Принцип дії синхронних машин

Частина 12. Синхронні машини.

Статор 1 синхронної машини (рис. 12.1) з укладеною на ньому трифазною обмоткою виконаний так, як описано у п. 10.1. На роторі 2 розміщений індуктор, обмотка збудження якого живиться постійним струмом. З зовнішнім джерелом постійного струму обмотку збудження (ротора) з'єднують за допомогою контактних кілець і щіток.

При обертанні ротора з частотою п створений його обмоткою магнітний потік Ф₀ перетинає провідники обмотки статора, яка на рис. 12.1 зображена скупченою (вся фаза, наприклад, лежить у двох пазах, зсунутих на кут 180° ел.) і індукує в них ЕРС, напрямок якої визначається за правилом правої руки, а частота, згідно (В.З),

(12.1а)

Якщо обмотку статора (якоря) під'єднати до навантаження, то потече струм І_я і велике магнітне поле, що обертається (див. п. 10.2), частота обертання якого, згідно (10.5)

(12.16)

Порівнявши рівняння 12.1, бачимо, що, тобто ротор обертається з тією ж частотою, що і магнітне поле статора. Тому машину, що розглядаємо, називають синхронною. Результуючий магнітний потік, у ній створюється разом з обмотками індуктора (ротора) і якоря (статора), причому цей потік обертається в просторі з частотою.

Можна уявити, що ротор зв'язаний пружними магнітними силовими лініями з полем статора, що обертається, і вони - ротор і поле - у встановленому режимі нерухомі одне відносно іншого.

Якщо обмотку статора під'єднати до напруги частотою, то струм, що тече по обмотці, створить так само, як і в асинхронній машині магнітне поле, що обертається і частота обертання якого визначиться за (11.1) або, що одне й те ж, за (12.16).

Взаємодія поля статора, що обертається, зі струмом збудження ротора призводить до появи електромагнітного моменту М який при роботі машини в режимі двигуна буде обертальним, а при роботі в режимі генератора. - гальмівним.

Рис. 12.1. Схема трифазної синхронної машини

При розімкненій обмотці статора (холостий хід) магнітний потік збудження створюється роторною обмоткою постійного струму, тому сам ротор нерухомий відносно магнітного поля і обертається синхронно разом з ним, незалежно від механічного навантаження на валі (двигун) або електричного навантаження статора (генератор).

Назвемо повздовжньою магнітною віссю лінію, що проходить по осі полюсів, а поперечною -лінію, що проходить через центр ротора під кутом: 90° ел. до повздовжньої осі.

На рис. 12.1 показано, що магнітні силові лінії статора напрямлені по поперечній магнітній осі. Результуюче поле посилено на збігаючій частині полюса: магнітні силові лінії ротора і статора співпадають за напрямом; на набігаючій частині полюса магнітні силові лінії ротора і статора напрямлені назустріч і результуюче поле послаблене.

Дата добавления: 2014-01-04