Управление работой двигателей включает в себя следующие процедуры: пуск, изменение (регулирование) скорости вращения, реверсирование, торможение.

Пуск двигателя может осуществляться, во-первых, непосредственным включением в сеть, во-вторых, изменением схемы включения обмоток статора, в-третьих, изменением схемы соединения катушек в обмотках статора, в-четвертых, включение с помощью пусковых реостатов для фазного ротора, в-пятых, включение при пониженных напряжениях .

Непосредственное включение в сеть применяется для двигателей малой и средней мощности (Р<100 кВт) без нагрузки и в мощную сеть.

Изменение схемы включения обмоток при пуске со звезду на треугольник применяется для двигателей мощностью от нескольких киловатт до нескольких десятков киловатт. Вначале до пуска двигателя обмотки статора соединяются звездой. Затем после пуска и разгона обмотки переключаются на треугольник. Таким образом, при пуске снижается напряжение, приходящееся на одну обмотку в   раз. Во столько же уменьшается сила тока в линейных проводах.

Включение двигателя при пониженных напряжениях осуществляется c помощью реостатов, включенных в каждую фазу.

Способы регулирования скорости вращения двигателя наглядно видны из формулы 22.7).

Регулировка скорости вращения может осуществляться изменением частоты питающей сети f плавно или ступенчато. Но для этого надо иметь тиристорные или машинные преобразователи частоты. А это дорогое удовольствие.

Изменением числа пар полюсов (р) можно осуществить ступенчатое регулирование скорости вращения.

Плавная регулирование скорости вращения осуществляется плавным изменением скольжения (S), которое зависит от момента вращения. Момент вращения сильно зависит от величины питающего напряжения (формула 22.8). Таким образом, изменяя питающее напряжение с помощью реостатов можно изменять в некоторых пределах скорость вращения. В двигателях с фазным ротором скольжением можно изменять с помощью реостатов, включенных в обмотки ротора (рис. 22.4).

Реверсирование, т.е. изменение направления вращения ротора, осуществляется путем изменения направления вращения ВМП статора. Для этого, с помощью специального контактора переключается подключение двух фаз к обмоткам статора, т.е. изменяется в обмотках порядок следования фаз. Например, вместо прямого порядка следования фаз А-В-С, переходят на обратный - А-С-В.

Торможение ротора двигателя осуществляется механическими, электромеханическими и электрическими методами. Механические методы заключаются в использовании тормозных колодок или дисков, работающих на принципе механического трения. При электромеханическом торможении тормозной диск, расположенный на валу двигателя, вращается в постоянном магнитном поле, созданном специальными тормозными магнитами.

При электрическом торможении применяется противовключение, генераторное торможение и динамическое торможение. Противовключение двигателя при торможении осуществляется реверсированием. Генераторное торможение заключается в том, что двигатель начинает работать в генераторном режиме, т.е. механическую энергию вращения ротора превращает в электрическую и возвращает ее в электросеть. Электродинамическое торможение осуществляется подачей на обмотки статора постоянного тока вместо трехфазного переменного. В результате создается постоянное тормозящее магнитное поле.

Синхронные машины

Синхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре.

Основными частями синхронной машины являются якорь и индуктор (обмотка возбуждения). Как правило, якорь располагается на статоре, а на отделённом от него воздушным зазором роторе находится индуктор — таким образом, по принципу действия синхронная машина представляет собой как бы «вывернутую наизнанку» машину постоянного тока, переменный ток для обмотки якоря которой не получается с помощью коллектора, а подводится извне.

Якорь представляет собой одну или несколько обмоток переменного тока. В двигателях токи, подаваемые в якорь, создают вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с полем индуктора, и таким образом происходит преобразование энергии. Поле якоря оказывает воздействие на поле индуктора и называется поэтому также полем реакции якоря. В генераторах поле реакции якоря создаётся переменными токами, индуцируемыми в обмотке якоря от индуктора.

Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока или постоянных магнитов (в микромашинах). Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При неявнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, не заполненное проводниками (так называемый большой зуб). Неявнополюсные конструкции применяются в быстроходных машинах, чтобы уменьшить механическую нагрузку на полюса.