Главная Машины переменного тока



ния, в которых используют механические или полупроводниковые выпрямители. К недостаткам систем самовозбуждения относится меньшая надежность, так возбуждения зависит от тока.

как в это.м случае питание обмотки режима работы сети переменного

На рис. 34.4, с изображена принципиальная схема самовозбуждения синхронного генератора с полупроводниковым выпрямителем. Здесь обмотку возбуждения синхронного генератора 2 через выпрямитель 3 присоединяют к зажимам статора /. При напряжении свыше 230 В выпрямитель получает питание через понижаю-ший трансформатор. Процесс са- мовозбуждения происходит за за счет остаточного магнитного потока, как и в генераторах постоянного тока. Применяют схемы самовозбуждения синхронных генераторов с полупроводниковыми выпрямителями и трехобомоточ-ным стабилизирующим трансформатором для поддержания постоянства напряжения генератора при изменении нагрузки. На рис. 34.4, б показано, что обмотка трансформатора 3 подключена параллельно нагрузке, обмотка / - последовательно, выпрямитель 4 - к третьей обмотке трансформатора 2. При увеличении нагрузки генератора ток,- проходя-I щий по обмотке растет и повы-. шает магнитный поток- трансфор-,м-атора, э. д. с. обмотки 2 п соот ветственно .ток возбуждения, в результате чего получается стабилизация напряжения генератора при изменении нагрузки.

В последнее время широко применяют схе.мы самовозбуждения с управляемыми ионными выпрямителями. Эти схемы обеспечивают высокое быстродействие и значительную кратность форсирования. При надлежащем выборе параметров схемы самовозбуждения с управляемыми ионными выпрямителями по своим свойствам приближаются к схемам незавиоимого возбуждения с ионными вы-прямителяМИ, рассмотреннымИ ранее.


Рис. 34.4. Принципиальная схема самовозбуждающегося синхронного генератора с полупроводниковым выпрямителем (а) и полупроводниковым выпрямителем и трех-обмоточным стабилизирующим трансформатором (б)



§ 34.4. Синхронные И4Ъукторные машины

В синхронных машинах обычной конструкции частота индуктируемой э.д.с. зависит от числа полюсов и частоты вращения ротора. Так как число полюсов и частоту вращения нельзя увеличивать сколь угодно по конструктивным соображениям, то при повышенных частотах находят применение машины индукторного типа. Их выполняют двухстаторными с магнитным полем, замьжающимся вдоль оси машины (постоянно-полюсные), а генераторы - с магнитным полем, замыкающимся перпендикулярно оси машины (переменно-полюсные) .


Рис. 34.5. Схема устройства постоянно-полюсной индукторной машины

Схема устройства постоянно-полюсного генератора изображена на рис. 34.5. Обмотка якоря я и обмотка возбуждения в помещены на статоре, ротор не имеет обмотки. Обмотка возбуждения выполнена в виде одной цилиндрической катушки. Обмотку переменного тока укладывают на зубцах (выст>пах) статора в виде катушек, соединяемых последовательно. Число зубцов статора вдвое больше числа зубцов ротора. Ток обмотки возбуждения создает магнитное поле, замыкающееся в сердечниках статора и ротора вдоль оси машины. При вращении ротора магнитное сопротивление между ротором и статором не претерпевает изменений, следовательно, также постоянен магнитный поток. Поэтому статор и ротор могут быть сплошными.

В обмотке переменного тока индуктируется э.д.с. за счет того, что магнитный поток, пронизывающий зубец статора, изменяется от наибольшего значения Фтах в момент, когда под центром катушки (или зубца) находится зубец ротора, до наименьшего значения Фтш в момент, когда под центром катушки находится паз ротора. Зубцы статора подвергаются действию переменного магнитного ПОЛЯ и собираются из изолированных стальных пластин. Кривые



изменения во времени магнитного потока, сцепленного с какой-либо катушкой обмотки статора и э.д. с, индуктируемой в этой катушке, показаны на рис. 34.6. Из приведенного графика видно, что при повороте ротора на одно зубцовое деление э. д. с. в обмотке статора претерпевает один период изменения и частота э.д.с. f = =zn/60, где Z - число зубцов ротора; п - частота вращения.

При повышенных частотах машина индукторного типа имеет преимущество перед синхронной машиной обычной конструкции.

В последней одному периоду изменения э. д. с. обмотки статора соответствует поворот ротора на два полюсных деления (два зубца). Поэтому для получения э. д. с. высокой частоты ротор машины индукторного типа должен иметь вдвое меньшее число зубцов, чем ротор машины обычной конструкции. Кроме того, ротор машины индукторного типа не имеет обмотки возбзледе-ния, что дает возможность уменьшить полюсное деление и допускать большие окружные скорости по сравнению с обычными машинами.

В переменно-полюсных индукторных машинах обмотки якоря и возбуждения помещают на полюсах статора, ротор так же, как и у машин постоянно-полюсных, зубчатый и не имеет обмотки. Магнитное поле, созданное током обмотки возбуждения, направлено перпендикулярно оси машины. При вращении ротора магнитный поток не претерпевает изменение так же, как и в ранее рассмотренном типе машины.

Принципиальное устройство переменно-полюсной машины изображено на рис. 34.7. Обмотка якоря охватывает несколько зубцов статора, а обмотка возбуждения - вдвое большее число зубцов. Ширина пазов, в которые укладывают обмотки, равна зубцо-вому шагу, благодаря чему магнитное сопротивление на дуге окружности, охватываемой обмоткой возбуждения, остается неизменным, так как в момент, когда половина зубцов статора находится против зубцов ротора, другая половина - против пазов. Поэтому переменной э.д.с. в обмотке возбуждения не возникает. При одинаковом направлении намотки э.д. с. соседних катушек обмотки якоря имеют различное направление и эти катушки соединяют встречно.

Если изменение магнитного потока от наибольшего значения Фтах до наименьшего Фшш происходит синусоидально, то действующее значение э. д. с. машины индукторного типа E=2,22fw(Фшах-


Рис. 34.6. кривые изменения магнитного пртока и э. д. с. в катушке обмотки статора машины индукторного типа



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


0.0433