книги / Электротехнические устройства радиосистем

Магнитный поток при активной нагрузке изменяется не­ значительно. Этим объясняется незначительное измене­ ние напряжения синхронного генератора при активной нагрузке.

При индуктивной нагрузке ток отстает от э. д. с. на 90° и будет направлен в проводниках обмотки статора так, как показано на рис. 2-23,6. Поток реакции якоря в этом случае замыкается по продольной оси полюсов и будет направлен всгречно потоку полюсов, т. е. размаг-

Рис. 2-23. Взаимное расположение магнитных полей полюсов и ре­ акции якоря при активной (а), индуктивной (б) и емкостной (в) нагрузках.

ничивающим образом воздействует на магнитное поле полюсов. Поэтому результирующий поток при индуктив­ ной нагрузке будет меньше магнитного потока при холо­

тора.

■При емкостной нагрузке ток опережает э. д. с. на 90°, направление токов в проводниках обмотки статора изо­ бражено на рис. 2-23,б. В этом случае магнитные линии потока реакции якоря замкнутся по продольной оси по­ люсов и будут направлены согласно с потоком полюсов, т. е. произойдет усиление магнитного поля. Результи­ рующий магнитный поток при емкостной нагрузке ста­ нет больше, чем при работе на холостом ходу, т. е. про­ изойдет увеличение э. д. с. и повышение напряжения на зажимах генератора.

На рис. 2-24 изображены внешние характеристики синхронного генератора, показывающие изменение на­ пряжения на зажимах генератора при изменении тока нагрузки для активного и реактивного ее характера.

В обмотке статора синхронного генератора индукти­ руется э. д. с., величина которой зависит от магнитного потока полюсов, при этом э. д. с. пропорциональна маг­ нитному потоку, который создается постоянным током обмотки возбуждения. Если увеличить ток в обмотке возбуждения, то увеличится и магнитный поток полюсов, что вызовет увеличение э. д. с. в обмотках статора. Сле довательно, изменение тока в обмотке возбуждения вы­ зывает соответствующее изме­ нение э. д. с. машины и позво­ ляет регулировать напряжение на зажимах генератора. Если синхронный генератор не на­ гружен (работает вхолостую), то тока в обмотках статора

обмотки статора. Кроме того, токи в фазах обмотки ста­ тора создают поток реакции якоря, который воздейству­ ет на ноток полюсов, так что при нагрузке магнитный поток не будет равен магнитному потоку полюсов при работе генератора в режиме холостого хода.

Поэтому изменение нагрузки, т. е. тока, в статоре ге­ нератора будет вызывать изменение напряжения на за­ жимах генератора в случае, если ток в обмотке возбуж­ дения остается неизменным.

2-15. СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

:На статоре синхронного двигателя размещает­ ся трехфазная обмотка, при включении которой в трех­ фазную сеть будет создано вращающееся магнитное по­ ле, скорость вращения которого равна:

На роторе двигателя помещена обмотка возбужде­ ния, включаемая в сеть источника постоянного тока. Ток

колеса, наподобие короткозамкнутой обмотки ротора асинхронной машины.

Обмотка статора двигателя включается в трехфаз­ ную сеть, и пуск его производится так же, как пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

'После того как двигатель разовьет скорость, близ­ кую к синхронной (примерно 95%)» обмотка возбужде­ ния включается в сеть постоянного тока и двигатель входит в синхронизм, т. е. скорость ротора увеличивает­ ся до синхронной.

При пуске в ход двигателя обмотка возбуждения за­ мыкается на сопротивление, в несколько раз большее со­ противления самой обмотки.

Возможность работы с потреблением из сети опере­ жающего тока дает возможность использовать синхрон­ ную машину в качестве компенсатора. Компенсатором является синхронный двигатель, работающий без на­ грузки и предназначенный для повышения cosq> пред­ приятия. Таким образом, компенсатор является генера­ тором реактивной мощности. Конструктивно компенса­ тор отличается от синхронного двигателя незначительно. Компенсатор не несет механической нагрузки, поэтому его вал и ротор легче, а воздушный зазор меньше, чем у двигателя.

2-16. РЕАКТИВНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Потребность в источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения синхронного дигателя делает его неэкономич­ ным при небольших мощностях. Поэтому при малых мощностях синхронные двигате­ ли с возбуждением -постоянным током не находят применения.

о воздух при работе машины, что очень существенно для двигате­ лей очень малых мощностей.

Наряду с трехфазными широко используются и однофазные реак­ тивные двигатели, принципиальное устройство которых показано на рис. 2-26. На полюсных сердечниках, собранных из листовой стали, расположена обмотка возбуждения, которая включается в однофаз­ ную сеть однофазного переменного тока и создает переменный маг­ нитный поток. Ротор выполнен из стали в виде диска, на поверхно­ сти которого имеются зубцы (выступы).

Создание вращающего момента в таком двигателе объясняется тем, что при увеличении магнитного потока магнитные линии, стремясь замкнуться по пути с наименьшим магнитным сопротивлением, -притягивают зубцы ротора к полюсу. При уменьшении магнитного потока ротор по инерции продвигается далее, и при

фазного реактивного синхронного двигателя не остается постоянным и направленным в одну сторону, а непрерывно пульсирует, что являет­ ся причиной неравномерного, толчкообразного хода двигателя. Для устранения этого недо­ статка роторы таких двигателей выполняются массивными. Используется также эластичное крепление статора в корпусе машины.

Зубцы ротора играют роль полюсов, и их число определяет скорость вращения. За один период изменения тока под -полюсом проходят два зубца, и число

оборотов ротора в минуту определяется следующим выражением:

где Z — число зубцов ротора, / 1 — частота тока сети.

Для пуска однофазного реактивного двигателя в ход необхо­ димо привести ротор во вращение при помощи внешнего вращаю­ щего момента (часто непосредственно от руки). Направление внеш­ него момента определяет и направление вращения ротора.

Реактивным синхронным двигателем является также редуктор­ ный двигатель, который позволяет получить очень малую скорость вращения. Статор и ротор редукторного двигателя набирают из лис­ товой электротехнической стали. Равномерно по всей длине внут­ ренней окружности статора и внешней окружности ротора выштамповывают пазы полукруглой формы (рис. 2-27,а). Число пазов ста­ тора Zc и ротора Zр различно, причем обычно ZP> Z C.

На статоре размещают спиральную обмотку, часть которой пока­ зана на чертеже: На роторе обмотки нет. Для включения машины в однофазную сеть переменного тока от обмотки статора делают че­ тыре равноудаленных отпайки и присоединяют ее к сети по мосто­ вой схеме (рис. 2-27,6). Для получения вращающегося поля в одно из плеч включается конденсатор.

Если же машина предназначена для работы от т.рехфазной сети, то к сети приключаются три точки обмотки статора, сдвинутые друг от друга на одну треть окружности статора.

Таким образом, при включении обмотки статора в сеть перемен­ ного тока в машине будет создано вращающееся магнитное поле, скорость вращения которого равна:

60/, .

пх

Р

Обычно редукторные двигатели делают двухполюсными i(p= l), так как в многополюсных машинах велико число параллельных вет­ вей обмотки статора.

«)

Рис. 2-27. Схема устройства редукторного двигате­ ля (а) и схема .включения его обмотки в однофазную сеть (б).

В любой момент ротор редукторного двигателя будет распола­ гаться так, чтобы против зубцов статора находились зубцы ротора, т. е. .так, чтобы магнитное сопротивление для поля статора было наименьшим. Если в выбранный момент времени вектор максимума магнитной индукции вращающегося поля имеет направление ВА, то против зубца статора 1 будет находиться зубец ротора V. Когда вращающееся поле переместится в положение В в, т. е. повернется в -пространстве на угол 2я/Zc, ротор повернется на угол, при кото­ ром магнитное сопротивление снова будет минимальным, т. е. про­

Для получения наименьшего магнитного сопротивления необхо­ димо выполнение следующего условия: Zp—Zc=2p. При этом ско-