Статор синхронной машины аналогичен статору асинхронной машины. Следовательно, процессы формирования магнитного поля Ф1 статора так же аналогичны соответствующим процессам в асинхронной машине.
В синхронных машинах поток Ф2 создается специальной обмоткой возбуждения, которая питается постоянным током. В установившемся режиме ротор двигателя вращается с синхронной скоростью, поэтому потоки Ф1 и Ф2 так же вращаются синхронно и создает общее магнитное поле. Силы магнитного взаимодействия между потоками Ф1 и Ф2 создают электромагнитный момент.
Синхронная машина является колебательной системой с малым коэффициентом затухания. При работе двигателя с реактивной нагрузкой на валу нагрузка оказывает демпфирующее действие. При работе с малыми нагрузками степень затухания колебаний ротора двигателя оказывается недостаточной, поэтому в роторе укладывается дополнительная демпфирующая (успокоительная) обмотка. Успокоение колебаний ротора происходит за счет момента, который возникает в результате того, что при колебаниях ротор двигателя то быстрее, то медленнее магнитного поля статора и в обмотке возбуждения и в демпфирующей обмотке индуктируются токи. Эти токи, взаимодействуя с общим магнитным полем машины, и создают синхронизирующий (успокаивающий) момент.
3.2 Ограничения, накладываемые на режимы преобразования энергии в синхронных двигателях.
Для синхронного двигателя следует учитывать ограничения:
· По перегрузочной способности по моменту;
· По нагреванию;
· По допустимой скорости вращения.
3.3 Конструктивные особенности синхронного двигателя.
По конструктивному выполнению роторов различают следующие разновидности синхронных двигателей:
· Двигатели с электромагнитным возбуждением, имеющие обмотку возбуждения;
· Двигатели с постоянным магнитами.
Машины с постоянными магнитами имеют обычно явно выраженные полюсы. Двигатели с электромагнитным возбуждением могут выполняться как с явно выраженными, так и неявно выраженными полюсами. Очевидно, что наиболее общим случаем является вариант двигателя с электромагнитным возбуждением, имеющим исполнения ротора с явно выраженными полюсами.
Синхронные двигателя с явно выраженными полюсами выполняются с массивными или шихтованными полюсами. У двигателей с массивными полюсами асинхронный вращающий момент, необходимый при запуске, создается за счет токов, индуктируемых в теле полюсов вращающимся магнитным полем статора. Для увеличения асинхронного вращающего момента полюсы могут соединяться металлическими перемычками. Двигатели с шихтованными полюсами снабжаются специальными пусковыми обмотками, расположенными на полюсах и представляющими
|
собой стержни, замкнутые по бокам полюсов медными сегментами и кольцами. Эти же обмотки служат для демпфирования механических колебаний вала двигателя.
Двигатели с явно выраженными полюсами обладают неравенством магнитной проводимости ротора вдоль предельной и поперечной осям полюсов.
В короткозамкнутых контурах пусковой (демпферной) обмотки синхронного двигателя нет приложенных напряжений. В них ЭДС индуктируется только магнитными полями, сцепляющимся с этой обмоткой. В тех случаях, когда угловая скорость вращения ротора отличается от скорости вращения поля статора, в пусковой (демпферной) обмотке индуктируются значительные токи. Эти токи создают в воздушном зазоре магнитные поля которые можно разделить по продольной и поперечной осям полюсов. Тогда пусковую (демпферную) обмотку можно представить в виде двух эквивалентных короткозамкнуьых контуров, магнитная ось одного из которых сосредоточена по продольной оси полюсов (по магнитной оси обмотки возбуждения), а ось второго контура ортогональна оси первого контура.
Исходя из изложенного и учитывая, что в теории машин переменного тока систему координат, связанную с ротором, называют системой d,q, электрическую схему синхронного двигателя с явно выраженными полюсами и снабженного пусковой (демпферной) обмоткой, можно представить в виде рис. 3.1.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.