Синхронные электродвигатели

Синхронные электродвигатели (СД) имеют ряд преимуществ перед асинхронными: постоянная частота вращения ротора двигателя; пропорциональное изменение момента двигателя в функции напряжения сети; больший магнитный зазор между статором и ротором. Кроме того, СД большей мощности, применяемые в промышленных сетях электроснабжения, могут генерировать реактивную мощность, повышая коэффициент мощности сети.

В то же время трехфазные и однофазные СД малой мощности применяются в бытовой технике.

Устройство трехфазной синхронной машины

Статор синхронной машины устроен так же, как асинхронной. В пазы пакета из листов электротехнической стали, уложены катушки трехфазной обмотки, токи которой создают вращающееся магнитное поле статора.

На рис. 12.17, а, показана электрическая схема статора и ротора, а на рис. 12.17, б — стандартное графическое обозначение синхронной машины на схемах.

Ротор синхронной машины представляет собой электромагнит. Обмотку статора 1 обычно соединяют звездой.

Обмотку ротора 2, которую называют обмоткой возбуждения, подключают через два контактных кольца 3 и щетки 4 к источнику постоянного напряжения JJB.

Роторы СМ выполняются явнополюсными (рис. 12.18, а) или неявнополюсными (рис. 12.18, б). Явнополюсный ротор имеет выступающие полюсы, на которые надеты катушки обмотки возбуждения. Полюсы имеют полюсные наконечники. Неявнополюсный ротор имеет распределенную обмотку возбуждения, которая укладывается в пазы выфре- зерованные в цельной стальной поковке (см. рис. 12.18, б).

Синхронные машины проектируются таким образом, чтобы количество полюсов на статоре было равно количеству полюсов на роторе. От количества полюсов зависит синхронная частота вращения ротора, 1/с:

где/— частота токов статора; р — число пар полюсов.

Электрическая схема синхронной машины

Рис. 12.17. Электрическая схема синхронной машины:

1 — обмотка статора; 2 — обмотка ротора; 3 — контактные кольца; 4 — щетки

Поперечное сечение явнополюсного (а) и неявнополюсного (б)

Рис. 12.18. Поперечное сечение явнополюсного (а) и неявнополюсного (б)

роторов:

1 — полюс; 2 — обмотка возбуждения; 3 — полюсный наконечник

Неявнополюсные роторы применяются в синхронных машинах большой мощности, имеющих одну или две пары полюсов и соответственно частоту вращения п = 3000 или 1500 об/мин.

Источниками постоянного напряжения для обмоток возбуждения СД большой мощности являются специальные устройства, называемые возбудителями. Простейшим возбудителем является самовозбуждающий генератор постоянного тока, установленный на валу синхронного двигателя. Его мощность составляет 1—3% мощности синхронного двигателя.

Однако генератор постоянного тока из-за коллекторно-щеточного аппарата требует постоянного ухода (регулировки) в процессе эксплуатации и недостаточно надежен. Кроме того, генератор требует установки на фундамент и тщательной балансировки ротора.

В настоящее время в качестве источника постоянного напряжения применяются в основном тиристорные выпрямители, питающиеся от сети переменного тока. Они не имеют указанных недостатков.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >