Конструкція синхронних генераторів

Будь-яка синхронна машина складається з двох головних частин: нерухомого статора і обертового ротора (рис.5.1). Статор і ротор розділені повітряним проміжком, який у великих синхронних машинах, як правило, значно більший, ніж у асинхронних машинах, однакових за потужністю. За конструкцією статор синхронної машини принципово не відрізняється від статора асинхронної машини. Сердечник статора 1 набирають з штампованих ізольованих […]

Принцип дії синхронного генератора

Синхронні генератори в залежності від типу обмотки статора можуть бути одно-, двох- і трифазними. Найбільше розповсюдження отримали трифазні генератори. На рис. 5.4 зображена електромагнітна схема такого генератора. Трифазна обмотка статора складається з трьох однофазних обмоток, рівномірно розподілених по статору і зсунутих в просторі на 1200 відносно один одного (рис. 5.4). Завдяки первинному двигуну, в якості […]

Головні рівняння. Векторні діаграми.

При роботі генератора магнітні потоки збудження Фз, якоря Фа (статора) і розсіювання статора Фsа наводять відповідно в обмотці статора головну ЕРС Е0, ЕРС реакції якоря Еа і ЕРС розсіювання Еs1. Напруга на зажимах статорної обмотки генератора при навантаженні рівна сумі наведених в обмотці статора ЕРС мінус падіння напруги на внутрішньому активному опорі обмотки статора : […]

Синхронний тахогенератор

Конструктивно синхронний тахогенератор являє собою однофазний синхронний генератор невеликої потужності з ротором, який збуджується постійними магнітами. Завдяки збудженню постійними магнітами в синхронному тахогенераторі немає ковзаючих контактів, що вигідно відрізняє його від тахогенератора постійного струму. В процесі роботи тахогенератора в обмотці статора наводиться ЕРС.

Принцип дії трифазних синхронних двигунів

При вмиканні в мережу трифазної обмотки статора в синхронній машині виникає обертове магнітне поле, частота обертання якого n1 пропорційна частоті струму в мережі f1: n1 = f160/p. Принцип дії синхронного двигуна розглянемо на прикладі моделі, що являє собою дві розділенні повітряним проміжком системи полюсів: зовнішню і внутрішню (рис. 6.1). внутрішня система (ротор) розташована на валу […]

Пуск синхронних двигунів

Істотним недоліком синхронних двигунів являється відсутність у них пускового момента. Інерційність ротора не дозволяє йому одразу (миттєво) розвивати частоту обертання, рівну частоті обертання поля, яка встановлюється, як тільки в обмотці статора з’являється струм. В результаті над полюсами ротора проходять полюси поля статора різної полярності, а тому між полем статора і полюсами ротора не виникає стійкого […]

Електромагнітний момент синхронного двигуна

Електромагнітний момент (Н·м) синхронного двигуна з явнополюсним ротором визначається виразом (6.1) де m1 – кількість фаз обмотки статора; Е0 – ЕРС обмотки статора, Е0ºФз, В; U1 – напруга (фазна), підведена до обмотки статора, В; xd = xad+xd1 i xq = xaq+xd1 – індуктивні опори обмотки статора по повздовжній і поперечній вісям, Ом; q – кут […]

Робочі характеристики синхронних двигунів

Робочі характеристики синхронного двигуна (рис. 6.7) являють собою залежності частоти обертання n1, живлячого струму І1, корисного моменту М2 і коефіцієнта потужності cosj1 від корисної потужності Р2 при сталих напрузі U1, частоті мережі f1, а також величині струму збудження Із. Рис. 6.7. Робочі характеристики синхронного двигуна.

Синхронні двигуни з постійними магнітами

Синхронний двигун з постійними магнітами відрізняється від двигуна з обмоткою збудження тим, що магнітне поле ротора створюється тут за рахунок постійних магнітів. Двигун не має ковзаючих контактів, не потребує джерела живлення постійного струму і в той же час за своїми пусковими і робочими властивостями досить близький до двигуна з обмоткою збудження постійного струму. Ротори двигунів […]

Принцип дії і пристрій реактивного двигуна

Реактивний двигун, на відміну від розгляненого (див. гл. 6) двигуна, не має обмотки збудження. Його головний магнітний потік створюється за рахунок намагнічуючого струму обмотки статора. В двох- і трифазних двигунах обмотка статора створює обертове магнітне поле. Аналіз виразу (6.5) показує, що при відсутності магнітного потоку збудження полюсів ротора (Е0=0) перша складова, що являє собою головний […]

Обертовий момент реактивного двигуна

Обертання ротора реактивного двигуна відбувається під дією реактивного моменту, причина виникнення якого була розглянена раніше (див. 6.3). З виразу, що визначає величину реактивного моменту, випливає, що максимальне значення моменту Мр max наступає при навантаженні, що відповідає куту qкр=450 (рис. 7.2, крива 1). Рис. 7.2. Максимальне значення моменту Мр.

Тихохідний редукторний двигун реактивного типу

Редукторні двигуни досить різноманітні як за пристроєм, так і за принципом дії. Їх особливістю являється те, що вони працюють не на першій (головній), а на вищих гармоніках обертового магнітного поля, частота обертання яких в просторі значно менша частоти обертання першої гармоніки цього поля. Рис. 7.5. Магнітна система редуктивного двигуна реактивного типу.

Гістерезисний двигун

Робота гістерезисного двигуна полягає на дії гістерезисного моменту. Для вияснення фізичної суті виникнення цього моменту звернемося до рис.7.6, де зображені два полюси постійного магніту (поле статора); між ними розташований циліндр (ротор) з магніто-твердого матеріалу. Під дією зовнішнього магнітного поля ротор намагнічується. На стороні, поверненій до північного полюсу постійного магніта, збуджується південний полюс, а на стороні […]

Однофазні синхронні двигуни типу ДСД і ДСДР

Однофазний синхронний двигун з екранованими полюсами типу ДСД (рис. 7.12) складається з явнополюсного статора 1 з однофазною обмоткою 2 трансформаторного типу. Полюси статора розділені повздовжнім пазом на дві рівні частини, причому в одній з них на кожному полюсі розташовані короткозамкнені (екрануючі) витки 3. Призначення цих витків – створювати зсув в часі магнітних потоків екранованої і […]

Крокові виконавчі двигуни

В наш час в схемах автоматики поряд з автоматичними системами безперервної дії, які здійснюються з допомогою виконавчих двигунів звичайного виконання, використовуються системи дискретної (імпульсної) дії. Такі системи здійснюються з допомогою крокових виконавчих двигунів. Крокові двигуни – пристрої, які перетворюють електричні імпульси напруги керування в дискретні (скачкоподібні) кутові або лінійні переміщення ротора з можливою його фіксацією […]

Робота сельсинів в індикаторній схемі

Найпростіша індикаторна схема синхронного зв’язку для дистанційної передачі кута складається з двох однакових сельсинів (приймача і давача) і лінії зв’язку (рис. 8.3). Обмотки збудження ОЗ обох сельсинів підключаються до однофазної мережі змінного струму. Кінці фаз обмотки синхронізації приймача з’єднуються лінією зв’язку з кінцями фаз обмотки синхронізації давача. Рис 8.3. Найпростіша індикаторна схема синхронного зв’язку для […]

Сельсини

В сучасній техніці часто виникає необхідність в синхронізації обертання або повороту осей механізмів, що знаходяться на відстані один від одного. Ця задача частіше всього вирішується з допомогою електричних систем синхронного зв’язку. Синхронним зв’язком називається електричний зв’язок, який забезпечує одночасне обертання або одночасний поворот двох або декількох механічно не пов’язаних, що знаходяться на відстані один від […]

Головні поняття електромашин

Електромашинними перетворювачами називаються електричні машини, призначені для перетворення роду струму, напруги, частоти і т.п. Принцип дії електромашинних перетворювачів полягає на подвійному перетворенні енергії: електрична енергія перетворюється в механічну, яка потім перетворюється знову в електричну енергію, але іншого виду. Електромашинні перетворювачі виготовляють у вигляді двигун-генераторних агрегатів або одноякірних перетворювачів. В залежності від призначення електромашинні перетворювачі поділяються […]

Електромашинні перетворювачі двигун-генераторного типу

Електромашинні перетворювачі двигун-генераторного типу Електромашинний перетворювач двигун-генераторного типу являє собою агрегат, що складається з двигуна і генератора, пов’язаних загальним валом і поміщених в загальний корпус. Перетворювач, призначений для перетворення трифазного змінного струму в постійний, складається з трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором і генератора постійного струму (рис.9.1). Рис 9.1 Перетворювач для перетворення трифазного змінного струму […]

Одноякірні перетворювачі

Одноякірні перетворювачі В одноякірному перетворювачі двигун і генератор суміщені в одній машині, де є один якір (ротор) і загальна обмотка збудження. Розглянемо роботу одноякірного перетворювача постійно-змінного струму. Обмотка якоря цього перетворювача з одного боку якоря під’єднана до колектора, а з другого боку – до контактних кілець (рис. 9.3). Рис 9.3. Обмотка якоря перетворювача

Принцип дії колекторних електричних машин

Принцип дії колекторних електричних машин Відмінною конструктивною ознакою колекторної машини постійного струму є наявність колектора, через який відбувається зв’язок робочої обмотки (обмотки якоря) з навантаженням (режим генератора) або джерелом живлення (режим двигунів). Колектор – це механічний перетворювач. В комплекті з контактними щітками він перетворює постійний струм в змінний або навпаки.

Способи збудження колекорних електричних машин

Способи збудження колекорних електричних машин Для роботи електричної машини необхідна наявність магнітного поля. В більшості машин постійного струму це поле створюється обмоткою збудження, що живиться постійним струмом. Властивості електричних машин постійного струму в значній мірі визначаються способом ввімкнення обмотки збудження або, як принято говорити, способом збудження. За способами збудження електричні машини можна класифікувати слі-дуючим чином: […]

Будова колекторних електричних машин

Будова колекторних електричних машин Електрична машина постійного струму складається з нерухомого статора і якоря, що обертається. Статор включає станину і головні полюси з полюсними котушками. Як правило, в колекторних двигунах малої потужності з електромагнітним збудженням використовують двохполюсні статори (2р = 2) двох конструкцій – збірний і суцільний шихтований. Станина збірного статора (рис.1.1.6, а) являє собою […]

Магнітне поле машини. Реакція якоря

Магнітне поле машини. Реакція якоря Рис.1.1.20. Магнітне коло колекторної електричної машини Магнітним колом називається сукупність частин машини, по яким проходить головний магнітний потік (рис.1.1.20). Магнітне коло машини постійного струму складається з п’яти ділянок: осердя головних полюсів, повітряний проміжок, зубчатий слой якоря, ярмо якоря і ярмо статора (станина). Кожна з цих ділянок створює опір магнітному потоку. […]

Комутація в колекторних електричних машинах

Комутація в колекторних електричних машинах Робота машини постійного струму, як правило, супроводжується іскрінням між щіткою і колектором. Іскріння на колекторі – явище досить шкідливе. Воно приводить до підгорання колектора і щіток, забруднення машини, неможливості використання машини в вибухонебезпечних приміщеннях, нестабільності характеристик машини через опір контакту щітка-колектор, що змінюється, і т.д. Існує багато причин, що викликають […]

Способи покращення комутації в колекторних електричних машинах

Способи покращення комутації в колекторних електричних машинах В кінцевому підсумку способи покращення комутації зводяться до зменшення або повного усунення струму комутації, що визначається рівнянням (1.1.13) де Srк – сума електричних опорів струмів комутації, а саме опорів секцій, перехідного контакту між колекторними пластинами і щіткою, а також щітки. З перерахованих опорів найбільшу величину мають опори перехідного […]

Математичні закономірності колекторних двигунів

Математичні закономірності колекторних двигунів Електрорушійна сила обмотки якоря. В процесі роботи машини постійного струму в кожному провіднику якоря наводиться ЕРС, величина якої визначається виразом (1.1.1). В машині постійного струму магнітна індукція в повітряному проміжку в межах кожного полюсного ділення розподіляється по трапецеїдальній кривій (рис.1.2.1). Тому для визначення ЕРС зручніше використовувати середнє значення магнітної індукції в […]

Колекторні двигуни незалежного і паралельного збудження

Колекторні двигуни незалежного і паралельного збудження. Схеми включення. Основні характеристики В двигунах незалежного збудження обмотка збудження ОЗ електрично не пов’язана з обмоткою якоря (рис.1.2.3,а). Як правило, напруга збудження Uз відрізняється від напруги в колі якоря U. Якщо ж напруги рівні, то обмотку збудження вмикають паралельно обмотці якоря (рис.1.2.3,б). Використання в електроприводі двигуна незалежного або паралельного […]

Регулювання частоти обертання двигунів незалежного і паралельного збудження

Регулювання частоти обертання двигунів незалежного і паралельного збудження Хороші регулюючі властивості двигунів постійного струму – одна з головних причин їх використання в сучасному електроприводі, недивлячись на істотні недоліки, обумовленні наявністю в них щітково-колекторного вузла. Кращі регулюючі властивості у двигунів незалежного і паралельного збудження. Способи регулювання частоти обертання характеризуються показниками: діапазон і плавність регулювання, економічність, що […]

Пуск колекторних двигунів

Пуск колекторних двигунів Струм в колі якоря двигуна визначається виразом (1.2.9). При вмиканні двигуна в мережу в початковий момент часу частота n = 0, тому проти-ЕРС Еа = 0. Початковий пусковий струм в колі якоря (1.2.30) Так як опір обмоток в колі якоря, як правило, невеликий, то початковий пусковий струм Іп досягає більших значень в […]

Двигуни послідовного збудження

Двигуни послідовного збудження В двигунах послідовного збудження обмотка збудження ввімкнена послідовно з обмоткою якоря (рис.1.2.10,а), при цьому струм збудження дорівнює струму якоря (Із = Іа), що надає двигунам особливі властивості. При невеликих навантаженнях, коли Іа < Іном і магнітна система двигуна ненасичена, електромагнітний момент пропорційний квадрату струму в обмотці якоря: (1.2.32)

Універсальні колекторні двигуни

Універсальні колекторні двигуни Універсальний колекторний двигун працює як від мережі постійного струму, так і від мережі змінного струму. Можливість роботи колекторного двигуна послідовного збудження від мережі змінного струму пояснюється тим, що при зміні полярності підведеної напруги змінюються напрямки струмів в обмотці якоря і в обмотці збудження. При цьому зміна полярності полюсів статора практично співпадає з […]

Безконтактні двигуни постійного струму

Безконтактні двигуни постійного струму З метою покращення властивостей двигунів постійного струму були створені двигуни з безконтактним комутатором, що називаються безконтактними двигунами постійного струму (БДПС). Відмінність БДПС від колекторних двигунів традиційної конструкції полягає в тому, що в них щітково-колекторний вузол замінений напівпровідниковим комутатором (інвертором), що керується сигналами, які поступають з безконтактного давача положення ротора. Робоча обмотка […]

Призначення виконавчих двигунів і вимоги, які до них предявляються

Виконавчі двигуни призначені для перетворення керуючого електричного сигналу в кутове механічне переміщення вала в системах автоматики. Такі двигуни працюють в умовах частих пусків і зупинок, тому що сигнал керування систематично змінюється відповідно до закону регулювання. Виконавчі двигуни іноді називають керованими. В системах автоматики застосовують виконавчі двигуни трьох видів – постійного струму, асинхронні і крокові. За […]

Керування виконавчими двигунами постійного струму

У якості виконавчих двигунів постійного струму застосовують двигуни з електромагнітним незалежним збудженням або зі збудженням постійними магнітами. Наявність щітково-колекторного вузла ускладнює експлуатацію виконавчих двигунів і робить неможливим їх застосування у вибухонебезпечних і пожежонебезпечних середовищах. Механічне тертя щіток об колектор ускладнює керування такими двигунами. Проте виконавчі двигуни постійного струму мають ряд переваг: їх механічні і регулювальні […]

Будова виконавчих двигунів постійного струму

Одна з головних вимог до виконавчих двигунів – швидкодія (малоінерційність). При подачі керуючого сигналу на відповідну обмотку виконавчого двигуна якір починає обертатися і, розганяючись, через якийсь час досягає встановленої частоти обертання. Час розгону якоря двигуна визначається електромеханічними процесами, обумовленими перехідним процесом. Для кількісної оцінки швидкодії виконавчого двигуна використовують електромеханічну постійну часу, що являє собою час […]

Загальні відомості про генератори постійного струму

Недивлячись на переважне використання в народному господарстві джерел трифазного змінного струму, генератори постійного струму широко використовуються в різних галузях промисловості. Область їх використання достатньо широка і різноманітна, звідси і різноманітні вимоги до параметрів і характеристик генераторів постійного струму. Властивості і характеристики їх визначаються способом створення потоків збудження. В залежності від цього розрізняють: генератори з незалежним […]

Генератор з незалежним збудженням

В цьому генераторі (рис.1.4.1, а) струм збудження Із не залежить від струму якоря Іа, який рівний струмові навантаження Ін. Сила струму Із визначається напругою джерела живлення і опором кола збудження (опором обмотки збудження rз і регулюючого опору rр.з): Із = Uз/(rз + rр.з). (1.4.1) Як правило, струм збудження складає (1¸3)% від номінального струму якоря.

Генератор з паралельним збудженням

В цьому генераторі використовується принцип самозбудження, при якому обмотки збудження живляться безпосередньо від самого генератора (рис.1.4.2, а). Для виникнення процесу самозбудження необхідно, щоб в генераторі був хоча б невеликий, (2 ¸ 3) % від Фз.ном, потік залишкового магнетизму Фзал. Якщо привести генератор в обертання і підключити коло збудження до кола якоря, то на якорі з’явиться […]

Тахогенератори постійного струму

Тахогенератор постійного струму – це машина постійного струму з незалежним збудженням або збудженням постійними магнітами, що працює в генераторному режимі. Рис.1.4.3. Принципові схеми ввімкнення тахогенераторів постійного струму