Главная Машины переменного тока



машины переменного тока

Наиболее широкое распространение получили машины переменного тока - синхронные и асинхронные. Любая электрическая машина переменного тока состоит из двух основных частей - неподвижной части, называемой статором, и вращающейся части, называемой ротором. Между статором и ротором имеется воздушный промежуток, или зазор, величина которого оказывает очень существенное влияние на рабочие свойства машины. Так, например, в машинах постоянного тока и синхронных воздушный зазор делают сравнительно большим, так как его увеличение в машинах постоянного тока уменьшает пульсацию напряжения, а в синхронных машинах повышает перегрузочную способность. В асинхронных машинах увеличение воздушного зазора резко уменьшает коэффициент мощности и вращающий момент машины. Поэтому в асинхронных машинах воздушный зазор всегда небольшой - 0,2-3 мм.

Сердечник статора собирают из стальных листов в виде колец, на внутренней окружности которых штампуют впадины или пазы для укладки обмотки Статора. Стальные листы изолируют друг от друга лаком или окалиной для уменьшения потерь на вихревые токи. Сердечник статора с обмоткой помещают в станину, посредством которой машина крепится на фундаменте и транспортируется.

Устройство статора н его обмотки у синхронной и асинхронной машин одинаково. Пазы могут быть открытыми (а), полузакрытыми (б) и закрытыми (е) (рис. 17.1). Открытые пазы делают в машинах постоянного тока и в синхронных машинах на роторе при не-явнополюсной их конструкции. При открытых пазах легко выполнять шаблонную обмотку, что уменьшает ,ее стоимость. Однако при такой форме паза магнитное поле в воздушном зазоре распределяется неравномерно. Закрытые пазы выполняют для коротко-замкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей, для пусковых и демпферных (успокоительных) обмоток синхронных машин. При такой форме паза неравномерность распределения магнитного поля исключается, но выполнение обмотки значительно сложнее - методом протяжки, т. е. провод протягивают через изоляционную гильзу в пазу. С полузакрытыми пазами статора машин переменного




Рис. 17.1. Формы пазов электрических машин

тока выполняют наиболее часто. Обмотка здесь может быть полушаблонной, т. е. предварительно заготовленной на шаблоне в виде мягких катушек, витки которых вкладывают или «всыпают» по-од-ноыу через прорезь паза.

Устройство ротора и его обмотки у синхронной и асинхронной машин различное. Рабочий процесс в машинах протекает под действием вращающегося магнитного поля, создаваемого намагничивающей силой (н. с.) симметричной трехфазной обмотки статора. При этом в синхронных машинах процесс преобразования энергии происходит при синхронной частоте, т. е. при частоте вращения ротора, равной частоте вращающегося поля статора, тогда как

в асинхронных машинах обрат-? ное - при работе частота ротора не может быть равной частоте вращающегося поля (асинхронная скорость).

Как и любая электрическая машина, синхронные и асинхронные машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Синхронные генераторы являются основным источником электрической энергии, вырабатываемой «а электростанциях. Вся электрическая энергия, необходимая для нужд народного хозяйства, производится трехфазными синхронными генераторами. Синхронные двигатели находят .менее широкое применение. Их достоинство - высокий коэффициент мощности (cos (р), возможность потреблять опережающий ток из сети, компенсируя реактивную мощность, потребляемую другими приемниками энергии, включенными в эту сеть. Поэтому применение синхронных двигателей целесообраз:но при сравнительно больших мощностях с тем, чтобы они работали с потреблением опережающего тока из сети и компе1нсировали- реактивную мощность других потребителей, повышая cos ф всего предприятия. Кроме того, постоянство частоты вращения делает целесообразным применение синхронных двигателей в случаях, когда необходима жесткая скоростная характеристика (звуковое кино, проигрыватели и др.).

- Асинхронный двигатель, изобретателями которого- были Тесла и Доливо-Добровольский,- наиболее распространенный тип электрических машин. Простота конструкции, экономичность и высокая надежность в работе асинхронных двигателей обусловили их широкое применение в различных отраслях промышленности. Эти двигатели изготавливают на различные мощности в пределах от нескольких ватт до нескольких тысяч киловатт. Особенно велика потребность в трехфазных асинхронных двигателях мощностью 0,4- 100 кВт. Асинхронные генераторы почти не находят практического применения, так как обладают рядом существенных недостатков -



не вырабатывают реактивной мощности, не обеспечивают постоянства частоты индуктируемой э. д. с.

Помимо двух основных режимов работы - генератора и двигателя - синхронные и асинхронные машины используют в специальных режимах работы. Синхронные машины работают компенсатором, вырабатывая только реактивную мощность, асинхронные машины- в режиме электромагнитного тормоза, преобразователя частоты и др. Синхронные и асинхронные машины делают в основном трехфазными, но применяют и однофазные. Помимо синхронных и асинхронных машин применяются коллекторные машины переменного тока, рабочие свойства которых подобны рабочим свойствам машин постоянного тока.

§ 17.2. Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя

Сердечники статоров и роторов асинхронных машин собирают из стальных листов, изолированных друг от друга для уменьшения потерь на вихревые токи. В пазах статора и ротора размещают

<=>Сз.


<

э с

Рис, 17.2. Вывод начал и концов фаз обмотки статоров на щиток (а), расположение перемычек для включения обмотки статора в сеть звездой (б) и треугольником (е)

проводники обмоток. Статор крепят в станине, а ротор - на валу машины. Начала Си Cz, Сз и концы С4, С5, Св трехфазной обмотки статора выводят на щиток машины и располагают таким образом (рис. 17.2, а), чтобы обмотку статора было удобно соединить звез-

(рис. 17.2, б) или треугольником Д (рис. 17.2, в).

Это дает возможность каждую машину использовать в сетях с двумя различными напряжениями (например, при 127 и 220 В или 220 и 380 В и др.). Поэтому в паспорте машины и на щитке указаны два значения напряжения сети, при которых может работать машина (220/127; 380/220 В и др.). Для включения в сеть с большим из указанных напряжений обмотка статора соединяется звездой, а меньшим напряжением - треугольником. В двигателях последних серий не делают щитков для зажимов, а выпускают шесть выводных маркированных концов: Сь Сг, Сз - начала и С4, С5, Се - концы фаз.

В зависимости от типа обмотки ротора асинхронные машины могут быть с короткозамкнутым и с.фазным ротором.



[0] 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


0.0136