КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Общая характеристика
Синхронные электрические машины Синхронные машины (СМ) характеризуются тем, что частота вращения ротора в определенном интервале изменения нагрузки остается постоянной и равной частоте вращения ВМП, создаваемого обмотками статора. Многие типы СМ обратимы, т.е. без изменения конструкции они могут работать как в генераторном, так и двигательном режимах. Наибольшее распространение СМ получили в качестве генераторов переменного тока. Статор СМ выполняют неявнополюсным по типу статора трехфазного АД. Ротор СМ, выполняемый, как правило, явнополюсным, создает постоянное магнитное поле. Для СМ с электромагнитным возбуждением постоянный ток в обмотку возбуждения (ОВ) ротора подается через кольца и щетки от возбудителя, представляющего собой ЭМ постоянного тока, находящуюся на одном валу с основной машиной. К таким СМ относятся мощные синхронные генераторы: турбогенераторы, устанавливаемые на ТЭЦ и ГРЭС, и гидрогенераторы ГЭС. При магнитоэлектрическом возбуждении, применяемом в СМ малой и средней мощности, ротор выполняют в виде многополюсного постоянного магнита. При повышенных частотах (400 Гц и более) использование магнитоэлектрического возбуждения позволило увеличить надежность и КПД, уменьшить габариты, массу и стоимость СМ. Синхронные двигатели (СД) с электромагнитным или магнитоэлектрическим возбуждением относят к двигателям с активным ротором. СД с реактивным ротором не имеют источника постоянного магнитного поля. Их ротор выполняют явнополюсным или зубчатым из магнитомягкого материала - шихтованной электротехнической стали. В индукторных СМ возбуждение создается постоянной составляющей тока в обмотках статора, постоянным магнитом или специальной ОВ, расположенными на статоре. К СД относятся также шаговые двигатели (ШД), в обмотки статора которых поступают импульсы тока от цифровой СУ. Частота вращения ротора ШД синхронизирована с частотой управляющих импульсов. Для привода устройств автоматики часто требуется относительно небольшая стабильная частота вращения выходного вала (единицы или десятки оборотов в минуту). При небольшой мощности привода (единицы или десятки ватт) целесообразно применять редукторные СД, совмещающие функции двигателя и понижающего редуктора. Другим типом СД с пониженной частотой вращения являются двигатели с катящимся ротором, работающие по принципу механических планетарных редукторов. Маломощные СД устанавливаются в самопишущих приборах, устройствах звуко- и видеозаписи, в винчестерах, станках с ЧПУ и т.д. Отличительной особенностью СД с электромагнитным возбуждением является то, что в зависимости от величины тока возбуждения они могут работать с разными углами j между векторами фазных напряжения и тока : j>0 (недовозбужденный СД), j=0 и j>0 (перевозбужденный СД). Недовозбужденный СД потребляет из сети токи индуктивного характера, а перевозбужденный СД – токи емкостного характера. При j=0 реактивные токи из сети не потребляются и фазный ток СД принимает минимальное значение. Электромагнитный момент М создается в результате взаимодействия ВМП статора СД с полем возбуждения Фв ротора, которые вращаются с одинаковой угловой скоростью (синхронный режим). В случае симметричной магнитной цепи и при незначительном активном сопротивлении обмотки статора момент М определяется уравнением, известным из общей теории синхронных машин с активным ротором [3]: , (4.1)
где m1 – число фаз статора; U1 – фазное напряжение обмотки статора; E0 – ЭДС, наводимая магнитным потоком ротора в обмотке фазы статора; w1=2p f 1/p – синхронная угловая скорость (p – число пар полюсов СМ) ВМП статора; XC – синхронное индуктивное сопротивление фазной обмотки статора; q - сдвиг по
Рис.4.1 фазе между векторами и ; ФРА – поток "реакции якоря", создаваемый фазным током I'1. Если принять, что активное сопротивление обмотки статора равно 0, то q равен углу между осью полюсов ротора, создающего поток ФВ, и результирующим магнитным потоком ФРЕЗ машины. Так как электромагнитный момент М уравновешивает момент нагрузки, то при увеличении нагрузки потребление мощности из сети и, следовательно, тока I 1 возрастает. Как следует из упрощенной векторной диаграммы одной фазы СД на рис. 4.1, рост тока I 1 приведет к увеличению угла q. Механическая характеристика СД, соответствующая выражению (4.1), приведена на рис. 4.2. Рис.4.2 По мере возрастания момента сопротивления МС на валу СД до значения МДОП, угол q монотонно увеличивается до p/2. При дальнейшем увеличении МС и угла q электромагнитный момент начинает уменьшаться. Это приводит к катастрофическому увеличению угла q и выходу СД из синхронизма. СД останавливается и его обмотка статора может сгореть, во избежание чего противоаварийная защита должна отключить перегруженный СД от сети.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 317; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |