Динамо-машины  Электроприводы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

обусловлено необходимостью сохранить постоянный ток возбуждения и обеспечить достаточный по величине тормозной момент и малое время торможения. Торможение протекает как и в асинхронном двигателе. Если обмотка возбуждения питается от возбудителя, установленного на одном валу с синхронной машиной, торможение неэффективно ввиду снижения потока и тормозного момента по мере снижения скорости вращения агрегата.

sect; 2. 5. Сопоставление свойств асинхронных и синхронньа двигателей.

Синхронный двигатель обладает абсолютно жесткой механической характеристикой в отличие от асинхронного двигате- ля, имеющего жесткую характеристику. С увеличением нагрузки на валу скорость вращения асинхронного двигателя уменьшается, а у синхронного сохраняется постоянной.

Изменение подводимого к статору напряжения оказывает более сильное влияние на вращающий момент асинхронного двигателя, чем синхронного. У первого - момент вращения пропорционален квадрату напряжения, у второго - пропорционален напряжению в первой степени (при постоянном токе возбуждения). Скорость вращения асинхронного двигателя при снижении напряжения уменьшается тем значительнее, чем выше активное сопротивление ротора; скорость синхронного двигателя не зависит от величины напряжения (в устойчивой .( области).

Зависимость вращающего момента от частоты в асинхронном двигателе также более значительна, чем в синхронном. . Скорость вращения ротора в обоих случаях изменяется пропор-N ционально частоте (у асинхронного эта пропорциональность приближенная).

Коэффициент мощности у асинхронного двигателя всегда меньше единицы (ток отстает по фазе от напряжения сети) и снижается с уменьшением его номинальной мощности и скорости. Асинхронный двигатель всегда потребляет из сети реактивную мощность. Коэффициент мощности у асинхронного двигателя зависит от нагрузки на валу, напряжения и частоты. В синхронном двигателе ток якоря может совпадать по фазе с напряжением сети (со8ф=1), опережатД) или отставать от него в зависимости, в основном, от величины тока возбуждения; В случае со8ф= 1 двигатель потребляет из сети только актив-- ную мощность, а при созфоп lt;1 потребляет из сети активную и отдает в сеть реактивную мощность. В обоих случаях, в осо-бенности во втором, коэффициент мощности сети повышается.

к. п. д. синхронного двигателя (со8ф=1) выше, чем асинхронного вследствие меньших потерь. К. п. д. асинхронного короткозамкнутого двигателя примерно равен к. п. д. синхронного двигателя, имеющего ту же величину коэффициента мощности.

Синхронные двигатели несколько дороже из-за более сложной конструкции ротора и несколько сложнее в эксплуатации, чем асинхронные двигатели. Мощные синхронные двигатели с массивными полюсами без пускрвой обмотки по простоте конструкции приближаются к асинхронным.

Асинхронные двигатели просты не только по конструкции, но и в обслуживании, а также надежны в работе. Это обеспечило им широкое применение в установках малой и средней мощности. Возможности регулирования скорости вращения у асинхронных двигателей более значительны, чем у синхронных.

Наличие ряда бесспорных преимуществ у синхронных двигателей большой и средней мощности обусловливает все возрастающее их применение.

Расчеты, например, показывают, что для нерегулируемых установок даже сравнительно невысоких мощностей применение синхронных двигателей с со8фн = 1 экономически выгоднее, чем асинхронных со статическими конденсаторами. Вопрос о целесообразности выбора того или иного типа двигателя должен решаться сравнительными технико-экономическими расчетами, учитывающими капитальные затраты, потери электрической энергии й стоимость эксплуатации.

sect; 2. 6. Характеристики ; . . гистерезисных микродвигателей

В гистерезисном синхронном двигателе вращающий момент при пуске образуется главным образом в результате явления гистерезиса ротора, а в рабочем синхронном режиме - вследствие взаимодействия поля ротора как постоянного магнита с вращающимся полем статора. Гистерезисные синхронные двигатели малой мощности применяются в различных областях техники, благодаря простой конструкции ротора, не имеющего обмотки, постоянного момента в режиме пуска. В зависимости от устройства статора и его обмоток различают двигатели: а) с трехфазной обмоткой, распределенной в пазах цилиндрического статора; б) с двумя обмотками, размещенными в пазах статора; в) с однофазной обмоткой и короткозамкнутыми пусковыми витками, расположенными на явнополюсном статоре. В зависимости от расположения статора и ротора двигатели бывают: а) нормальные с наружным статором и внутренним

потором; бу обращенные с наружным ротором и внутренним статором. Вращающееся магнитнЪе поле в двигателях с обычным неявнополюсным якорем создается трехфазной обмоткой-или двумя отдельными, смещенными на 90 deg; обмотками, одна из которых конденсаторная. Ротор выполняется в виде цилиндра или диска без обмотки из магнитно-твердого материала, внутри которого расположен сердечник из мягкой стали или из немагнитного материала. Вращающий момент двигателя в асинхронном режиме обусловлен явлением гистерезиса, для которого характерно отставание в пространстве магнитного потока ротора от н. с. якоря, вызывающей этот поток, на некоторый угол Ог (рис. 2.12, а). Потери от .гистерезиса в роторе за один период определяются характеристиками материала ротора и не зависят от частоты перемагничивания и его скорости вращения. Вращающий гистерезисный момент

Жг = с1Ф2 sinor, (2.28)

где Ft - амплитуда результирующей н. с. якоря; Фз - амплитуда потока ротора; Oj, - гистерезисный угол.

Таким образом, гистерезисный момент двигателя пропорционален произведению н. с. статора на поток полюсов и синус угла их относительного сдвига. Последний определяется свойствами активного материала ротора и не зависит от частоты перемагничивания и его скорости вращения. В общем случае электромагнитный вращающий момент слагается из основной составляющей, образуемой мощностью, затрачиваемой на вращательное пере-магничивание,

и составляющей, мой потерями на токи.

(2.29)

определяе-вихревые

(2,30)

Гистерезисный момент *ве зависит от скольжения. Момент, вызываемый вихревыми токами, пропорционален сколь- жению ротора. Этот момент в двигателе с шихтованным рвтором имеет малую величи-

Рис.

2.12. Гистерезисный / двигатель;

в) кривые н. е. статора и потока ротора; б) зависимость мощности от сколь-жения