Синхронные машины

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  МАШИНЫ  МАШИНЫ  ПЕРЕМЕННОГО  ПЕРЕМЕННОГО  ТОКА  ТОКА

бесколлекторная машина переменного тока,  у которой при работе возбуждается  вращающееся магнитное поле, но ротор  вращается асинхронно, т.е. с угловой  скоростью, отличной от угловой скорости  поля.  Асинхронные двигатели являются самыми  распространенными из всех двигателей.  Асинхронные машины Асинхронные машины  Асинхронная машина – это   Преимущества:  1. простота устройства  2. большая надежность 3. сравнительно низкая стоимость

Устройство асинхронного двигателя  Статор – неподвижная часть  двигателя – имеет  цилиндрическую форму.  1­корпус 2­сердечник 3­обмотка Магнитопровод статора  собирается из тонких  листов электротехнической  стали.  Ротор асинхронного  двигателя – вращающаяся  часть – состоит из:  4­стальной вал, 5­магнитопровод,  Обмотка ротора: ­короткозамкнутая (выполняется из  алюминиевых или медных стержней,  замкнутых с обоих торцов ротора  накоротко)  ­фазная (имеет трехфазную обмотку,  соединенную в звезду)

 Соединение обмотки статора осуществляется в  коробке, в которую выведены начала фаз С1, С2, С3 и  концы фаз С4, С5, С6.  Звездой Треугольником

Получение вращающегося магнитного поля  Если по системе проводников, распределенных в пространстве по  окружности, протекают токи, сдвинутые по фазе, то в пространстве  создается вращающееся поле.

При t=0 i AO  0; AФ  0 Ф t 1 4 T i A  I ; m i B i BO ;    B  I  m   3 2 3 Ф m 2   i C I 2 . m  3 I 2  3 Ф m 2 ; i CO Ф C ;    m t 2 2 T i A  0 ; i B  Ф  B   ; m I 3 2 3 m Ф 2 i C ;   Ф C     . I m 3 2 Ф 3 m 2 m Ф ФA ; Ф Ф С   B  Ф m 2 p – число пар полюсов машины;  n 1 60 p f  – частота тока статора. f

Принцип действия асинхронной машины и режимы  ее работы   Трехфазная обмотка статора создает магнитное поле,  вращающееся со скоростью n f 60 p 1 s  n 1 n n 1 100 % Скольжение асинхронной машины В зависимости от соотношения        и        различают  три режима работы:  •в режиме двигателя;  •в режиме генератора;  •в режиме электромагнитного тормоза. n1 n

Работа в режиме двигателя  При  n n 1  линии поля статора перемещаются  относительно ротора также по  часовой стрелке со скоростью  1  n n  до  n n 1 0n т.е. при скольжении от  1s 0s до  .

Работа в режиме генератора  ротор приводится во вращение в  n n 1 том же направлении со скоростью  Асинхронная  может  работать  в  режиме  генератора  параллельно с сетью в пределах от  машина  n n 1  до  n   т.е. при скольжении от  0s   до  s   .  .

Работа в режиме электромагнитного тормоза   Ротор приводится во вращение против направления  вращения магнитного потока статора.   Возникает при скольжении от            до   s 1 s   Примером практического применения режима  электромагнитного тормоза является опускание  груза в подъемно­транспортных устройствах.

Синхронные машины   Синхронными машинами называют электрические  машины переменного тока, у которых частота  вращения ротора находится в строго постоянном  соотношении с частотой тока электрической сети.  Преимущества: – способность вырабатывать как активную, так и  реактивную мощность (с возможностью ее  регулирования); – возможность регулирования выходного  напряжения; – возможность работы как с сетью, так и в  автономном режимах без применения каких­либо  сложных дополнительных устройств; – высокий КПД.

Устройство синхронной машины  два типа роторов:  1. Явнополюсный а) 2. Неявнополюсный б) Явнополюсный ротор – имеет  выступающие полюсы,  применяют у машин с частотой  вращения до 1000, 1500 об/мин.  Неявнополюсный ротор – имеет   вид цилиндра, применяют при  скоростях 1500 и 3000 об/мин.  Неподвижный статор – выполняет  функции якоря,   Вращающийся ротор – служит  индуктором.

Холостой ход синхронного генератора  обмотка якоря (статора)  разомкнута и магнитное поле  машины создается только  обмоткой возбуждения ротора  E  oбk  – обмоточный коэффициент;  w  – число витков одной фазы  wfФ 0 oб 44,4 k обмотки статора  pn 1 60 f  – частота синусоидальных ЭДС;  p  – число пар полюсов;  0Ф – максимальный магнитный  поток полюса ротора;    E f I в при I 0 характеристика холостого хода     n1 – синхронная частота вращения.

Вентильные генераторы с клювообразным  ротором

Вентильные генераторы индукторного типа  m s 1  – амплитудное значение ЭДС,  1  sin e t E  к w z Ф E m wк  – число витков в катушке и  zs  – число последовательно включенных катушек.  E 1 max Ф Фzw ђђ  , 222 min    nz 2 60    z2  – число зубцов ротора.

Автотракторные генераторы переменного тока с  постоянными  магнитами магнитные цепи выполняют независимыми