машину с трехфазной обмоткой статора и короткозамкнутым ротором.

Принцип действия. В расщепителе фаз преобразование однофазного тока в трехфазный производится посредством вращающегося магнитного поля. Это поле индуцирует в обмотке статора ЭПС, сдвинутые относительно друг друга по фазе на определенные углы, равные углам между осями соответствующих катушек. В расщепителе фаз обмотка статора выполнена в виде несимметричной «звезды» (рисунок 24,а). Две фазы ее С₁—0 и С₂—0₁ образуют так называемую двигательную обмотку 2. Третья фаза С_З—С₄ называется генераторной обмоткой 3. Ее используют также для пуска расщепителя фаз. Обмотка ротора 1 выполнена в виде беличьей клетки

.

Рисунок 24 - Схема расположения обмоток ращепителя фаз (а); Векторная диаграмма обмоток (б)

Двигательную обмотку подключают к источнику однофазного тока, т. е. к вторичной обмотке тягового трансформатора. Она служит также для приведения во вращение расщепителя фаз. Генераторная обмотка 3 сдвинута относительно частей С₁—О и С₂—0₁ двигательной обмотки приблизительно на угол 120°. Ее присоединяют к двигательной обмотке 2 в точке О₁, которая выбирается так, чтобы обеспечить наилучшую симметрию линейных напряжений при номинальной нагрузке. Из этого исходят также при выборе числа витков обмоток (генераторная обмотка имеет несколько большее число витков, чем каждая из двух частей двигательной обмотки).

Однофазная двигательная обмотка 2 расщепителя фаз создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух вращающихся в разных направлениях полей. По этой причине расщепитель фаз не имеет начального пускового момента.

Для пуска расщепителя используют в качестве вспомогательной фазы генераторную обмотку С_З—С₄, подключаемую к одному из проводов однофазной сети. В этом случае образуется система из трех фаз, сдвинутых относительно друг друга в пространстве приблизительно на 120°, т. е. так же, как и в трехфазном асинхронном электродвигателе. Для создания необходимого сдвига по фазе тока в обмотке С_З—С₄ относительно токов в двух других фазах в цепь генераторной обмотки включают при пуске пусковой резистор 4. В дальнейшем после разгона ротора этот резистор отключается от сети контактом 5. Емкость 6 служит для устранения не симметрии напряжений, возникающих при изменении нагрузки расщепителя фаз. Эту емкость распределяют в виде отдельных конденсаторов по различным двигателям так, чтобы при отключении какого-либо двигателя отключалась и соответствующая часть конденсаторов. При этом автоматически изменяется и общая емкость 6, подключенная к расщепителю фаз.

При вращении ротора обратное поле резко уменьшается, поэтому можно считать, что в машине практически действует лишь прямое поле. Это поле индуцирует в генераторной обмотке ЭПС, которая сдвинута приблизительно на 120° относительно ЭПС, индуцируемых в двух частях двигателей обмотки. В результате образуется трехфазная система линейных напряжений, которые подаются на асинхронные двигатели привода вспомогательных машин. При симметричной нагрузке от генераторной обмотки С_З—С₄ расщепителя подается только '/3 мощности потребителей. Остальные 2/3 необходимой мощности поступают непосредственно от однофазной сети.