рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Принцип действия и устройство синхронного явнополюсного двигателя.

Принцип действия и устройство синхронного явнополюсного двигателя. - раздел Электротехника, Основные понятия устройств автоматики. Магнитные материалы в электромашинных и электромагнитных устройствах автоматики Характерный Признак Синхронного Двигателя – Вращение Ротора С Синхронной Част...

Характерный признак синхронного двигателя – вращение ротора с синхронной частотой

n1 =f160/p, независимо от нагрузки на валу. Поэтому синхронные двигатели используются в системах автоматики для приводов механизмов, требующих строго стабильной частоты вращения.

Синхронный двигатель, как и асинхронный, состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора, разделенных воздушным зазором. Существуют конструктивные разновидности исполнения синхронных двигателей малой мощности, отличающихся устройством ротора:

- явнополюсные с электромагнитным возбуждением,

- явнополюсные с возбуждением постоянными магнитами,

- явнополюсные реактивные (с невозбужденным ротором),

- неявнополюсные гистерезисные.

Трехфазный синхронный двигатель имеет неявнополюсный статор с распределенной трехфазной обмоткой двигателя — явнополюсной конструкции с электромагнитным воз­буждением. При этом на полюсах ротора 2 располагают полюсные катушки 3 (рис. 1), которые при последова­тельном соединении об­разуют обмотку воз­буждения (ОВ). При подключении ОВ к ис­точнику постоянного тока возникает магнит­ный поток возбуждения ФВ, силовые линии ко­торого сцеплены с об­моткой статора 1. При включении обмотки ста­тора в трехфазную сеть создается вращающееся с синхронной частотой n1 магнитное поле с таким же числом полюсов, как на роторе. Благодаря взаимодействию полей статора и ротора возникает электромагнитный момент, вращающий ротор с синхронной частотой. В результате

Рис. 1

электрическая энер­гия сети преобразуется в механическую энергию вращения.

 

Рис. 2. Явнополюсный ротор (а) и пусковая обмотка (б) синхронного

двигателя

Предположим, что ротор двигателя вращается с частотой, отличающейся от частоты вращения поля статора, тогда в некоторые моменты времени возбужденные полюса ротора окажутся под одноименными полю­сами поля статора, возникнут силы магнитного отталкивания. Суммарный электромагнитный момент станет равным нулю и ротор остановится.

На рис. 2, а показана конструкция ротора синхрон­ного двигателя с явно выраженными полюсами. Ротор состоит из вала 1, на котором укреплены сердечники полюсов с полюсными катушками 3. Каждый сердечник. заканчивается полюсным наконечником 4. В полюсных наконечниках имеются пазы (рис. 2,б), в которых расположены стержни 1 пусковой обмотки, замкнутые с двух сторон кольцами 2. Для подключения вращаю­щейся обмотки возбуждения к источнику постоянного тока на валу ротора находятся два изолированных от вала и друг от друга контактных кольца 2 (рис. 2,а), по которым скользят щетки, вставленные в специальные щеткодержатели. От щеток сделаны выводы И1 и И2, через которые обмотка возбуждения соединяется с источником постоянного тока (рис. 3) и в цепи обмотки

 

Рис. 3. Электромагнитная схема синхронного двигателя

 

протекает ток возбуждения IB, который создает МДС FB = IBwB. В магнитопроводе двигателя появляется поток возбуждения Фв. В качестве источника постоянного тока
в синхронных двигателях обычно используют полупроводниковые выпрямительные устройства. Например, в двигателях средней и большой мощности применяют тири-
сторные возбудительные устройства. Подключение двигателя к трехфазной сети осуществляется через выводы обмотки статора С1, С2, СЗ.

 

2. Пуск синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением

Синхронный двигатель при подключении его обмоток к источнику питания не развивает пускового момента. Ротор, по причине своей инерционности не может мгно­венно достичь частоты вращения, равной частоте враще­ния магнитного поля статора, которая устанавливается почти одновременно с включением обмотки статора в сеть. Поэтому между полюсами возбужденного ротора и вращающегося поля статора не возникает устойчи­вой магнитной связи, создающей синхронный вращаю­щий момент.

Для пуска синхронного двигателя необходимо пред­варительно привести ротор во вращение с частотой, близкой частоте вращения поля статора.

Существует несколько способов пуска синхронного двигателя, но практическое применение получил асин­хронный способ. Для его реализации в пазах полюсных наконечников ротора располагают стержни пусковой короткозамкнутой обмотки, выполненной аналогично об­мотке короткозамкнутого ротора. Обычно стержни этой обмотки делают из латуни или меди и за­мыкают с двух сторон медными кольцами (см. рис. 4, б) .

Для пуска синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением замыкают обмотку возбуждения ОВ на резистор r (рис.4, а), подключают к трехфазной сети обмотку статора. Вращающееся поле статора на­водит в пусковой обмотке ЭДС, которая создает в стержнях обмотки токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся полем статора на каждый стержень ротора действует электромагнитная сила FЭM (рис.4,б). Совокупность таких сил создает асинхронный электромагнитный момент Ма, под действием которого ротор начинает вращаться в ту же сторону, что и поле статора. После разгона ротора до частоты враще­ния, близкой к синхронной (n2 = 0,95n1), обмотку воз­буждения ОВ подключают к источнику постоянного тока. При этом двигатель возбуждается (полюса ротора на­магничиваются), между вращающимся полем статора и полюсами ротора устанавливается устойчивая магнитная связь, создающая синхронный электромагнитный мо­мент М, и двигатель втягивается в синхронизм, т. е. его ротор начинает вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем. В пусковой обмотке ротора больше не наводится ЭДС, асинхронный момент равен Ма= 0.

 

 

 

 

Рис.4 Асинхронный пуск синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением

 

С ростом нагрузки на валу двигателя вхождение в синхронизм затрудняется. Максимальный момент нагрузки на валу синхронного двигателя, при котором ротор еще втягивается в синхро­низм, называется моментом входа в синхронизм МВХ.

Не допускается пуск синхронного двигателя с под­ключенной к источнику постоянного тока обмоткой возбуждения, так как в этом случае магнитный поток возбуждения ФВ при разгоне ротора будет наводить в обмотке статора ЭДС. В результате взаимодействия проходящего на обмотке статора тока, вызванного этой ЭДС, с полем возбуждения возникает тормозящий мо­мент, ухудшающий пусковые свойства синхронного дви­гателя.

При пуске синхронного двигателя обмотку возбуж­дения следует замкнуть на резистор с активным сопро­тивлением r, примерно в 10 раз превышающим актив­ное сопротивление обмотки возбуждения. Если оставить обмотку возбуждения разомкнутой, то вращающееся поле статора, обгоняя ротор с большой скоростью, на­ведет в его обмотке значительную ЭДС, способную вы­звать пробой межвитковой изоляции обмотки возбуж­дения.

Потери и КПД.

Потери подразделяются на основные и добавочные. Основные потери складываются из магнитных РМ1 и электрических потерь РЭ1 в статоре, потерь на возбуждение и механических. Магнитные РМ1 и электрические потери РЭ1 и добавочные потери определяются также как и для асинхронных двигателей. Потери на возбуждение:

РВ= I2вrв+ΔUщIв

Где rв активное сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к рабочей температуре, Ом; ΔUщ =2В - падение напряжения в щетках цепи возбуждения.

Механические потери PMex состоят из потерь на тре­ние в подшипниках и контактных кольцах и потерь на вентиляцию.

Суммарные потери в синхронном двигателе, Вт,

ΣР = Рм1 + РЭ1 + РВ + Рмех + Рдоб.

Коэффициент полезного действия синхронного двига­теля зависит от нагрузки на валу Р2 и коэффициента мощности cos φ1. Для синхронных двигателей мощностью до 100 кВт КПД при номинальной нагрузке составляет 80—90%.

Электромагнитный момент.Электромагнитная мощ­ность синхронного двигателя, Вт,

РЭМ= Р1 - ( РЭ1 М1)

затрачивается в основном на создание электромагнит­ного момента, Н·м,

Анализ (5.5) показывает, что электромагнитный мо­мент синхронного двигателя с явнополюсным ротором и электромагнитным возбуждением представляет собой сумму двух составляющих:

Основного момента Мосн,

Реактивного момента

МР

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основные понятия устройств автоматики. Магнитные материалы в электромашинных и электромагнитных устройствах автоматики

Автоматизацией производственного процесса называют такую организацию этого процесса при которой его технологические опе рации осуществляются.. Если процесс управления осуществляется без участия человека то такое.. Для автоматического контроля регулирования и управления не обходимо располагать определенной информацией о состоянии..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Принцип действия и устройство синхронного явнополюсного двигателя.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Понятие преобразователя
Преобразователь (чувствительный элемент) - устройство, которое преобразует изменения входной величины в соответствующий выходной сигнал, удобный для дальнейщего использования, и служит воспринимающ

Датчики измерения параметров технологического процесса
  1. ВВЕДЕНИЕ Стремительное развитие электроники и вычислительной техники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых разнообразных процессов в промышленности, в научны

Лекция 3. Электромагнитные устройства автоматики, электромагнитные реле
Электромагнитное устройство, преобразующее входной электрический ток проволочной катушки, намотанной на железный сердечник, в магнитное поле, образующееся внутри и вне этого сердечника. Магнитное п

Лекция 4. Регулирующий орган ОР
Регулирующим органом называется звено исполнительного устройства, пред­назначенное для изменения расхода регулируемой среды, энергии или каких-либо других величин сцелью обеспечени

Лекция 5. ШИБЕРЫ
В шиберах затвор, выполненный в виде полотна 1, перемещается перпендикулярно направлению потока Q (рис. 3). Шиберы широко применяются для регулирования расходов воздуха и газа при небольших статиче

Тензометрический метод
  В настоящее время основная масса датчиков давления в нашей стране выпускаются на основе чувствительных элементов (рис.2), принципом которых является измерение деформации тензорезист

Пьезорезистивный метод
Практически все производители датчиков в России проявляют живой интерес к использованию интегральных чувствительных элементов на основе монокристаллического кремния. Это обусловлено тем, что кремни

Ионизационный метод
В основе лежит принцип регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды (рис.10).  

Лекция 7. Усилители.
Выходные сигналы датчиков и других элементов во многих случаях оказываются слабыми и недостаточными для приведения в действие последующих элементов систем автоматического управления, например реле,

Лекция 8. Магнитные усилители
Магнитным усилителем называется электромагнитное устройство, использующее нелинейную зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов и предназначенное для управления значительной мощн

Назначение и принцип действия трансформатора.
Трансформатор – это электромагнитный статический преобразователь с двумя или более неподвижными обмотками, которые преобразуют параметры переменного тока: напряжение, ток, частота, число фаз

Устройство трансформаторов
Основные части трансформаторов – обмотки и магнитопровод. Магнитопровод состоит из стержней и ярм. На стержнях располагают обмотки, а ярма служат для соединения магнитопровода в замкнутую систему.

Основные соотношения в трансформаторе.
При работе трансформатора с нагрузкой Zн в его первичной обмотке проходит ток I1, который создает МДС первичной обмотки F`1 = İ1 w1, во в

Трехфазные и многообмоточные трансформаторы.
Трансформирование трехфазного тока можно осу­ществить тремя однофазными трансформаторами, соеди­ненными в трансформаторную группу (рис. 3, а). Одна­ко чаще для этой цели применяют трехфаз

Устройства и принцип работы машины постоянного тока
Машины постоянного тока — генераторы и двигатели — находят себе широкое применение в современных электроустановках. Они выполняются с неподвижными полюсами и вращающимся якорем. На рис. 1.1

Реакция якоря
При холостом ходе машины магнитное поле создается только обмоткой возбуждения, так как только по этой обмотке будет проходить ток. При нагрузке ток проходит и по обмотке якоря, МДС которой изменяет

Тахогенераторы постоянного тока
В системах автоматического управления широкое применение имеют тахогенераторы постоянного тока. Тахогенераторы представляют собой электрические генераторы неболь­шой мощност

Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока применяют в приводах, требующих плав­ного регулирования частот вращения в широком диапазоне. Свойства двигателей, как и генераторов, определяются способом возбуждения и с

Уравнение моментов.
В электрических машинах, действующие на ротор вращающие и тормозные моменты должны уравновешивать друг друга. Вращающий момент, развиваемый двигателем в любых условиях и в любой момент времени, ура

Характеристики двигателя постоянного тока
Свойства электрических двигателей, в том числе и двигателей постоян­ного тока, определяются пусковыми, рабочими, механическими и регу­лировочными характеристиками. Пусковые характеристи

Двигатель параллельного возбуждения
Схема двигателя параллельного возбуждения представлена на рис. 3.5. Обмотку возбуждения включают параллельно обмотке якоря. Ток воз­буждения IB = I — 1Я

Двигатели последовательного возбуждения
Схема двигателя последовательного возбуждения приведена на рис. 4.3. Пуск его аналогичен пуску двигателя параллельного возбуждения с той лишь разницей, что такой двигатель нельзя включать без нагру

Двигатели смешанного возбуждения
В двигателе смешанного возбуждения (рис. 4.6) магнитный поток Ф создается действием двух обмоток возбуждения – параллельной ОВ1 и последовательно

Лекция 15. Электропривод.
Тепловой режим и выбор электрических двигателей. Нагрев и охлаждение электрических машин. Закон изменения температуры в электрической машине. Выбор мощности двигателей при д

Принцип действия и устройство синхронного явнополюсного двигателя.
Характерный признак синхронного двигателя – вращение ротора с синхронной частотой n1 =f160/p, независимо от нагрузки на валу. Поэтому синхронные двигатели используютс

Виды шаговых двигателей
Существуют три основных типа шаговых двигателей: · двигатели с переменным магнитным сопротивлением · двигатели с постоянными магнитами · гибридные двигатели Опре

Основные виды машин переменного тока
В синхронных машинах нормальных типов ротор вращается с такой же скоростью и в том же направлении, как и вращающееся магнитное поле. Таким образом, вращение ротора происходит в такт, или синхронно,

Устройство асинхронной машины.
Неподвижная часть машины переменного тока называется статором, а подвижная часть — ротором. Сердечники статора и ротора асинхронных машин собираются из листов электротехнической стали (рис. 2), кот

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги