2.5. Принцип работы мпт

1. Магнитное поле возбуждения неподвижно.

2. Если якорь вращать от механического источника со скоростью п₂(режим генератора), то в обмотке якоря наводится ЭДС, частота которой определяется скоростьюп₂, т.е.п₂р=f. Обмотка якоря создает вращающееся магнитное поле.

3. Поскольку взаимодействуют поля якоря и возбуждения только когда они неподвижны, то, следовательно, направление вращения поля якоря противоположно вращению самого якоря, т.е. .

4. Электромагнитный момент возникает от притяжения полюсов индуктора (статора) и якоря (ротора).

Двигатель Генератор

2.6. Принцип действия см

1. Создается индуктором поле возбуждения, неподвижное относительно индуктора.

2. Если индуктор вращать от механического источника, то в обмотке якоря (или вторичной) создается ЭДС с частотой f₁=n₂p, которая зависит от тока возбуждения.

3. Подключенная к многофазной сети обмотка якоря создает вращающееся магнитное поле с , т.е.- скорости ротора и магнитного поля равны, ЭМ – синхронная.

4. При неподвижном индукторе п₂=0, обмотка статора подключается к сети, создает вращающееся магнитное поле с, поля вращаются относительно друг друга и поэтому не взаимодействуют, следовательно,М_эм=0. Но если скорость индуктора искусственно достигнет скорости поля, то при взаимодействии полей возникнет электромагнитный момент, пропорциональный ЭДС возбуждения и току якоря. Момент обеспечивается притяжением полюсов якоря и индуктора.

3. Электромагнитный момент эмп

3.1. Общие сведения.

Из основных законов механики следует: механическая мощность, непосредственно преобразуемая в электрическую, равная произведению момента вращения, действующего в процессе преобразования, на угловую скорость, в точности равна электрической мощности, преобразованной из механической (или преобразуемой в механическую).

Таким образом, момент вращения, действующий в электрической машине в процессе преобразования энергии, может быть определен как отношение электрической мощности к угловой скорости машины. И, если рассматривать ряд машин возрастающей мощности, подобных друг другу по своим геометрическим формам и имеющим одинаковые плотности тока и индукции, то номинальный момент пропорционален четвертой степени линейных размеров машины.

Эта общая закономерность, определяющая связь между моментом и геометрическими размерами, позволяет установить, как изменяются общая масса, стоимость и потери в зависимости от момента (мощности), а также влияние частоты на размеры и массы машин переменного тока.

Наиболее употребительное выражение для объяснения создания момента в электрических машинах гласит: во всякой электрической машине момент вращения, действующий на ротор, образуется от взаимодействия магнитного поля с током, протекающим по проводникам ротора.

При этом величина момента определяется по линейной нагрузке и магнитной индукции, поскольку известно, что касательная сила, приложенная к площадке поверхности с током, пропорциональна произведению линейной токовой нагрузки и магнитной индукции, направленной перпендикулярно к площадке, т.е. F_к=кАВ_, гдеВ_ – максимальная индукция на поверхности ротора (статора) ;А– линейная нагрузка,к– коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерения и характера распределения индукции и тока в проводниках вдоль окружности. Касательные силыF_ксоздают момент вращения, гдеD– диаметр иl– длина машины.

Вектор индукции вдоль окружности ротора (статора) обычно меняется (не меняется только в униполярной машине), а ток, как правило, функция времени, поэтому так можно определить лишь средний момент за период вращения.

Другой способ объяснения создания момента заключается в привлечении соотношений для энергии магнитного поля. В результате взаимодействия магнитного поля тока в обмотке статора с током в обмотке ротора действует электромагнитный момент, работа которого при повороте ротора на малый угол dравна изменению энергии магнитного поляdW_мза счет изменения взаимной индуктивностиdL₁₂приi_c-constиi_р-const, т.е.М_эмd=dW=i_ci_pdL_сриМ_эм=i_ci_pdL_cp/d. Для того чтобы момент не равнялся нулю, индуктивностьL_cp должна изменяться при движении ротора.

Таким образом, проводится анализ для двух обмоток, расположенных на противоположных сторонах воздушного зазора. Пространственное распределение взаимной индуктивности зависит от конфигурации обмоток и является периодической функцией, аргументом которой является пространственный электрический угол между осями основных составляющих. Это подтверждается и физическим соображением: взаимная индуктивность должна иметь максимальную величину, когда оси обмоток совпадают, и минимальную, когда они перпендикулярны. В реальных обмотках шаг и распределение выбираются так, чтобы снизить до минимума высшие гармонические и тогда обмотки вполне можно назвать «синусными».