Синхронный реактивный микродвигатель

Синхронный реактивный микродвигатель (СРМД) имеет явнополюсный ротор без обмотки возбуждения и без постоянных магнитов. Магнитный поток СРМД создается реактивным током, протекающим по обмотке статора (якоря). Вращающий момент в двигателе возникает из-за различия магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям ротора. При этом явно выраженные полюсы ротора стремятся ориентироваться относительно магнитного поля так, чтобы магнитное сопротивление для силовых линий поля было минимальным, вследствие чего появляются тангенциальные силы fT (рис. 12.25) образующие вращающий момент. В рабочем режиме ротор вращается в том же направлении и с той же частотой вращения, что и поле статора со0 = coj.

Статор реактивного двигателя выполняется так же, как и в машине переменного тока общепринятого исполнения. Обмотка статора (трех- или двухфазная с конденсатором в одной из фаз) распределенная, она создает вращающееся магнитное поле.

Для запуска СРМД необходимо пусковое устройство. Наиболее широкое распространение получили СРМД с асинхронным пуском. До недавнего времени в основном применялась конструкция простого явнополюсного ротора. Явно выраженные полюсы в таком роторе образуются путем вырубки больших пазов в межполюсном пространстве. Пусковая короткозамкнутая обмотка выполняется в виде беличьей клетки путем заливки всех пазов алюминием. При оптимальной геометрии ротора простые СРМД имеют малую перегрузочную способность Мвыхном =1,2 ч-1,5 (Мвых — момент выхода двигателя из синхронизма), большую кратность пускового тока /п /7Н0М =5 4-7, низкие энергетические и синхронизирующие показатели.

Мощность, которую может развивать простой СРМД в габаритах асинхронной машины при равенстве суммарных потерь, не превышает 40% от мощности асинхронного двигателя.

Улучшение рабочих и пусковых свойств СРМД происходило с совершенствованием конструкции ротора. В настоящее время применяются СРМД с сегментным ротором с ротором, имеющим внутренние немагнитные пазы с секционированным ротором. Из них наиболее широкое распространение получила конструкция ротора с дополнительными внутренними пазами. СРМД с усовершенствованными роторами приближаются по своим массогабаритным и энергетическим показателям к асинхронным двигателям. Благодаря простоте и технологичности конструкции, надежности и невысокой стоимости СМРД находят все более широкое применение на практике. Однако в силу присущих им недостатков область их использования ограничивается электроприводами небольшой мощности с малым моментом инерции нагрузки.

Принцип возникновения реактивного момента

Рис. 12.25. Принцип возникновения реактивного момента

В пусковом режиме СМРД токи якоря двигателя по осям d и q (рис. 12.26) образуют несимметричную двухфазную систему МДС, которая создает электрическое вращающееся магнитное поле статора. Суммарный ток якоря в пусковом асинхронном режиме равен

где Lui>Lu2 — составляющие тока прямой и обратной последовательностей.

В неподвижной по отношению к статору системе координат ток [и1 изменяется с частотой сети fm = fb а ток 1и2 — с частотой fU2 = (1 - 2s)/!.

В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора, созданного токами 1Ц1, с наведенными им токами в пусковой обмотке ротора образуется вращающий электромагнитный момент Мт (рис. 12.26). Зависимость Мт от скольжения s практически соответствует асинхронному двигателю.

Момент Ми2, созданный током 1и2, зависит от степени магнитной и электрической несимметрии ротора (рис. 12.26). При s>0,5 Ми2 >0 с максимумом Ми2д, при s = 0,5MU2 =0, при s<0,5 Ми2 <0 с максимумом Ми2Т. Суммарный пусковой момент СРМД — Ма = Мш + Ми2 имеет при s = 0,3-ь0,4 провал в кривой момента, Ма.

Механические характеристики СРМД

Рис. 12.26. Механические характеристики СРМД

После входа двигателя в синхронизм при моменте Мвх СРМД имеет рабочую характеристику Мр (см. рис. 12.26), параллельную оси моментов. Предельное значение момента на этой характеристике Мвых соответствует выходу двигателя из синхронизма при перегрузке.

СРМД проще по конструкции, надежнее в работе и дешевле синхронных двигателей с обмоткой возбуждения на роторе (для них не требуется иметь источник постоянного тока, питающий цепь возбуждения).

Основными недостатками реактивного двигателя являются сравнительно небольшой пусковой момент и низкий cos ф, не превышающий обычно 0,5.

Последнее обстоятельство объясняется тем, что магнитный поток в реактивном двигателе создается только за счет реактивного тока обмотки якоря, величина которого из-за повышенного сопротивления магнитной цепи машины довольно велика.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >