Введение. Автоматических систем

Автоматических систем

Электрические машины

Учебное пособие

Курс лекций

Киров. 2004

УДК 621 313

Нетеча В.И., Тимина Н.В. Электрические машины автоматических систем: Учебное пособие,: Киров, изд-во ВятГУ - с.

В методическом пособии рассматриваются особенности теории некоторых электрических машин.

Пособие предназначено для студентов, изучающих курс «Электрические машины. Специальности 180400 –«Электропривод и автоматизация промышленных установок» заочного и ускоренного дневного обучения.

Подготовлено на кафедре «Электрические машины и аппараты» Вятского государственного университета.

Табл, Ил, Библиограф: НАЗВ.

Рецензенты: Кафедра «Электромеханика» ВятГУ

Кафедра «Электропривод»

Н.И. Присмотров – кандидат технических наук, доцент.

Редакторы: Бушуев Е.В.

Матонин А.А

Низовцев С.Н.

ã ВятГУ, 2004

ã В.И. Нетеча

Н.В.Тимина

Содержание

Введение 4

1. Общие сведения об электрических машинах. 6

1.1 Основные элементы конструкций и конструктивные

исполнения электрических машин. 6

1.2 Трансформаторы. Назначение, устройство и принцип действия. 7

1.3 Асинхронные машины. Принцип действия и особенности 15 конструкции.

1.4 Принцип действия и устройство синхронных машин. Системы 18 возбуждения.

1.5 Устройство машин постоянного тока. Конструкция. 22

2. Асинхронные микромашины. 28

2.1 Трехфазный асинхронный двигатель, работающий от 28

однофазной сети.

2.2 Асинхронные конденсаторные двигатели. 34

2.3 Асинхронные исполнительные двигатели. 45

2.3.1 АИД с полым немагнитным ротором. 50

2.3.2 АИД с полым ферромагнитным ротором. 53

2.3.3 АИД с короткозамкнутым ротором. 54

2.4 Асинхронные тахогенераторы. 56

2.5 Вращающиеся трансформаторы. 62

3. Синхронные двигатели. 71

3.1 Синхронный реактивный двигатель. 71

3.2 Гистерезисный двигатель. 75

3.3 Двигатель с возбуждением от постоянных магнитов. 78

4. Микромашины постоянного тока. 86

4.1 Тахогенераторы постоянного тока. 86

4.2 Исполнительные двигатели постоянного тока. 90

4.2.1 Якорное управление. 91

4.2.2 Полюсное управление. 95

5. Коллекторные двигатели (универсальные). 98 6. Сельсины. Система синхронной связи. 103

6.1 Работа сельсинов в индикаторном режиме. 104

6.2 Работа сельсинов в трансформаторном режиме. 106

7. Шаговые двигатели. 110

7.1 Устройство и принцип действия. 111

7.2 Режим работы шаговых двигателей. 113

7.3 Основные параметры и характеристики. 115

8. Вентильный двигатель. 117

9. Режимы работы электрических машин. 124

Электрическая машина (ЭМ) представляет собой электромеханическое устройство, осуществляющее преобразование механической или электрической энергии.

Если в ЭМ преобразуется механическая энергия в электрическую, то эта машина называется электрическим генератором. Если же преобразуется электрическая энергия в механическую, то машина называется электродвигателем.

Электродвигатели составляют основу электропривода и приводят в движение станки, подъемные и транспортные средства, обеспечивают дистанционное регулированием контроль, работу следящих систем и т.д.

Электрические машины малой мощности (до 600Вт) принято называть микромашинами. Их используют в устройствах автоматики, вычислительной технике, в кинематических устройствах радиоэлектронных приборов, в приборах точной механики и оптики, в медицинских приборах, в аппаратуре связи, приборах звукозаписи и киноаппаратуре. Кроме того, микромашины широко применяются в устройствах бытовой техники (холодильники, пылесосы, вентиляторы, миксеры, соковыжималки, фены, электробритвы и т.д.), поэтому они должны отличаться низкой стоимостью и высокой технологичностью.

В зависимости от назначения электрические микромашины делят на: ЭМ общепромышленного назначения и ЭМ автоматических устройств.

Электрические машины по роду тока можно разделить на двигатели переменного тока, постоянного тока и универсальные.

Также ЭМ разделяются по принципу действия:

- коллекторные машины – применяют главным образом для работы на

постоянном токе, но могут использоваться и в качестве двигателей на

переменном токе;

- асинхронные машины – частота вращения ротора отстаёт от частоты

вращения поля статора на величину скольжения;

- синхронные машины – частота вращения поля и частота вращения

ротора одинаковы.

Несмотря на разнообразие конструкций ЭМ, их принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции, поэтому ЭМ разного принципа действия свойственна единая природа электромагнитных процессов, возникающих при взаимодействии проводника с током и магнитного поля.

Электрические микродвигатели, как правило, относятся к специальным электрическим машинам, конструктивно сопрягаемыми с электрическими приборами или аппаратами, для которых они предназначены, что позволяет уменьшить габариты и массу электропривода в целом.

В микромашинах значительно выше вероятность перегрева, чем в электрических двигателях (ЭД) большой и средней мощности, что объясняется незначительной площадью поверхности охлаждения. Кроме того, к микромашинам предъявляются повышенные требования по динамическим характеристикам, сроку службы, надёжности, чувствительности и т.д.

Несмотря на все трудности, производство микромашин постоянно растёт и в настоящее время на их долю приходиться 1/3 часть выпускаемых электрических машин. Микромашины проникли во все сферы человеческой деятельности и широко используются в измерительной технике, в системах автоматического регулирования и управления, обработке и передаче информации, в авиации и космической технике.

В данном пособии коротко описывается принцип действия основных типов электрических машин, рассматриваются вопросы теории электрических микромашин. Пособие предназначено для студентов, специализирующихся в области автоматического регулирования и управления. Именно в этих областях техники электрические микромашины получили наибольшее распространение.

Дата добавления: 2014-01-13