Исполнительные асинхронные двигатели. Схемы замещения и параметры двухфазных исполнительных асинхронных двигателей. Вращающий момент двухфазного исполнительного асинхронного двигателя. Характеристики исполнительных асинхронных двигателей. Вращающиеся трансформаторы. Универсальные коллекторные двигатели и преобразователи. Синхронные машины общего применения. Синхронные двигатели для систем автоматики, страница 32

При этом вращающееся поле наводит токи в пусковой обмотке, обмотке возбуждения и во всех металлических частях, которые оно пересекает.

Пусковая обмотка должна быть рассчитана так, чтобы развиваемый ею асинхронный момент М_а удовлетворял требуемым пусковым условиям

В явнополюсных двигателях имеет место также реактивный момент, проявляющийся при частоте вращения, равной 90-95% от синхронной. Реактивный момент возникает в результате отклонения магнитных силовых линий, проходящих через зазор из статора в ротор, от кратчайшего пути (перпендикуляра к поверхности полюсов). Предположим, что в некоторый момент времени северный полюс статора, двигаясь относительно ротора слева направо, оказался сзади южного полюса ротора (рис. 12.17, а). В результате отклонения магнитных линий возникает сила F, тормозящая ротор. Так как поле статора вращается быстрее, чем ротор, в следующий момент времени ось поля статора совпадает с осью ротора (рис. 12.17,6), в результате чего F = 0. Затем поле статора начинает опережать ротор, создавая силу, стремящуюся ускорить poтор (рис. 12.17,в). Таким образом, при асинхронном пуске реактивный момент имеет разные знаки в зависимости от взаимного расположения полюсов статора и ротора.

Если нагрузка невелика, а частота вращения ротора близка к синхронной, то положительный реактивный момент придает такое ускорение ротору, при котором частота его вращения достигает значения частоты вращения поля статора (так называемое втягивание в синхронизм). Однако реактивный момент обычно невелик. Поэтому в обмотку возбуждения двигателя при достижении им частоты вращения, равной 95% от синхронной, подают постоянный ток

При этом необходимо добиваться таких условий, при которых поле, создаваемое постоянным током возбуждения, усиливало бы поле, создаваемое статором, т. е. усиливало бы южную полярность полюса ротора. В противном случае полюсы статора и ротора станут взаимно отталкиваться, что даст сильный механический толчок на валу.

Все эти операции должны быть выполнены тщательно, поэтому асинхронный пуск синхронного двигателя производят исключительно автоматически.

Глава  13

СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

§ 13.1. Общие сведения

Синхронные двигатели мощностью от долей ватта до нескольких сотен ватт применяют в системах автоматики.

Особенность синхронных двигателей состоит в том, что частота вращения ротора жестко связана с частотой тока, протекающего в ста торных обмотках. Поэтому, если статор питается током неизменной частоты (например, от промышленной сети), частота вращения постоянна и не зависит от нагрузки. Такие двигатели используют в системах, требующих строго постоянной частоты вращения (электрические часы, лентопротяжные механизмы, программные устройства и т. п.).

В том случае, когда частота тока изменяется (системы синхронной связи), частота синхронного вращения меняется вместе с частотой сети.

К группе синхронных двигателей следует отнести также двигатели, у которых частота тока в статоре определяется частотой вращения ротора, так как с ротором связан задающий генератор, управляющий чистотой тока в статорных обмотках. Поскольку источником питания таких двигателей служит сеть постоянного тока, они получили название бесконтанктных (бесщеточных) двигателей постоянного тока или вентильных двигателей.

В цифровых системах автоматики применяют шаговые двигатели, в обмотки статора которых поступают импульсы тока от устройств уравнения, а частота вращения ротора строго синхронизирована с частотой поступающих импульсов.

И зависимости от особенностей возбуждения синхронные двигатели делят на двигатели с активным ротором, представляющим собой явно полюсный ротор из постоянного магнита; с реактивным ротором, представляющим собой явнополюсный или зубчатый ротор из магнитомягкого материала, и индукторные машины, возбуждение которых создает он постоянной составляющей тока в обмотках статора, постоянным магнитом или специальной неподвижной обмоткой возбуждения.