Главная Машины переменного тока



обмотку якоря, т. е. индуктируемую часть, помещают на статоре, а полюсную систему с обмоткой возбуждения - на роторе машины.

Обмотка возбуждения получает питание через контактные кольца. В этом случае скользящий контакт находится в цепи малой мощности и напряжение в цепи обмотки возбуждения относительно невелико (не более 500 В).

Статор синхронной машины имеет такое же устройство, как и статор асинхронной машины.


Рис. 17.7. Схема устройства ротора с явновыраженными (а) и неявповыраженными (б) полюсами

В зависимости от устройства ротора различают две конструкции синхронных машин: ; а) с явновыраженными полюсами;

б) с неявновыраженными полюсами.

В машинах с относительно малой частотой вращения роторы выполняют с явновыраженными полюсами. На роторе (рис. 17.7, с) равномерно помещают явновыраженные полюсы, состоящие из полюсного сердечника /, на котором расположена катушка обмотки возбуждения 5, удерживаемая полюсным наконечником 2. Такое устройство ротора облегчает выполнение о&мотки возбуждения, но при большой частоте вращения не может быть использовано, так как не обеспечивает нужной механической прочности.

Поэтому при большой частоте вращения роторы выполняют с неявновыраженными полюсами (рис. 17.7, б). Такой ротор изготовляют в виде цилиндра, на части поверхности которого имеются пазы. В пазах укладывают проводники обмотки возбуждения, затем пазы заклинивают и лобовые соединения обмотки возбуждения стягивают стальными бандажами.

В зависимости от рода первичного двигателя, которым приводится во вращение синхронный генератор, последний называют гидрогенератором (первичный двигатель - гидравлическая турбина), турбогенератором (первичный двигатель - паровая турбина) и дизель-генератором (первичный двигатель - дизель). Гидрогенераторы- обычно тихоходные явнополюсные машины с большим числом полюсов, выполняемые с вертикальным расположением



вала. Турбогенераторы - быстроходные неявнополюсные машины, выполняемые в настоящее время с двумя полюсами; Ротор современного турбогенератора делают из цельной стальной поковки. На части поверхности ротора выфрезованы пазы для размещения обмотки возбуждения. Дизель-генераторы - явнополюсные машины с горизонтальным расположением вала.

Синхронные машины небольшой мощности (до 15 кВ-А) и невысокого напряжения (до 380/220 В) изготавливают с неподвижной полюсной системой и вращающимся якорем (подобно машинам постоянного тока). Синхронный двигатель не имеет принципиальных конструктивных отличий от синхронного генератора. На статоре двигателя помещают трехфазную обмотку, при включении которой в сеть трехфазного переменного тока создается вращающееся магнитное поле. На роторе двигателя размещают обмотку возбуждения, включаемую в сеть источника постоянного тока. Ток возбул<-дения создает магнитный поток полюсов. Вращающееся магнитное поле токов обмотки статора увлекает за собой полюсы ротора. При этом ротор может вращаться только с синхронной частотой, т. е. с частотой, равной частоте вращения поля статора. Таким образом, частота синхронного двигателя строго постоянна, если неизменна частота тока питающей сети.

Основное достоинство синхронных двигателей - возможность их работы с потреблением опережающего тока, т. е. двигатель может представлять собой емкостную нагрузку для сети. Такой двигатель повышает созф всего лредприятия, компенсируя реактивную мощность других приемников- энергии.

Синхронные двигатели имеют меньшую, чем у асинхронных, чувствительность к изменению напряжения питающей сети. Вращающий момент у синхронных двигателей пропорционален напряжению сети в первой степени, тогда как у асинхронных - квадрату напряжения.

Глава 18

ОБМОТКИ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ИХ Э.Д.С.

§ 18.1. Основные элементы обмоток машин переменного тока

В обмотке машины индуктируется э. д. с. В зависимости от назначения, мощности и условий работы машины переменного тока их обмотки имеют различные конструктивные формы. В настоящее время применяют следующие основные типы обмоток: катушечные, стержневые и специальные. Катушечные обмотки выполняют из изолированного медного провода круглого поперечного сечения; стержневые - из медных шин прямоугольного поперечного сечения; специальные обмотки применяют для короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей, для пусковых и успокоительных обмоток синхронных машин, для якорей преобразовате-



лей, где обмотка выполнена по типу обмоток машин постоянного тока, и др.

Конструктивно обмотки могут быть выполнены в зависимости от расположения их в пазах однослойными "и двухслойными, в зависимости от их изготовления - ручными и шаблонными, в зависимости от числа пазов на полюс и фазу q - с целым и с дробным числом.

Части витков, расположенные в пазах, называют активными сторонами, так как в них индуктируются э. д. с; части витков, соединяющие активные стороны и расположенные на торцовых частях статора или ротора, называют лобовыми соединениями.



2 ПУ

о 6 6 0

Рис. 18.1. Обмотки с полым шагом

В машинах переменного тока преимущественно применяют двухслойные обмотки, в машинах малой мощности однослойные обмотки, изготовление которых затруднительно. При однослойном расположении активных сторон в пазах лобовые соединения лежат в одной плоскости, что делает невозможным выполнение шаблонной обмотки. На рис. 18.1, а показаны две катушки одной фазы однослойной обмотки. Катушки выполнены из проводников, отстоящих друг от друга ,на шаг обмотки у, равный нолюсному делению т, т. е. расстоянию между центрами разноименных полюсов. Такую обмотку называют с полным или диаметральным шагом. Из рисунка видно, что при укладке обмотки лобовые соединения между проводами / й /4-у, 2 и 2+у и т. д. оказались лежащими в одной плоскости, и, следовательно, при намотке эти лобовые соединения необходимо выгибать в различных направлениях вручную. На рис. 18.1,6 показано, как можно сделать однослойную обмотку, в которой лобовые соединения будут лежать в различных плоскостях, если изменить порядок соединения активных сторон. Однако при такой обмотке катушки имеют различную величину и, следовательно, требуется несколько шаблонов.

В двухслойных обмотках активная сторона, лежащая в верхнем слое паза, соединяется со стороной, лежащей в нижнем слое паза, отстоящего от начального на расстоянии у. В этом случае лобовые соединения не пересекаются, что дает возможность выполнения шаблонной обмотки при одинаковых размерах и форме катушек (рис. 18.1, е).



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


0.0093