Билет № 27

1. Круговое вращающееся магнитное поле 

переходит в эллиптическое в результате нарушения нормального режима работы, например, при обрыве в одной из катушек или если протекающие по катушкам ( рис. 7 - 29) токи будут не равны по амплитуде или сдвинуты не на 120 по отношению друг к другу. Оно образуется также, если в одной катушке будут перепутаны начало и конец

неподвижный пульсирующий поток суммой идентичных круговых полей, вращающихся в противоположных направлениях и имеющих одинаковые частоты вращения: n_1пр

2. основные уравнения двигателя постоянного тока

Взаимодействие тока I в обмотке якоря с магнитным потоком Ф, создаваемым обмотками, расположенными на полюсах машины, приводит в соответствии с законом Ампера и возникновению электромагнитных сил, действующих на активные проводники обмотки и, следовательно, электромагнитного момента М:

М = kФI(3.1)

где k- конструктивный параметр машины.

В движущихся с угловой скоростью  в магнитном поле под действием момента М проводниках обмотки якоря в соответствии с законом Фарадея наводится ЭДС вращения Е:

 E = kФ ,  (3.2)

В соответствие со вторым законом Кирхгоффа для якорной цепи машины справедливо уравнение:

                                      U-E = IR.  (3.3)

3. Потери, КПД В синхронном двигателе

Потери разделяются на основные и добавочные. Основные поте-

ри синхронного двигателя складываются из магнитных и электрических потерь в статоре, потерь на возбуждение и механических. Магнитные потери в сердечнике статора Рм1, электрические потери в обмотке статора Рэ1, добавочные потери Рдоб и КПД определяют, также как и для асинхронных двигателей

Потери на возбуждение, Вт,

Суммарные потери в синхронном двигателе, Вт,

Коэффициент полезного действия синхронного двигателя зависит от нагрузки на валу Р2 и коэффициента мощности cosφ1. Для синхронных двигателей мощностью до 100 кВт КПД при номинальной нагрузке составляет 80-90%.

Билет № 28

1.Конструкция СМ

Основными частями синхронной машины являются якорь и индуктор. Наиболее частым исполнением является такое исполнение, при котором якорь располагается на статоре, а на отделённом от него воздушным зазором роторе находится индуктор.

Якорь представляет собой одну или несколько обмоток переменного тока. В двигателях токи, подаваемые в якорь, создают вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с полем индуктора, и таким образом происходит преобразование энергии. Поле якоря оказывает воздействие на поле индуктора и называется поэтому также полем реакции якоря. В генераторах поле реакции якоря создаётся переменными токами, индуцируемыми в обмотке якоря от индуктора.

Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока^[1] или постоянных магнитов (в микромашинах). Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При неявнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, незаполненное проводниками (так называемый большой зуб). Неявнополюсные конструкции применяются в быстроходных машинах, чтобы уменьшить механическую нагрузку на полюса.

Для уменьшения магнитного сопротивления, то есть для улучшения прохождения магнитного потока применяются ферромагнитные сердечники ротора и статора. В основном они представляют собой шихтованную конструкцию из электротехнической стали (то есть набранную из отдельных листов). Электротехническая сталь обладает рядом интересных свойств. В том числе она имеет повышенное содержание кремния, чтобы повысить её электрическое сопротивление и уменьшить тем самым вихревые токи.

2. улучшение коммутации 

возможно несколькими путями:

Ø обеспечением в машине прямолинейной или несколько ускоренной коммутации;  это достигается созданием в зоне коммутации секции дополнительного магнитного поля такой величины и направления, чтобые_L +   = 0 ;

Ø  увеличением сопротивления короткозамкнутой цепи секции в целях уменьшения  тока короткого замыкания; это достигается применением твердых графитовых  щеток с повышенным переходным сопротивлением (мягкие медно-графитовые щетки с малым переходным сопротивлением применяются только в тихоходных машинах на напряжение до 30 В);

Ø  тщательным  контролем за состоянием поверхности коллектора и щеток.

Главным средством улучшения коммутации в машинах средней мощности являются дополнительные полюсы. Магнитное поле дополнительных полюсов подбирается таким образом, чтобы е_L +   = 0 или было несколько больше нуля.

3. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

представляют  собой зависимости скольжения S, числа оборотов ротора n2, раз­виваемого момента М, потребляемого тока I1, расходуемой мощности Р1, коэффициента мощности соs  и к. п. д. η от полезной мощности Р2 на валу машины

Эти характеристики (рис. 115) снимаются три естественных условиях работы двигателя, т. е. двигатель нерегулируемый, частота  f1 и напряжение U1 се­ти остаются постоянными, а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастет, причем при боль­ших нагрузках скольжение увеличивается несколько быст­рее, чем при малых.

При холостом ходе двигателя п2=n1 или S=0.

При    номинальной    нагрузке   скольжение  обычно   составляет S = 3-5%.

Скорость вращения ротора

40