Содержание
- 2. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Принцип работы синхронного двигателя. При скорости n0 = 3600 об/мин в течение секунды мимо
- 3. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Векторная диаграмма синхронного двигателя. На рисунке показана схема замещения синхронного дви-гателя. Этой схеме соответствует
- 4. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Угловая характеристика синхронного двигателя. Устойчивая работа синхронного двигателя возможна, когда при увеличении момента сопротивления
- 5. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Влияние тока возбуждения на работу двигателя. При заданной механической нагрузке двигателя потребляемая им акти-
- 6. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Экономичный режим эксплуатации синхронного двигателя. Потери мощности в синхронном двигателе складываются из: - постоянных
- 7. Пуск синхронного двигателя. Проблема пуска синхронного двигателя долгое время ограничивала их использование, так как в момент
- 8. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Пуск синхронного двигателя. На рисунке показана схема пуска синхронного двигателя. Перед пус-ком обмотка возбуждения
- 9. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Свойства синхронных двигателей и области их применения. Преимущества синхронных двигателей: 1) стабильность скорости вращения
- 10. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Генератор постоянного тока. Генераторы постоянного тока применяют для зарядки аккумуляторных батарей, для питания
- 11. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Генератор постоянного тока. Катушки электромагнитов, образующие обмотку возбуждения, питаются постоянным током и создают
- 12. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Генератор постоянного тока. Рассмотрим обмотку якоря, состоящую из 8 про-водящих стержней. Все стержни
- 13. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Генератор постоянного тока. На рис. а) показана электрическая схема соединения стержней якоря. Из
- 14. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Возбуждение генератора. В зависимости от способа питания обмотки возбуждения различают: 1) генераторы с
- 15. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Генератор с параллельным возбуждением. Генераторы с независимым возбуждением применяются только для спе- циальных
- 17. Скачать презентацию
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Принцип работы синхронного двигателя.
При скорости n0 = 3600 об/мин в
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Принцип работы синхронного двигателя.
При скорости n0 = 3600 об/мин в
са ротора будет проходить по 50 раз полюс N’ и полюс S’ вращающегося
поля статора. Таким образом, на ротор будут действовать силы, направле-
нные то в одну, то в другую сторону. В результате ротор, обладающий оп-
ределённым моментом инерции, не сдвинется с места.
Если каким-либо образом разогнать ротор до скорости n0, то силы взаи-
модествия полюсов ротора с магнитным полем статора обеспечат враще-
ние ротора со скоростью поля n0. В режиме идеального холостого хода оси
обеих магнитных систем совпадают (рис. а). На полюса ротора действуют радиальные силы F1 и F2, которые не со-здают вращающего момента. Если к ва-лу двигателя приложить механическую нагрузку, то ось ротора сместится назад на угол, зависящий от величины момен-та сопротивления. На полюса ротора будут действовать силы, тангенциаль-
ные составляющие которых создают вращающий момент М.
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Векторная диаграмма синхронного двигателя.
На рисунке показана схема замещения синхронного дви-гателя.
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Векторная диаграмма синхронного двигателя.
На рисунке показана схема замещения синхронного дви-гателя.
На следующем рисунке показана векторная диаграмма синхронного двигателя. Вектор E0 отстаёт по фазе от ве-ктора U. Физически это соответствует тому, что ось маг-нитного потока ротора отстаёт по фазе на угол Θ (отно-сительно положения, которое она занимала в режиме хо-лостого хода). Угол Θ тем больше, чем значительней на-грузка на валу двигателя.
Активная мощность, потребляемая двигателем:
Вращающий момент, развиваемый двигателем:
M = Mmaxsin Θ
Зависимость вращающего момента двигателя от угла Θ при E0= const (т.е. при неизменном токе возбуждения) называется угловой характеристикой.
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Угловая характеристика синхронного двигателя.
Устойчивая работа синхронного двигателя возможна, когда при
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Угловая характеристика синхронного двигателя.
Устойчивая работа синхронного двигателя возможна, когда при
Таким образом, при изменении Θ от 0 до 900 работа двигателя будет устойчивой. При Θ ≥ 900 работа дви-гателя невозможна, так как при этом увеличение меха-
нической нагрузки на валу двигателя сопровождается уменьшением вра-щающего момента.
При работе двигателя в номинальном режиме угол Θ обычно не превы-шает 25-300. При этих значениях угла отношение максимального момента к номинальному, определяющее кратковременную перегрузочную способ-ность синхронного двигателя, равно:
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Влияние тока возбуждения на работу двигателя.
При заданной механической нагрузке двигателя
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Влияние тока возбуждения на работу двигателя.
При заданной механической нагрузке двигателя
вная мощность практически остаётся постоянной независимо от величины
тока возбуждения. Для каждой нагрузки синхронного двигателя можно по-
лучить расчётным или опытным путём зависимость величины потребляе-
мого тока от тока возбуждения. Эти зависимости принято называть U-об-
разными характеристиками.
Левые ветви характеристик соответствуют индуктивным cos φ, а правые ветви – емкос-тным cos φ. Из характеристик видно, что ток, потребляемый синхронным двигателем из сети, зависит от механической нагрузки на валу двигателя и от величины тока возбуж-дения.
Для повышения общего cos φ промышлен-ных электроустановок применяют синхрон-ные двигатели, работающие с перевозбужде-
нием. Обычно синхронные двигатели рассчитывают на cos φ = 0,8-0,9 (емк.).
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Экономичный режим эксплуатации синхронного двигателя.
Потери мощности в синхронном двигателе складываются
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Экономичный режим эксплуатации синхронного двигателя.
Потери мощности в синхронном двигателе складываются
- постоянных потерь, не зависящих от нагрузки и режима работы;
- переменных потерь, зависящих от механической нагрузки и от величи-
ны тока возбуждения.
К постоянным относят механические потери и магнитные потери в ста-
торе. Переменные потери включают потери мощности в обмотке ротора,
определяемые током возбуждения, и потери в обмотке статора, зависящие
от нагрузки и от тока возбуждения.
Увеличение тока возбуждения и перевод двигателя с режима при
cos φ = 1 на режим с емкостным cos φ вызывает увеличение потерь в дви-
гателе. В результате этого к.п.д. двигателя уменьшается. Однако, работа с
опережающим cos φ является экономически целесообразной. Это связано
с тем, что наиболее распространённые асинхронные двигатели работают с
индуктивным cos φ. В этих условиях общий cos φ нагрузки предприятя по-
вышается, а потребляемый из сети ток уменьшается благодаря работе син-
хронных двигателей с емкостным cos φ.
Пуск синхронного двигателя.
Проблема пуска синхронного двигателя долгое время ограничивала
Пуск синхронного двигателя.
Проблема пуска синхронного двигателя долгое время ограничивала
Эта проблема была решена применением схемы аси-нхронного пуска. Для этого ротор двигателя кроме обмотки возбуждения имеет короткозамкнутую об-мотку типа «беличьей клетки».
При этом в момент включения ротор ведёт себя как ротор обычного асинхронного двигателя, т.е. на-чинает раскручиваться за счёт сил Ампера, действу-ющих на короткозамкнутые проводники ротора с ин-дуцированным в них током. После того как ротор до-стиг скорости близкой к n0 начинает действовать ме-
ханизм синхронного двигателя и скорость вращения ротора остаётся неиз-менной и равной n0.
Для реализации этого метода используют специальные пусковые схемы включения синхронных двигателей.
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Пуск синхронного двигателя.
На рисунке показана схема пуска синхронного двигателя. Перед
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Пуск синхронного двигателя.
На рисунке показана схема пуска синхронного двигателя. Перед
место в асинхронном двигателе. Когда ротор достигнет скорости, близкой к синхронной, в обмотку возбуждения подают постоянный ток (переключа-тель П переводят в положение 2).
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Свойства синхронных двигателей и области их применения.
Преимущества синхронных двигателей:
1) стабильность
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Свойства синхронных двигателей и области их применения.
Преимущества синхронных двигателей:
1) стабильность
2) меньшая зависимость вращающего момента от напряжения сети;
3) возможность работы с опережающим cos φ (используется для повы-
шения общего коэффициента мощности промышленной установки).
Недостатки синхронных двигателей:
1) необходимость двух родов тока – постоянного и переменного;
2) относительная сложность пуска;
3) невозможность регулирования скорости при постоянной частоте пи-
тающей сети;
4) выпадение из синхронизма при значительных механических перег-
рузках.
Синхронные электродвигатели чаще применяют в непрерывно действу-
ющих агрегатах относительно большой мощности (центробежные и порш-
невые насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д.).
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
Генераторы постоянного тока применяют для зарядки аккумуляторных
батарей,
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
Генераторы постоянного тока применяют для зарядки аккумуляторных
батарей,
гатах, используемых для регулировки скорости рабочих машин.
Основные части генератора постоянного тока:
1) неподвижная магнитная система, создающая магнитное поле машины;
2) приводимый во вращение якорь, в обмотке которого индуцируется э.д.с.
3) коллектор, посредством которого получают постоянное напряжение.
Станина магнитной системы изготовле-на из литой стали. К внутренней поверх-ности станины при-креплены сердечни-ки электромагнитов. На сердечники на-деты катушки из медного изолирова-нного провода.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
Катушки электромагнитов, образующие обмотку возбуждения, питаются
постоянным
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
Катушки электромагнитов, образующие обмотку возбуждения, питаются
постоянным
гнитный поток Ф. Магнитные линии этого потока замыкаются через якорь
и станину.
Якорь представляет собой стальной цилиндр, ук-реплённый на валу машины. На наружной по-
верхности якоря имеются каналы, в которые укладывается обмотка якоря. Коллектор 4 собирается из медных пластин 5, изолированных друг от дру-га и от вала машины. Каждая из пластин коллектора присоединяется к оп-ределённой точке обмотки якоря.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
Рассмотрим обмотку якоря, состоящую из 8 про-водящих
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
Рассмотрим обмотку якоря, состоящую из 8 про-водящих
Перемычки между стержнями 1 – 4, 7 – 2, 5 – 8, 3 – 6, расположенные на переднем торце якоря, соединены соответственно с коллекторными пластинами A, B, C, D.
На рисунке перемычки, расположенные со стороны коллектора, показаны сплошными линиями, а с обратной стороны – пунктиром. Направление то-ков в проводниках определяются по правилу правой руки. Направление индукции магнитного поля – от северного полюса к южному. Направление движения проводников в верхней и нижней части – противоположное.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
На рис. а) показана электрическая схема соединения
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор постоянного тока.
На рис. а) показана электрическая схема соединения
e7+ e2+ e5. Электродвижущие силы eI и eII равны друг другу по величине: eI = eII = E (поскольку в них входят симметрично расположенные стержни)
Э.д.с. eI и eII направлены навстречу друг другу, поэтому ток в цепи обмот-ки якоря не возникает. Напряжение между пластинами коллектора А и С равно э.д.с. ветвей Е.
При повороте якоря на 900 (рис. б) в ветви I и II входят уже другие сте-ржни, но индуцированная в каждой ветви э.д.с. сохраняет своё значение. Напряжение между коллекторными пластинами В и D останется неизмен-ным. При замыкании на внешнее сопротивление в цепи потечёт ток.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Возбуждение генератора.
В зависимости от способа питания обмотки возбуждения различают:
1)
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Возбуждение генератора.
В зависимости от способа питания обмотки возбуждения различают:
1)
2) генераторы с самовозбуждением.
Схема генератора с независимым возбуждением вклю-чает источник постоянного тока, который и создаёт ток в обмотке возбуждения. Ток возбуждения в этой схеме не зависит от условий работы генератора.
При разомкнутой внешней цепи I1= 0 напряжение на зажимах генератора равно э.д.с. U = E – I1r1 = E, где r1 – сопротивление обмотки якоря. Реостат в цепи возбу-ждения позволяет регулировать э.д.с. генератора.
Характеристика холостого хода представляет зависимость э.д.с. от величины тока возбуждения.
Обращает внимание, что э.д.с. отлична от нуля да-же при отсутствии тока возбуждения. Это связано с остаточной намагниченностью стального магнито-провода.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор с параллельным возбуждением.
Генераторы с независимым возбуждением применяются только
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Генератор с параллельным возбуждением.
Генераторы с независимым возбуждением применяются только
циальных целей. Более распространены генераторы с самовозбуждением,
в которых питание обмотки возбуждения происходит от якоря самой ма-
шины. Для обеспечения самовозбуждения необходимо:
а) наличие остаточного магнитного потока в машине;
б) правильное присоединение концов обмотки возбуждения к зажимам
якоря, при котором ток возбуждения будет усиливать, а не ослаблять ос-
таточный магнитный поток. На рисунке приведена схема
параллельного возбуждения. В этой схеме обмотка воз-
буждения подключена параллельно щёткам якоря. Ток
якоря разветвляется на 2 цепи: внешнюю и цепь обмотки
возбуждения. Параллельная обмотка возбуждения выпол-
няется из большого числа витков тонкой проволоки. При
этом ток возбуждения составляет 1 – 5 % от номинального
тока машины.