Лекция 17

точнику электроэнергии или к трехфазной сети и создает вращающееся магнитное поле. Обмотка возбуждения синхронного двигателя подключена к источнику постоянного тока и создает постоянное магнитное поле. Магнитное поле статора, вращаясь, увлекает за собой ротор с его магнитным полем, и ротор вращается с частотой вращения магнитного поля. Ротор и магнитное поле статора вращаются синхронно.

Таким образом, синхронный двигатель, потребляя электрическую энергию от трехфазного источника, вращает рабочий механизм, передавая ему механическую энергию.

Частота вращения ротора синхронного двигателя определяется частотой вращения магнитного поля статора и не зависит от момента нагрузки на валу.

4. Для осуществления пуска синхронного двигателя на полюсах ротора помещается дополнительная пусковая короткозамкнутая обмотка, подобная обмотке ротора асинхронного двигателя, которая обеспечивает асинхронный режим пуска синхронного двигателя.

5.Схема замещения позволяет составить уравнения электрического состояния синхронного генератора и синхронного двигателя и анализировать режимы их работы.

6.Внешняя характеристика синхронного генератора - зависимость на-

пряжения генератора от величины тока нагрузки U(I). С увеличением нагрузки генератора напряжение уменьшается.

7.Регулировочная характеристика синхронного генератора – это зави-

симость тока возбуждения от тока якоря, при неизменном напряжении на зажимах генератора и постоянной частоте вращения. Она показывает, как необходимо регулировать ток возбуждения при изменении нагрузки, чтобы поддерживать напряжение на зажимах генератора неизменным.

Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства

Лекция 17

21

8.Частота вращения синхронного двигателя не зависит от режима работы, определяется частотой тока обмотки статора. Механическая характеристика изображается горизонтальной линией.

9.Изменение тока возбуждения синхронного двигателя позволяет изменять его ток статора и коэффициент мощности, устанавливать наиболее рациональный режим его работы с коэффициентом мощности cosφ=1. Способность синхронного двигателя работать в режиме активно-емкостного приемника используется для компенсации реактивной мощности. Зависимость тока статора от тока возбуждения определяется V-образными характеристиками.

Контрольные вопросы

Укажите магнитную цепь синхронной машины.

Основные элементы магнитной цепи синхронной машины:

1)Обмотка возбуждения, станина, полюса статора, шихтованный сердечник якоря

2)Трехфазная обмотка статора, шихтованный сердечник статора, шихтованный сердечник ротора

3)Явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, шихтованный сердечник статора

Основные элементы конструкции синхронной машины:

1)Статор с полюсами, обмотка возбуждения постоянного тока, якорь с обмоткой якоря

2)Статор с трехфазной обмоткой, ротор с короткозамкнутой обмоткой

Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства

Лекция 17

22

3)Статор с трехфазной обмоткой, ротор с обмоткой возбуждения постоянного тока

4)Прямоугольный магнитопровод, первичная обмотка, вторичная обмотка

Перечислить элементы конструкции синхронной машины

.

1)1-станина, 2-шихтованный сердечник статора, 3-трехфазная обмотка статора, 4-явнополюсный ротор, 5-обмотка возбуждения

2)1-статор, 2-ротор, 3-трехфазная обмотка ротора, 4-шихтованный сердечник якоря, 5-обмотка якоря

3)1-станина, 2-шихтованный сердечник ротора, 3- обмотка ротора, 4- шихтованный сердечник статора, 5- обмотка статора

Особенности конструкции синхронной машины :

1)Наличие коллектора и электрических щеток

2)Наличие контактных колец на роторе

3)Наличие трехфазной обмотки на роторе

4)Наличие явновыраженных полюсов на статоре

Контактные кольца синхронной машины – это:

1)Часть конструкции СМ, обеспечивающая скользящий электрический контакт обмотки возбуждения вращающегося ротора с источником постоянного тока;

2)Часть конструкции синхронного генератора, обеспечивающая электрическое соединение с потребителем электроэнергии;

3)Часть конструкции СМ, обеспечивающая электрический контакт обмотки статора с трехфазным источником электроэнергии.

Конструкция статора синхронной машины:

1) Полюса с обмоткой возбуждения, закрепленные на внутренней поверхности цилиндрической станины

Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства

Лекция 17

23

2)Шихтованный цилиндрический сердечник с продольными пазами на наружной поверхности, в которых размещена обмотка якоря, и коллектор, расположенные на одном валу

3)Шихтованный цилиндрический сердечник с продольными пазами на внутренней поверхности, в которых расположена трехфазная обмотка статора

Условное обозначение синхронной машины в схемах :

Каков характер магнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения синхронной машины?

1)Вращающееся магнитное поле.

2)Пульсирующее магнитное поле.

3)Постоянное магнитное поле.

4)Экспоненциальное магнитное поле.

Характер тока в обмотках статора и ротора СМ?

1)Синусоидальный ток в трехфазной обмотке статора, постоянный ток в обмотке возбуждения на роторе;

2)Постоянный ток в обмотке возбуждения на статоре, постоянный ток в обмотке якоря на роторе;

3)Синусоидальный ток в трехфазной обмотке статора, синусоидальный ток в обмотке возбуждения на роторе

Чем обеспечивается пуск синхронного двигателя?

1)Дополнительной короткозамкнутой обмоткой на роторе;

2)Дополнительной пусковой обмоткой на статоре;

3)Пусковым реостатом в цепи обмотки статора.

Принцип действия синхронного генератора

1) Создание ЭДС индукции в обмотке якоря, вращающегося в постоянном маг-

Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства

Лекция 17

24

нитном поле возбуждения.

2)Создание ЭДС индукции в трехфазной обмотке статора под воздействием вращающегося ротора с постоянным магнитным полем возбуждения.

3)Создание ЭДС индукции в обмотке ротора под воздействием вращающегося магнитного поля статора.

Принцип действия синхронного двигателя

1)Создание электромагнитного вращающего момента при взаимодействии обмотки якоря с постоянным магнитным полем возбуждения.

2)Создание электромагнитного вращающего момента при взаимодействии обмотки ротора с вращающимся магнитным полем статора.

3)Создание электромагнитного вращающего момента при взаимодействии постоянного магнитного поля ротора с вращающимся магнитным полем статора.

Характер тока в обмотках статора и ротора СМ?

1)Синусоидальный ток в трехфазной обмотке статора, постоянный ток в обмотке возбуждения на роторе;

2)Постоянный ток в обмотке возбуждения на статоре, постоянный ток в обмотке якоря на роторе;

3)Синусоидальный ток в трехфазной обмотке статора, синусоидальный ток в обмотке возбуждения на роторе

Чем обеспечивается пуск синхронного двигателя?

1)Дополнительной короткозамкнутой обмоткой на роторе;

2)Дополнительной пусковой обмоткой на статоре;

3)Пусковым реостатом в цепи обмотки статора.

Зависит ли частота вращения синхронного двигателя от момента нагрузки на валу:

1)С увеличением момента M на валу синхронного двигателя частота вращения n уменьшается.

2)С увеличением момента M на валу синхронного двигателя частота вращения n увеличивается.

3)С увеличением момента M на валу синхронного двигателя частота вращения n не меняется.

Как соотносятся частота вращения холостого хода (n0) и номинальная частота вращения (nном) СД?

1) nном = n0		2) nном > n0	3) nном < n0
Частота вращения синхронного двигателя:
1) n0 = 60f/p		2) n0 = 3UI	3) n0 = P/(3U)
	Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства			Лекция 17
			25

Указать график механической характеристики синхронного двигателя

Зависит ли напряжение синхронного генератора от величины нагрузки?

1)С увеличением нагрузки напряжение синхронного генератора уменьшается.

2)С увеличением нагрузки напряжение синхронного генератора увеличивается.

3)Напряжение синхронного генератора не зависит от величины нагрузки.

Что такое внешняя характеристика синхронного генератора?

1)Зависимость напряжения на зажимах генератора от величины тока нагрузки

2)Зависимость напряжения генератора от тока возбуждения

3)Зависимость тока возбуждения от тока якоря, при неизменном напряжении на зажимах генератора

Указать график внешней характеристики СГ

	Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства			Лекция 17

26

Как обеспечивается активно-емкостный характер синхронного двигателя в электрической цепи?

1)Увеличением тока возбуждения в режиме перевозбуждения;

2)Подключением к синхронному двигателю батареи конденсаторов;

3)Регулированием механической нагрузки на валу.

Разработано по плану инновационной образовательной программы УГТУ-УПИ.

Коллектив разработчиков кафедры «Электротехника и электротехнологические системы»

УГТУ–УПИ

Сарапулов Федор Никитич – заведующий кафедрой, профессор, д.т.н.; Проскуряков Валерий Степанович – доцент, к.т.н.;

Соболев Сергей Владимирович	– доцент, к.т.н.;
Федотова Лидия Адамовна	– доцент, к.т.н.;

Хрулькова Наталья Вячеславовна – ассистент.

Кафедра «Электротехника и электротехнологические системы» УГТУ–УПИ

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19. Тел. [phone], E-mail: [e-mail]

Модуль II. Магнитные цепи и электромагнитные устройства

Лекция 17

27