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

СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.




УСРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

 

Характерный признак синхронного двигателя – вращение рото­ра с синхронной частотой n1 = ƒ160 / p независимо от нагрузки на валу. Поэтому синхронные двигатели используют в системах автоматики для привода механизмов, требующих строго стабильной частоты вращения.

Синхронный двигатель, как и асинхронный, состоит из непод­вижного статора и вращающегося ротора, разделенных воздушным зазором (у синхронных двигателей этот зазор несколько больше). Существуют конструктивные разновидности исполнения синхронных двигателей малой мощности, отличающиеся в основном устройством ротора: явнополюсные с электромагнитным возбуждением, явнополюсные с возбуждением постоянными магнитами, явнополюсные ре­активные (с невозбужден-ным ротором), неявнополюсные гистерезисные.

Рассмотрим синхронные явнополюсные двигатели сэлектромаг­нитным возбуждением.

Эти двигатели изготавливаются обычно мощностью в несколько киловатт и более и поэтому в устройствах автоматики широкого при­менения не получили. Однако основные положения теории этих дви­гателей используются при изучении синхронных двигателей малой мощности с возбуждением постоянными магнитами и других типов.

Для изучения принципа действия синхронного явнополюсного двигателя с электромагнитным возбуждением используем модель, представляющую собой две разделенные воздушным зазором магнит­ные системы с явно выраженными полюсами – внешнюю 1 и внут­реннюю 2 (рис. 6). Если внешняя система полюсов неподвижна, то благодаря силам магнитного притяжения внутренняя система полю­сов (ротор) расположится так, что ее полюсы будут находиться под полюсами внешней системы противоположной полярности. При этом силы FMмагнитного притяжения, действу-ющие на внутреннюю сис­тему, не будут создавать электромагнитного момента (рис. 7, а), так как они направлены радиально (по оси полюсов).

Если внешнюю систему полюсов вращать с небольшой частотой n1, то в начальный момент времени эта система сместится относи­тельно внутренней на некоторый угол θ (рис. 7, б). При этом вектор силы магнитного притяжения FM также повернется относительно оси полюса ротора. Теперь эта сила состоит из двух составляющих: FM = Fn + Ft причем нормальная составляющая Fn направлена по оси полюса рото-

 

- 4 -

ра, а тангенциальная Ft – перпендикулярно оси полюса. Совокупность составляющих Ft действующих на все полюсы ротора, создает на роторе электромагнитный вращающий момент М, приво­дящий ротор во вращение с синхронной частотой n1, т. е. синхронно вращению внешней системе полюсов.

Рис. 6. Упрощенная модель синхронного

двигателя: Рис. 7. Возникновение электромагнитного

а – внешняя магнитная система; момента на роторе синхронного

б – внутренняя магнитная система. двигателя.

 

Трехфазный синхронный двигатель отличается от рассмотрен­ной модели тем, что в нем вместо внешней системы полюсов име­ется неявнополюсный статор с распределенной трехфазной обмот­кой, аналогичный статору асинхронного трехфазного двигателя. Ротор синхронного двигателя – явнополюсной конструкции с электромагнитным возбуждением. При этом на полюсах ротора 2 располагают полюсные

катушки 3 (рис. 8), которые при последо­вательном соединении обра­зуют обмотку возбуждения (ОВ).

При подключении ОВ к источнику постоянного тока возникает магнитный поток возбуждения ФВ, силовые ли­нии которого сцеплены с об­моткой статора 1. При включе­нии обмотки статора в трех­фазную сеть создается вра­щающееся с синхронной час­тотой n1 магнитное поле с та­ким же числом полюсов, как на роторе. Благодаря взаимодей­ствию полей статора и ротора возникает электромагнитный момент, вращающий ротор с син-хронной частотой. В результате электрическая энергия сети преобразуется в механическую энергию вращения.

Предположим, что ротор двигателя враща-

Рис. 8. Магнитная система явнополюсного ется с частотой, отли­чающейся от частоты

синхронного двигателя (2р = 4): вращения поля статора, тогда в некоторые

1 – обмотка статора; 2 – полюса ротора; мо­менты времени возбужденные полюса ро-

3 – полюсные катушки. тора окажутся под одно­именными полюсами

поля статора, возникнут силы магнитного от-

- 5 -

талкивания Суммарный электромагнитный момент станет равным нулю и ротор остановится. На рис. 9, а показана конструкция ротора синхронного двигателя с явно выраженными полюсами.

1 2

 

 

Рис. 9. Явнополюсный ротор:

1 – вал; 2 – контактные кольца; Рис. 10. Пусковая обмотка синхронного

3 – полюсные катушки; 4 – по- двигателя:

люсные наконечники. 1 – стержни пусковой обмотки;

2 – кольца.

 

Ротор состоит из вала 1 на котором укреплены сердечники полюсов с полюсными катушками 3. Каждый сердечник заканчивается полюсным наконечником 4. В полюсных нако­нечниках имеются пазы (рис. 10), в которых расположены стержни 1 пусковой обмотки, замкнутые с двух сторон кольцами 2.

Для подклю­чения вращающейся обмотки возбуждения к источнику постоянного тока на валу ротора находятся два изолированных от вала и друг от друга контактных кольца 2 (рис. 9), по которым скользят щетки, вставленные в специальные щеткодержатели. От щеток сделаны выводы И1 и И2,через которые обмотка возбуждения соединяется с ис­точником посто-янного тока (рис. 11) и в цепи обмотки протекает ток возбуждения IВ, который создает МДС FB = IBwB. В магнитопроводе двигателя появляется поток возбуждения ФВ. В качестве

Рис. 11. Электромагнитная схема источника постоянного тока в синхронных

синхронного двигателя. двигателях обычно используют по­лупроводни-

ковые выпрямительные устройства. Например,

в двигате­лях средней и большой мощности применяют тиристорные возбуди­тель-ные устройства серии ТВУ. Подключение двигателя к трехфазной сети осуществляется через выводы обмотки статора C1, С2, СЗ.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1947. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.021 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7