Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся.
Для выяснения принципа действия СРД обратимся к выражению электромагнитного момента явнополюсной синхронной машины [см. (21.10)], из которого следует, что если отключить обмотку возбуждения (=0), то основная составляющая момента становится равной нулю и на ротор машины продолжает действовать лишь реактивная составляющая момента [см. (21.12)]
Принцип действия СРД заключается в следующем. При включении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное
Рис.23.4. Принцип действия синхронного реактивного двигателя
поле. Как только ось этого поля займет положение в пространстве расточки статора, при котором она будет смещена относительно продольной оси невозбужденных полюсов ротора на угол в сторону вращения (рис. 23.4, а), между полюсами этого поля и выступающими полюсами невозбужденного ротора возникнет реактивная сила магнитного притяжения полюса ротора к полюсу вращающегося поля статора . Вектор этой силы смещен относительно продольной оси ротора также на угол ,поэтому сила имеет две составляющие: нормальную , направленную по продольной оси ротора, и тангенциальную , направленную перпендикулярно продольной оси полюсов ротора. Совокупность тангенциальных составляющих реактивных сил на всех полюсах невозбужденного ротора создаст вращающий реактивный момент , который будет вращать ротор с синхроннойчастотой . С ростом механической нагрузки на вал СРД угол увеличивается и момент Мр растет.
Однако при значении угла = 90° реактивный момент Мр = 0. Такая зависимость момента Мр от угла является принципиальной для реактивного момента, отличающей его от основной составляющей электромагнитного момента синхронного двигателя с возбужденным ротором (см. рис. 22.2, график 1), который при =90° имеет максимальное значение. Из рис. 23.4, б видно, что при = 90° реактивные силы магнитного притяжения , действующие на каждый полюс невозбужденного ротора, взаимно уравновешиваются и реактивный момент . Максимальноезначение реактивного момента наступает при значении угла = 45°. Поэтому зависимость реактивного момента Мр от угла определяется выражением
(23.1)
Графически эта зависимость представлена кривой 2 на рис.22.2. Непременное условие создания реактивного момента Мр - явнополюсная конструкция ротора, так как только в этом случае .
Мощность СРД и развиваемый им момент меньше, чем у синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора. Объясняется это тем, что у СРД из-за отсутствия магнитного потока ротора ) ЭДС Е0 = 0, поэтому основная составляющая электромагнитного момента
= 0 [см. (21.11)] и электромагнитный момент СРД определяется лишь реактивной составляющей (=Мр). Поэтому при одинаковых габаритах синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора и СРД мощность на валу и развиваемый момент у СРД намного меньше.
Рис. 23.5. Конструкция роторов синхронного реактивного двигателя
К недостаткам СРД следует также отнести невысокие значения коэффициента мощности и КПД. Объясняется это значительным намагничивающим током статора, так как возбуждение СРД происходит за счет магнитного поля статора.
В СРД применяют асинхронный пуск. Для этого ротор снабжают короткозамкнутой пусковой клеткой. На рис. 23.5, а показами традиционная конструкция ротора СРД, отличающаяся от ротора асинхронного двигателя лишь наличием впадин, обеспечивающих ротору явнополюсную конструкцию. Чем больше эти впадины, тем больше отношение , а следовательно, и реактивный момент Мр. Однако с увеличением впадин растет средняя величина воздушного зазора, что ведет к повышению намагничивающего тока статора, а следовательно, к снижению энергетических показателей двигателя — коэффициента мощности и КПД. Кроме того, с увеличением впадин сокращаются размеры пусковой клетки, что ведет к уменьшению асинхронного момента, т. е. к уменьшению пускового момента и момента входа в синхронизм.
Наилучшие результаты дает следующее соотношение размеров ротора:
и .
В этом случае удается добиться отношения 2.
Более совершенна секционированная конструкция ротора СРД, представляющая собой цилиндр, в котором стальные полосы 2 залиты алюминием 1(рис. 23.5). Такая конструкция ротора позволяет получить отношение . За счет этого существенно возрастает момент Мртах при сохранении намагничивающего тока на допустимом уровне.
На торцах секционированного ротора имеются отлитые из алюминия кольца, замыкающие алюминиевые прослойки ротора, образуя короткозамкнутую пусковую клетку.
Простота конструкции и высокая эксплуатационная надежность обеспечили СРД малой мощности широкое применение и устройствах автоматики для привода самопишущих приборов, и устройствах звуко- и видеозаписи и других установках, требующего строгого постоянства частоты вращения.
studfiles.net
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся.
Для выяснения принципа действия СРД обратимся к выражению электромагнитного момента явнополюсной синхронной машины [см. (21.10)], из которого следует, что если отключить обмотку возбуждения (=0), то основная составляющая момента становится равной нулю и на ротор машины продолжает действовать лишь реактивная составляющая момента [см. (21.12)]
Принцип действия СРД заключается в следующем. При включении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное
Рис.23.4. Принцип действия синхронного реактивного двигателя
поле. Как только ось этого поля займет положение в пространстве расточки статора, при котором она будет смещена относительно продольной оси невозбужденных полюсов ротора на угол в сторону вращения (рис. 23.4, а), между полюсами этого поля и выступающими полюсами невозбужденного ротора возникнет реактивная сила магнитного притяжения полюса ротора к полюсу вращающегося поля статора . Вектор этой силы смещен относительно продольной оси ротора также на угол ,поэтому сила имеет две составляющие: нормальную , направленную по продольной оси ротора, и тангенциальную , направленную перпендикулярно продольной оси полюсов ротора. Совокупность тангенциальных составляющих реактивных сил на всех полюсах невозбужденного ротора создаст вращающий реактивный момент , который будет вращать ротор с синхроннойчастотой . С ростом механической нагрузки на вал СРД угол увеличивается и момент Мр растет.
Однако при значении угла = 90° реактивный момент Мр = 0. Такая зависимость момента Мр от угла является принципиальной для реактивного момента, отличающей его от основной составляющей электромагнитного момента синхронного двигателя с возбужденным ротором (см. рис. 22.2, график 1), который при =90° имеет максимальное значение. Из рис. 23.4, б видно, что при = 90° реактивные силы магнитного притяжения , действующие на каждый полюс невозбужденного ротора, взаимно уравновешиваются и реактивный момент . Максимальноезначение реактивного момента наступает при значении угла = 45°. Поэтому зависимость реактивного момента Мр от угла определяется выражением
(23.1)
Графически эта зависимость представлена кривой 2 на рис.22.2. Непременное условие создания реактивного момента Мр - явнополюсная конструкция ротора, так как только в этом случае .
Мощность СРД и развиваемый им момент меньше, чем у синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора. Объясняется это тем, что у СРД из-за отсутствия магнитного потока ротора ) ЭДС Е0 = 0, поэтому основная составляющая электромагнитного момента
= 0 [см. (21.11)] и электромагнитный момент СРД определяется лишь реактивной составляющей (=Мр). Поэтому при одинаковых габаритах синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора и СРД мощность на валу и развиваемый момент у СРД намного меньше.
Рис. 23.5. Конструкция роторов синхронного реактивного двигателя
К недостаткам СРД следует также отнести невысокие значения коэффициента мощности и КПД. Объясняется это значительным намагничивающим током статора, так как возбуждение СРД происходит за счет магнитного поля статора.
В СРД применяют асинхронный пуск. Для этого ротор снабжают короткозамкнутой пусковой клеткой. На рис. 23.5, а показами традиционная конструкция ротора СРД, отличающаяся от ротора асинхронного двигателя лишь наличием впадин, обеспечивающих ротору явнополюсную конструкцию. Чем больше эти впадины, тем больше отношение , а следовательно, и реактивный момент Мр. Однако с увеличением впадин растет средняя величина воздушного зазора, что ведет к повышению намагничивающего тока статора, а следовательно, к снижению энергетических показателей двигателя — коэффициента мощности и КПД. Кроме того, с увеличением впадин сокращаются размеры пусковой клетки, что ведет к уменьшению асинхронного момента, т. е. к уменьшению пускового момента и момента входа в синхронизм.
Наилучшие результаты дает следующее соотношение размеров ротора:
и .
В этом случае удается добиться отношения 2.
Более совершенна секционированная конструкция ротора СРД, представляющая собой цилиндр, в котором стальные полосы 2 залиты алюминием 1(рис. 23.5). Такая конструкция ротора позволяет получить отношение . За счет этого существенно возрастает момент Мртах при сохранении намагничивающего тока на допустимом уровне.
На торцах секционированного ротора имеются отлитые из алюминия кольца, замыкающие алюминиевые прослойки ротора, образуя короткозамкнутую пусковую клетку.
Простота конструкции и высокая эксплуатационная надежность обеспечили СРД малой мощности широкое применение и устройствах автоматики для привода самопишущих приборов, и устройствах звуко- и видеозаписи и других установках, требующего строгого постоянства частоты вращения.
studfiles.net
Реактивный синхронный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Ротор реактивной машины выполняется с явновыраженными полюсами. Возбуждение машины происходит вследствие намагничивания ротора вращающимся магнитным полем статора. При этом ротор стремится занять по отношению к статору такое положение, при котором его магнитное сопротивление было бы наименьшим. Так как поле статора вращается с синхронной скоростью, то начинает вращаться с той же скоростью и ротор, втягиваясь в синхронизм. Возбуждение машины происходит за счет ,реактивной составляющей тока, поступающего из сети. реактивная составляющая тока создает продольный магнитный поток, который и является потоком возбуждения машины. _
Исходя из уравнения электромагнитной мощности для явно-полюсной синхронной машины и полагая Е0=0, получаем уравнение для РЭМ реактивного двигателя:
Отсюда следует, что максимальное значение Рэм имеет при sin2=l, т. е. при 45°:
Для получения наибольшей электромагнитной мощности надо, чтобы разность хd xq, была как можно больше. Это достигается соответствующим конструктивным исполнением ротора. Обычно у реактивных синхронных двигателей отношение.
Пусковой момент у реактивных двигателей создается за счет взаимодействия вращающегося магнитного поля с вихревым током в массивных частях ротора.
Реактивные синхронные двигатели небольшой мощности в настоящее время имеют весьма широкое распространение в схемах сигнализации, телемеханики, связи и т. д. Недостатками двигателей являются сравнительно небольшой к. п. д. и коэффициент мощности, большие размеры и масса. В то же время простота конструкции, отсутствие скользящих контактов, малая стоимость в значительной степени компенсируют их недостатки.
У синхронных машин так же, как и у машин постоянного тока, имеются электрические РM, магнитные РСТ потери на возбуждение РB, механические РMEX и добавочные РДОБ потери. К добавочным относятся потери в полюсных наконечниках или в поверхностном слое бочки ротора.
На рис. 7.7, а дана энергетическая диаграмма синхронного генератора. Часть мощности первичного двигателя P1, подводимой к генератору, затрачивается на покрытие механических потерь РMEX потерь в стали РСТ и потерь на возбуждение РВ. Мощность, получающаяся за вычетом этих потерь, является электромагнитной мощностью PЭM. Она передается в статор в результате взаимодействия основного магнитного потока с токами в статоре, т. е - электромагнитным путем.
Полезная мощность Р2 получается в результате вычитания из электромагнитной мощности PЭM потерь в меди РМ, возникающих в обмотке статора при работе машины под нагрузкой. Эти потери у машин средней мощности составляют менее 1% и практически ими можно пренебречь, тогда Р2=РЭМ.
Потери на возбуждение складываются не только из потерь в обмотке возбуждения синхронного генератора, но и из потерь в возбудителе, когда он установлен на одном валу с генератором, и потерь в реостатах возбуждения.
Механические потери включают в себя потери на трение в подшипниках и вращающихся частей о воздух, а также потери на вентиляцию. У быстроходных машин эти потери значительно возрастают за счет увеличения потерь на трение о воздух и достигают 50—60% всех потерь. Добавочные потери складываются из потерь от потоков рассеяния в статоре, а также потерь, вызванных высшими гармоническими полями статора.
На рис. 7.7, б дана энергетическая диаграмма синхронного двигателя. Часть мощности P1 подводимой к двигателю из сети, затрачивается на покрытие потерь в меди и стали статора (РМ и РСТ), остальная часть составляет электромагнитную мощность РЭМ, передаваемую со статора на ротор. Полезная мощность на валу двигателя Р2 получается в результате вычитания из электромагнитной мощности механических потерь на трение и вентиляцию и добавочных потерь. Кроме того, из электромагнитной мощности вычитается мощность, потребляемая возбудителем, если он находится на одном валу с двигателем.
Коэффициент полезного действия синхронных машин определяется по формулам:
для двигателя
для генератора
для генератора
У мощных синхронных машин к. п. д. достигает 96—99%. У синхронных машин небольшой мощности (от 2 до 100 кет) к. п. д. составляет 85—90%.
studfiles.net
Синхронные реактивные двигатели. просмотров - 153
Синхронные двигатели
Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент:
где m1 - число фаз обмотки статора
U1 фазное напряжение, подведённое к обмотке статора, В
- угловая синхронная скорость;
q - угол между осью результирующего магнитного потока и осью полюсов ротора, град;
- индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной и поперечной осям.
Реактивный момент не зависит от величины магнитного потока возбуждения, в связи с этим он имеет место даже при отсутствии возбуждения синхронной машины.
Появление реактивного момента обусловлено разностью магнитных сопротивлений по продольной и поперечной осям. В случае если реактивного момента не возникает. Магнитное поле статора за счёт притяжения явновыраженных полюсов ротора создаёт силы --, стремящиеся повернуть ротор в положение при котором магнитный поток статора имеет на своём пути минимальное сопротивление.
Магнитное поле статора вращается, ротор вращается синхронно с полем, но отстаёт от поля на пространственный угол q. За счёт угла q появляется тангенциальная составляющая электромагнитной силы.
Сумма всех потенциальных составляющих создаёт реактивный момент.
Реактивный момент и приводит ротор электрического двигателя во вращение с синхронной частотой вращения n1.
Неравенство индуктивных сопротивлений обмотки статора по продольной и поперечной осям имеет место лишь при явно полюсном роторе. Следовательно, ротор реактивного двигателя обязательно должен быть явно полюсным.
Конструктивно реактивный двигатель отличается от асинхронного лишь ротором.
а) б)
Рисунок 3.1.1 – типы роторов реактивных двигателей
Наиболее часто применяется реактивный двигатель с ротором, устройство ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ показано на рисунке а. Он отличается от обычного ротора АД лишь наличием впадин- вырезов, которые образуют явно выраженные полюсы. Ротор имеет к.з. обмотку, выполненную по типу “беличьей клетки” и необходимую для создания пускового момента. Двигатель пускается как асинхронный.
Конструкции роторов бывают различны. К примеру, в реактивных двигателях, предназначенных для работы в схемах синхронной связи, ротор изготавливают из алюминия, в который при отливке закладывают полосы из стали 1(рис.б)
В системах автоматики часто применяют однофазные реактивные двигатели. Обмотку статора этих двигателей выполняют, как и у асинхронных конденсаторных электродвигателей и включают по аналогичным схемам.
Угловая характеристика реактивного двигателя имеет вид:
Из выражения для реактивного момента следует, что максимальное значение Mpmax наступает при нагрузке qкр= 45° (кривая ). Но в этом случае не учитывается влияние активного сопротивления обмотки статора на зависимостьМ=f(q). Под влиянием активного сопротивления максимальное значение наступает при qкр< 45°
(qкр=30…40°) отсюда
увеличивается
рисунок 3.1.2 крутизна кривой в началь-
ной части ( кривая---), а значит повышает величину удельного синхронизирующего момента Муд.
Удельный синхронизирующий момент –момент приходящийся на 1 градус угла q; и определяющий устойчивость работы СРД.
Максимальны момент реактивного двигателя называют моментом выхода из синхронизма, так как если нагрузка на валу достигнет значение, при котором q>qкр ротор либо остановиться, либо продолжит вращаться асинхронно под действием электромагнитного момента͵ создаваемого потоками пусковой короткозамкнутой обмотки.
Величина реактивного момента МрºU21 отсюда реактивные двигатели очень чувствительны к колебаниям напряжения сети.
С углублением впадин на роторе возрастает разность магнитных сопротивлений по поперечной и продольной осям и реактивный момент увеличивается, отсюда увеличивается и момент выхода из синхронизма.Но с углублением впадин на роторе возрастает средняя величина воздушного зазора. Это ведёт к уменьшению пускового момента и момента выхода в синхронизм– наибольшего момента сопротивления, при котором ротор электрического двигателя ещё втачивается в синхронизм. Для втягивания в синхронизм необходима частота вращения ротора не менее 0,95n1, то есть S£0,05.
На рисунке 3.1.3 показаны зависимости М=f(S) при различных активных сопротивлениях ротора.
Рисунок 3.1.3
Чем более активное сопротивление пусковой клетки, тем меньше момент входа в синхронизм.
Наилучшее соотношение между Mpmax, Mbx и Мпуск получается при :
Достоинства скорости реактивного двигателя:
1 Простота конструкции
2 Надёжность
3 Невысокая стоимость
Недостатки:
1 Плохие энергетические показатели- h=20…40%, так как повышенное сопротивление магнитной цепи машины (d - велик), низкий cos j , так как величина намагничивающего тока в токе статора весьма значительная.
2 Большие габариты и вес.
Синхронные двигатели Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент: где m1 - число фаз обмотки статора U1 фазное напряжение,... [читать подробенее]
Синхронные двигатели Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент: где m1 - число фаз обмотки статора U1 фазное напряжение,... [читать подробенее]
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся. ... [читать подробенее]
oplib.ru
Конструкция СРД. Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей — явнополюсная конструкция ротора без какой-либо системы возбуждения. Статор СРД выполнен так же, как н в микродвигателях переменного тока. Наиболее распростра-
Р=90' М(ГМстах
Рнс. 43. Схема образования синхронизирующего момента СДПМ при различных углах нагрузки
Р (а, б, в)
а)
Рис. 44. Роторы СРД:
а — простой, б — усовершенствованный, в — секционированный; 1, 4 — междуполюсный н немагнитный пазы, 2 — явновыражеииый полюс, 3 — короткозамк- иутая обмотка ротора, 5 — секционированная полоса
ненной конструкцией ротора СРД является конструкция простого явнополюсного ротора (рис. 44,а). Такой ротор отличается от ко- роткозамкнутого ротора асинхронного двигателя лишь наличием больших междуполюсных вырезов (пазов) 1, с помощью которых образуются явновыраженные полюсы 2. Линии, совпадающие с осями полюсов, называются продольными осями d, а линии, проходящие между полюсами,— поперечными осями q. Воздушный зазор между статором и ротором по продольной оси меньше, чем по поперечной, поэтому магнитное сопротивление RMd по продольной меньше магнитного сопротивления RMq по поперечной оси (/?м<г<С <iRuq)- Пусковую короткозамкнутую обмотку 3 ротора выполняют обычно в виде «беличьей клетки» заливкой всех пазов алюминием.
Реактивные двигатели с ротором простой конструкции имеют малую перегрузочную способность, низкие энергетические и синхронизирующие показатели. Мощность, которую может развить СРД простой конструкции в габаритах асинхронного двигателя при равенстве суммарных потерь, не превышает 50% мощности асинхронного двигателя.
В последние годы все чаще применяют СРД с усовершенствованным ротором, имеющим дополнительные внутренние немагнитные пазы 4 (рис. 44,6). Внутренние пазы, так же заливаемые алюминием. позволяют значительно увеличить разницу магнитных сопротивлений по продольной и поперечным осям, не увеличивая глубину и ширину междуполюсных вырезов.
В системах автоматики иногда применяют однофазные СРД с секционированным ротором (рис. 44,в), выполняемым из алюминия, в который при отливке закладывают полосы 5 из электротехнической стали.
Принцип действия СРД. Пуск синхронных реактивных двигателей осуществляется так же, как пуск СДПМ. При подключении СРД к сети он разгоняется до подсинхронной частоты вращения под действием асинхронного момента Мас, возникающего в резуль-
Рнс. 45. Схема образования сиихровизирующего момента СРД при различных углах нагрузки р (а, б, в)
тате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора В\ с наведенными им токами /2 в короткозамкнутой обмотке ротора.
Синхронизирующий момент Мс реактивного двигателя создается в результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора с явнополюсным невозбужденным ротором. Для выяснения принципа образования синхронизирующего момента поместим ротор с явновыраженными полюсами между неподвижными полюсами внешнего магнитного поля N, S (рис. 45). Тогда явнополюсный ротор займет по отношению к внешнему полю положение, соответствующее минимальному магнитному сопротивлению (рис. 45,а). При этом угол р (между продольной осью ротора и осью внешнего магнитного поля) равен нулю. На ротор будут действовать лишь радиальные магнитные силы тяжения Fr, не создающие вращающего момента (Мс = 0), при этом ротор находится в устойчивом равновесии.
При отклонении ротора под действием внешнего момента Мв от устойчивого положения кроме радиальных сил тяжения возникают тангенциальные силы тяжения Ft, создающие синхронизирующий момент МС=МВ (рис. 45,6). Максимальное значение этого момента обычно при угле р=45°. В положении ротора, показанном на рис. 45,в, угол р=90°, синхронизирующий момент так же равен нулю, как и на рис. 45,а. Такое положение ротора является неустойчивым, поскольку при малейшем возмущении он стремится повернуться на 90°.
Рассмотренная картина электромагнитных явлений будет такой же, если внешнее поле и dotop вращаются синхронно, т. е. если поле статора и ротор взаимно неподвижны. Отсюда следует важный вывод, что постоянный синхронизирующий момент в СРД возникает только при синхронной частоте вращения и наличии разности магнитных сопротивлений по осям d и q:
Aff-СмФ? (R„q—/?Md)sin2p. (57)
Из выражения (57) видно, что синхронизирующий момент СРД
пропорционален квадрату напряжения питания (Мс~ ~Uzu так какФ1<~СЛ) и изменяется в функции удвоенного значения угла нагрузки р. На рис. 46 показаны пусковая механическая и угловая характеристики СРД. Устойчивой работе двигателя в синхронном режиме соответствует участок OA угловой характеристики, находящийся в диапазоне изменения углов нагрузки 0^р^45°. Углу нагрузки р = 45° соответствует максимальный синхронизирующий момент — момент выхода из синхронизма Мвых. При МВ>МВых двигатель либо останавливается, либо продолжает вращаться асинхронно.
Синхронные реактивные двигатели обладают меньшей перегрузочной способностью, чем СДПМ. В современных СРД &м = = Мвых/Мном = 1,24-1,5. Объясняется это тем, что для увеличения синхронизирующего момента необходимо повысить магнитное сопротивление RMq, т. е. углублять впадины на роторе по поперечной оси. Однако с углублением междуполюсных пазов возрастает среднее значение воздушного зазора, что ведет к увеличению потребляемого реактивного тока для создания магнитного поля, снижению энергетических показателей (кпд и costp), уменьшению пускового момента и момента входа в синхронизм.
мс-т
п«р пг 0
о)
Рис. 46. Механическая (а) и угловая (б) характеристики СРД
www.vuzllib.su
Синхронные реактивные двигатели просмотров - 185
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся.
Для выяснения принципа действия СРД обратимся к выражению электромагнитного момента явнополюсной синхронной машины [см. (21.10)], из которого следует, что если отключить обмотку возбуждения ( = 0), то основная составляющая момента становится равной нулю и на ротор машины продолжает действовать лишь реактивная составляющая момента [см. (21.12)]
Принцип действия СРД заключается в следующем. При включении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное
Рис.23.4. Принцип действия синхронного реактивного двигателя
поле. Как только ось этого поля займет положение в пространстве расточки статора, при котором она будет смещена относительно продольной оси невозбужденных полюсов ротора на угол в сторону вращения (рис. 23.4, а), между полюсами этого поля и выступающими полюсами невозбужденного ротора возникнет реактивная сила магнитного притяжения полюса ротора к полюсу вращающегося поля статора . Вектор этой силы смещен относительно продольной оси ротора также на угол , в связи с этим сила имеет две составляющие: нормальную , направленную по продольной оси ротора, и тангенциальную , направленную перпендикулярно продольной оси полюсов ротора. Совокупность тангенциальных составляющих реактивных сил на всех полюсах невозбужденного ротора создаст вращающий реактивный момент , который будет вращать ротор с синхронной частотой . С ростом механической нагрузки на вал СРД угол увеличивается и момент Мррастет.
При этом при значении угла = 90° реактивный момент Мр = 0. Такая зависимость момента Мрот угла является принципиальной для реактивного момента͵ отличающей его от основной составляющей электромагнитного момента синхронного двигателя с возбужденным ротором (см. рис. 22.2, график 1), который при =90° имеет максимальное значение. Из рис. 23.4, б видно, что при = 90° реактивные силы магнитного притяжения , действующие на каждый полюс невозбужденного ротора, взаимно уравновешиваются и реактивный момент . Максимальное значение реактивного момента наступает при значении угла = 45°. По этой причине зависимость реактивного момента Мрот угла определяется выражением
(23.1)
Графически эта зависимость представлена кривой 2 на рис.22.2. Непременное условие создания реактивного момента Мр - явнополюсная конструкция ротора, так как только в этом случае .
Мощность СРД и развиваемый им момент меньше, чем у синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора. Объясняется это тем, что у СРД из-за отсутствия магнитного потока ротора ) ЭДС Е0 = 0, в связи с этим основная составляющая электромагнитного момента
= 0 [см. (21.11)] и электромагнитный момент СРД определяется лишь реактивной составляющей ( = Мр). По этой причине при одинаковых габаритах синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора и СРД мощность на валу и развиваемый момент у СРД намного меньше.
Рис. 23.5. Конструкция роторов синхронного реактивного двигателя
К недостаткам СРД следует также отнести невысокие значения коэффициента мощности и КПД. Объясняется это значительным намагничивающим током статора, так как возбуждение СРД происходит за счет магнитного поля статора.
В СРД применяют асинхронный пуск. Для этого ротор снабжают короткозамкнутой пусковой клеткой. На рис. 23.5, а показами традиционная конструкция ротора СРД, отличающаяся от ротора асинхронного двигателя лишь наличием впадин, обеспечивающих ротору явнополюсную конструкцию. Чем больше эти впадины, тем больше отношение , а следовательно, и реактивный момент Мр. При этом с увеличением впадин растет средняя величина воздушного зазора, что ведет к повышению намагничивающего тока статора, а следовательно, к снижению энергетических показателей двигателя — коэффициента мощности и КПД. Вместе с тем, с увеличением впадин сокращаются размеры пусковой клетки, что ведет к уменьшению асинхронного момента͵ т. е. к уменьшению пускового момента и момента входа в синхронизм.
Наилучшие результаты дает следующее соотношение размеров ротора:
и .
В этом случае удается добиться отношения 2.
Более совершенна секционированная конструкция ротора СРД, представляющая собой цилиндр, в котором стальные полосы 2 залиты алюминием 1(рис. 23.5 ).Такая конструкция ротора позволяет получить отношение . За счет этого существенно возрастает момент Мртах при сохранении намагничивающего тока на допустимом уровне.
На торцах секционированного ротора имеются отлитые из алюминия кольца, замыкающие алюминиевые прослойки ротора, образуя короткозамкнутую пусковую клетку.
Простота конструкции и высокая эксплуатационная надежность обеспечили СРД малой мощности широкое применение и устройствах автоматики для привода самопишущих приборов, и устройствах звуко- и видеозаписи и других установках, требующего строгого постоянства частоты вращения.
Синхронные двигатели Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент: где m1 - число фаз обмотки статора U1 фазное напряжение,... [читать подробенее]
Синхронные двигатели Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент: где m1 - число фаз обмотки статора U1 фазное напряжение,... [читать подробенее]
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся. ... [читать подробенее]
oplib.ru
Синхронные реактивные двигатели просмотров - 185
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся.
Для выяснения принципа действия СРД обратимся к выражению электромагнитного момента явнополюсной синхронной машины [см. (21.10)], из которого следует, что если отключить обмотку возбуждения ( = 0), то основная составляющая момента становится равной нулю и на ротор машины продолжает действовать лишь реактивная составляющая момента [см. (21.12)]
Принцип действия СРД заключается в следующем. При включении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное
Рис.23.4. Принцип действия синхронного реактивного двигателя
поле. Как только ось этого поля займет положение в пространстве расточки статора, при котором она будет смещена относительно продольной оси невозбужденных полюсов ротора на угол в сторону вращения (рис. 23.4, а), между полюсами этого поля и выступающими полюсами невозбужденного ротора возникнет реактивная сила магнитного притяжения полюса ротора к полюсу вращающегося поля статора . Вектор этой силы смещен относительно продольной оси ротора также на угол , в связи с этим сила имеет две составляющие: нормальную , направленную по продольной оси ротора, и тангенциальную , направленную перпендикулярно продольной оси полюсов ротора. Совокупность тангенциальных составляющих реактивных сил на всех полюсах невозбужденного ротора создаст вращающий реактивный момент , который будет вращать ротор с синхронной частотой . С ростом механической нагрузки на вал СРД угол увеличивается и момент Мррастет.
При этом при значении угла = 90° реактивный момент Мр = 0. Такая зависимость момента Мрот угла является принципиальной для реактивного момента͵ отличающей его от основной составляющей электромагнитного момента синхронного двигателя с возбужденным ротором (см. рис. 22.2, график 1), который при =90° имеет максимальное значение. Из рис. 23.4, б видно, что при = 90° реактивные силы магнитного притяжения , действующие на каждый полюс невозбужденного ротора, взаимно уравновешиваются и реактивный момент . Максимальное значение реактивного момента наступает при значении угла = 45°. По этой причине зависимость реактивного момента Мрот угла определяется выражением
(23.1)
Графически эта зависимость представлена кривой 2 на рис.22.2. Непременное условие создания реактивного момента Мр - явнополюсная конструкция ротора, так как только в этом случае .
Мощность СРД и развиваемый им момент меньше, чем у синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора. Объясняется это тем, что у СРД из-за отсутствия магнитного потока ротора ) ЭДС Е0 = 0, в связи с этим основная составляющая электромагнитного момента
= 0 [см. (21.11)] и электромагнитный момент СРД определяется лишь реактивной составляющей ( = Мр). По этой причине при одинаковых габаритах синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора и СРД мощность на валу и развиваемый момент у СРД намного меньше.
Рис. 23.5. Конструкция роторов синхронного реактивного двигателя
К недостаткам СРД следует также отнести невысокие значения коэффициента мощности и КПД. Объясняется это значительным намагничивающим током статора, так как возбуждение СРД происходит за счет магнитного поля статора.
В СРД применяют асинхронный пуск. Для этого ротор снабжают короткозамкнутой пусковой клеткой. На рис. 23.5, а показами традиционная конструкция ротора СРД, отличающаяся от ротора асинхронного двигателя лишь наличием впадин, обеспечивающих ротору явнополюсную конструкцию. Чем больше эти впадины, тем больше отношение , а следовательно, и реактивный момент Мр. При этом с увеличением впадин растет средняя величина воздушного зазора, что ведет к повышению намагничивающего тока статора, а следовательно, к снижению энергетических показателей двигателя — коэффициента мощности и КПД. Вместе с тем, с увеличением впадин сокращаются размеры пусковой клетки, что ведет к уменьшению асинхронного момента͵ т. е. к уменьшению пускового момента и момента входа в синхронизм.
Наилучшие результаты дает следующее соотношение размеров ротора:
и .
В этом случае удается добиться отношения 2.
Более совершенна секционированная конструкция ротора СРД, представляющая собой цилиндр, в котором стальные полосы 2 залиты алюминием 1(рис. 23.5 ).Такая конструкция ротора позволяет получить отношение . За счет этого существенно возрастает момент Мртах при сохранении намагничивающего тока на допустимом уровне.
На торцах секционированного ротора имеются отлитые из алюминия кольца, замыкающие алюминиевые прослойки ротора, образуя короткозамкнутую пусковую клетку.
Простота конструкции и высокая эксплуатационная надежность обеспечили СРД малой мощности широкое применение и устройствах автоматики для привода самопишущих приборов, и устройствах звуко- и видеозаписи и других установках, требующего строгого постоянства частоты вращения.
Синхронные двигатели Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент: где m1 - число фаз обмотки статора U1 фазное напряжение,... [читать подробенее]
Синхронные двигатели Реактивный двигатель не имеет обмотки возбуждения. Его основной магнитный поток создаётся за счёт намагничивающего тока обмотки статора. В таком ЭД действует только реактивный момент: где m1 - число фаз обмотки статора U1 фазное напряжение,... [читать подробенее]
Отличительная особенность синхронных реактивных двигателей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключительно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся. ... [читать подробенее]
oplib.ru
