Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Принцип действия синхронных машин




Рис. 7.1

Рассмотрим принцип действия синхронных машин на примере работы синхронного двигателя (рис. 7.1).

Пусть магнитная система машины состоит из двух постоянных магнитов: внешнего магнита 1,которыйимеетцилиндрическую форму и может вращаться вокруг продольной оси, и внутреннего магнита 2,который имеетформу усеченного цилиндра и способен вращаться вокруг той же оси O.

Внешний магнит действует на нижний магнит с механической силой притяжения в верхнем воздушном зазоре и в воздушном нижнем зазоре. При повороте внешнего магнита на некоторый угол внутренний магнит повернется на тот же угол в пространстве. Если внешний магнит вращать в пространстве с частотой , то ротор или внутренний магнит будет вращаться вокруг оси с той же частотой. Если вращению ротора препятствует некоторый механический момент, то положение внутреннего магнита относительно внешнего несколько изменится.

Рис. 7.2

Предположим, что точки приложения
сил и находятся на его продольной оси симметрии. Если механический момент, препятствующий повороту ротора, равен нулю, то силы и направлены по линиям, проходящим через центр вращения O. Если же механический момент сопротивления вращению не равен нулю, то направление сил и изменится так, как показано на рис. 7.2.

Их линии действия уже не будут проходить через центр вращения 0 и создадут вращающий механический момент, равный сумме моментов сил

.

Этот механический момент, развиваемый рассматриваемой магнитной системой, будет равен моменту сопротивления или механическому моменту, препятствующему вращению ротора. Ротор будет вращаться с частотой вращения внешнего постоянного магнита W.

Внешний постоянный магнит по отношению к ротору является источником вращающегося магнитного поля. Ранее при рассмотрении асинхронных двигателей уже доказано, что вращающееся магнитное поле может быть получено с помощью обмотки, расположенной в пазах статора и питаемой трехфазным током. Следовательно, для обеспечения работы синхронного двигателя необходимо иметь:

1) статор с обмоткой, питаемой многофазным током для образования вращающегося магнитного поля;

2) ротор в виде постоянного магнита или электромагнита
с обмоткой, питаемой постоянным током;

3) корпус, обеспечивающий пространственное положение ротора относительно статора.

Таким образом, основными элементами трехфазного синхронного двигателя являются:

1) корпус;

2) магнитопровод статора с пазами для укладки обмотки;

3) трехфазная обмотка статора, по конструкции ничем не отличающаяся от обмотки статора асинхронного двигателя;

4) ротор с магнитопроводом, в пазы которого уложена обмотка, питаемая постоянным током. Ротор может быть с явновыраженными полюсами. В этом случае обмотка ротора представляет собой катушки с обмоткой.

Синхронные машины являются обратимыми. Такие машины могут работать в качестве преобразователей электрической энергии в механическую и в качестве преобразователей механической энергии в электрическую.

Рассмотрим процесс преобразования механической энергии в электрическую энергию. Пусть по обмотке ротора, рассмотренной выше синхронной машины, протекает постоянный ток. Намагничивающая сила этой обмотки создает магнитное поле, магнитный по­ток которого будет замыкаться по магнитопроводу статора. В пазах статора уложена трехфазная обмотка. При вращении ротора пото­косцепление обмоток каждой из трех фаз будет изменяться во вре­мени по синусоидальному закону, и в фазных обмотках будут на­водиться ЭДС синусоидальной формы, сдвинутые по фазе на треть периода. Частота электродвижущей силы отдельной фазной обмот­ки и её амплитуда будут пропорциональны частоте вращения ротора.

При подключении к статорной обмотке резисторов в них будет протекать ток. Ток обмотки статора создает свою намагничивающую силу и свою составляющую магнитного потока машины. Результирующее поле машины останется круговым вращающимся. Частота вращения магнитного поля будет равна частоте вращения ротора в пространстве.

С другой стороны, взаимодействие проводников с током статора с магнитным полем машины создаст механический момент сопротивления механизму, который приводит во вращение ротор. Таким образом, мы получили генератор трехфазного напряжения, преобразующий механическую энергию в электрическую.

 

 







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 756. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия