Главная Движение носителей электрических зарядов




Rmi fdatrz fdaSs

Рис. 12.19

реостат полностью выводится, вследствие чего двигатель переходит на естественную характеристику (кривая D на рис. 12.19,6).

Разгон двигателя начинается в точке 1 и происходит по характеристике А; По достижении некоторой скорости, соответствующей точке 2, третья ступень пускового реостата RudSi отключается и двигатель переходит на характеристику В - в точку 3, вследствие чего момент двигателя возрастет, однако скорость двигателя в течение небольшого промежутка времени переключения сохраняется неизменной ввиду инерции двигателя и связанного с ним исполнительного механизма. Далее разгон продолжается от точки 3 до точки 4, затем вторая ступень реостата отключается и двигатель переходит на характеристику С - в точку 5, после чего происходит разгон от точки 5 до точки 6 и последующее отключение первой ступени реостата. После отключения всех ступеней реостата обмотки ротора замыкаются накоротко и двигатель переходит на работу по естественной характеристике D. Разгон двигателя заканчивается в точке 8, определяемой тормозным моментом нагрузки М.

Введение добавочного активного сопротивления в цепь ротора при пуске кроме увеличения пускового момента и обеспечения плавного пуска позволяет ограничивать пусковой ток в роторе и, следовательно, в статоре, что особенно важно, когда двигатель работает в режиме частых пусков.

Недостатками этого способа пуска являются длительность и сложность пуска, а также необходимость применять более дорогие двигатели

238 -



с контактными кольцами, которые имеют меньший к. п. д. и со8ф по сравнению с двигателями с короткозамкнутым ротором (хотя для мощных двигателей эта разница незначительная).

Глава 13

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

§ 13.1. Устройство и пршщи5з дшствия синхронной машины

Как было указано ранее, синхронные машины используют в качестве как генфаторов, так и двигателей. Мощность современных синхронных трехфазных генераторов, применяемых на электростанциях, составляет десятки - сотни тысяч, а в некоторых случаях 1 млн. кВ • А и более.

Синхронные двигатели обычно бывают большой мощности, иногда применяют синхронные микродвигатели в устройствах, требующих под-дфжания строгого постоянства частоты вращения, например для привода вводных и выводных устройств электронно-вычислительных машин, а также различных устройств автоматики, измерительной техники и т. д.

Синхронные машины также используют в качестве синхронных компенсаторов, т. е. машин, работающих в режиме холостого хода и отдающих в сеть реактивную мощность. Синхронные компенсаторы служат для повышения коэффициента мощности (совф) электрических установок промышленных предприятий и стабилизации напряжения в электрических сетях, ибо перевозбужденная синхронная машина в режиме холостого хода по отношению к сети эквивалентна конденсатору. Не-довозбужденная синхронная машина, работающая вхолостую, по отношению к сети эквивалентна индуктивности. Действительно, изменяя ток возбуждения синхронной машины, можно менять реактивную мощность, отдаваемую синхронным компенсатором в сеть или потребляемую им из сети. Поэтому, изменяя реактивный ток, можно изменять потерю напряжения в сети, к которой присоединен компенсатор, т. е. производить стабилизацию напряжения сети.

Синхронные машины, используемые в качестве генфаторов, соединяют жестко непосредственно с пфвичными двигателями, приводящими во вращение генераторы на электростанциях, т. е. с паровыми и газовыми турбинами, гидротурбинами. Генфаторы, соединяемые с паровыми или газовыми турбинами, получили название турбогенераторов, а с гидротурбинами - гидрогенераторов. Турбогенераторы обычно имеют большую частоту вращения (1500 - 3000 об/мин), частота вращения гидрогенфаторов меньшая.

Синхронные двигатели и генераторы состоят из двух основных частей: статора и ротора. Устройство статора синхронной машины пршщипиально не отличается от устройства статора асинхронной машины. Ротор представляет собой электромагнит, к обмотке которого подводится постоянный ток через два изолированных друг от друга и от вала контактных кольца, насаженных на вал ротора, и



неподвижные щетки, скользящие по контактным кольцам. По конструкции ротора синхронные машины подразделяют на неявнополюсные и явнополюсные. Явнополюсный ротор используют в машине с четырьмя полюсами и более. На рис. 13.1, а показан ротор синхронной явно-полюсной машины, когда на полюсы надета обмотка возбуждения 1, а на рис. 13.1,6-ротор неявнополюсной машины, когда обмотка возбуждения / уложена в продольных пазах, выфрезерованных по всей длине монолитного стального цилиндрического сердечника ротора. Обмотка возбуждения питается постоянным током от генератора постоянного тока, называемого возбудителем, который обычно соединен жестко с валом синхронной машины, или от выпрямительной установки. Мощность, необходимая для возбуждения, обычно составляет 03-3% от мощности синхронной машины.

На рис. 13.2 показана конструктивная схема явнополюсной трехфазной синхронной машины, состоящей из статора 1, трехфазной обмотки статора 2, явнополюсного ротора 3, обмотки ротора 4, вала ротора 5, контактных колец 6, щеток 7. Следует отметить, что обмотки статора и ротора имеют одинаковое число полюсов.

При вращении ротора 3 с частотой и магнитный поток Ф, создаваемый постоянным током возбуждения 1, пересекает проводники обмотки статора и наводит в ее фазах переменную э. д. с, пропорциональную частоте вращения ротора и изменяющуюся с частотой

/1=ри/60. (13.1)

Если к трехфазной обмотке статора подключить нагрузку, то проте-каюш.ий через обмотку статора ток будет создавать вращающееся магнитное поле, частота вращения которого

Ио = 60/i/p = бОриДбОр) = и. (13.2)

Равенство (13.2) показьшает принцип действия синхронной машины: ротор вращается синхронно с полем статора (ио = и), поэтому и электрические машины получили название синхронных.

Ту часть синхронной машины, в обмотке которой наводится э. д. с. и протекает ток нагр\зки, называют якорем, а часть машины, где

I ©

0 ©


Фаза в



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 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0109