Дипломные работы, курсовые проекты на заказ, контрольные работы на заказ | ||
В отличие от асинхронного двигателя
частота вращения синхронного двигателя
постоянная при различных нагрузках. Синхронные двигатели находят применение
для привода машин постоянной скорости (насосы, компресоры, вентиляторы).
В статоре синхронного электродвигателя размещается
обмотка, подключаемая к сети трехфазного тока и образующая вращающееся магнитное
поле. Ротор двигателя состоит из сердечника с обмоткой возбуждения. Обмотка
возбуждения через контактные кольца подключается к источнику постоянного тока.
Ток обмотки возбуждения создает магнитное поле, намагничивающее ротор.
Роторы синхронных машин могут быть явнополюсными
(с явновыраженными полюсами) и неявнополюсными (с неявновыраженными полюсами).
На рис. 12.10а изображен сердечник 1 явнополюсного ротора с выступающими полюсами.
На полюсах размещены катушки возбуждения 2. На рисунке 12.10б изображен неявнополюсной
ротор, представляющий собой ферромагнитный цилиндр 1. На поверхности ротора
в осевом направлении фрезеруют пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения
2.
Рис. 12.10 Электромагнитные
устройства Перечень электромагнитных устройств очень большой. В лекции будут
рассмотрены примеры применения теории магнитного поля к построению сварочных
трансформаторов, ферромагнитных стабилизаторов, электромагнитных реле.
Электромагнитные устройства. Трансформаторы.
Рассмотрим принцип работы синхронного двигателя на модели (рис. 12.11). Рис. 12.11 |
Вращающееся магнитное поле
статора представим в виде магнита 1. Намагниченный ротор изобразим в виде
магнита 2. Повернем магнит 1 на угол α. Северный магнитный полюс магнита
1 притянет южный полюс магнита 2, а южный полюс магнита 1 - северный полюс
магнита 2. Магнит 2 повернется на такой же угол α. Будем вращать магнит
1. Магнит 2 будет вращаться вместе с магнитом 1, причем частоты вращения
обоих магнитов будут одинаковыми, синхронными, n2 = n1. |
Синхронный двигатель, на роторе которого отсутствует обмотка возбуждения,
называется синхронным реактивным двигателем.
Ротор синхронного реактивного двигателя изготавливается из ферромагнитного материала
и должен иметь явновыраженные полюсы. Вращающееся магнитное поле статора намагничивает
ротор. Явнополюсный ротор имеет неодинаковые магнитные сопротивления по продольной
и поперечной осям полюса. Силовые линии магнитного поля статора изгибаются, стремясь
пройти по пути с меньшим магнитным сопротивлением. Деформация магнитного поля
вызовет, вследствие упругих свойств силовых линий, реактивный момент, вращающий
ротор синхронно с полем статора.
Если к вращающемуся
ротору приложить тормозной момент, ось магнитного поля ротора повернется на угол
θ относительно оси магнитного поля статора.
С увеличением нагрузки этот угол возрастает. Если нагрузка превысит некоторое
допустимое значение, двигатель остановится, выпадет из синхронизма.
У синхронных двигателей отсутствует пусковой момент. Это объясняется
тем, что электромагнитный вращающий момент, воздействующий на неподвижный ротор,
меняет свое направление два раза за период Т переменного тока. Из-за своей инерционности,
ротор не успевает тронуться с места и развить необходимое число оборотов.
В настоящее время применяется асинхронный пуск синхронного
двигателя. В пазах полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкнутая
обмотка.
Вращающее магнитное поле статора индуктирует
в короткозамкнутой пусковой обмотке вихревые токи. При взаимодействии этих токов
с магнитным полем статора образуется асинхронный электромагнитный момент, приводящий
ротор во вращение. Когда частота вращения ротора приближается к частоте вращения
статорного поля, двигатель втягивается в синхронизм и вращается с синхронной скоростью.
Короткозамкнутая обмотка не перемещается относительно поля, вихревые токи в ней
не индуктируются, асинхронный пусковой момент становится равным нулю.
| |