24 листопада 2020р.
Предмет: Електротехніка.
Урок 28: Принцип дії і будова синхронного генератора.
Синхронні двигуни.
Будова синхронного двигуна
В статорі синхронного двигуна розміщена обмотка, яка підключається до мережі трифазного струму і утворює магнітне поле, що обертається. Ротор двигуна побудований із сердечника з обмоткою збудження. Остання через контактні кільця підключається до джерела постійного струму. Струм прохолячи через обмотку збудження породжує магнітне поле, яке намагнічує ротор.
Ротори синхронних моторыв можуть бути явнополюсними (з явно вираженими полюсами) і неявнополюсними (з неявно вираженими полюсами). На зображені вище а) показаний сердечник 1 явнополюсного ротора з полюсами, що виступають. На полюсах розміщені котушки збудження 2. На зображені б) показаний неявнополюсний ротор, який є феромагнітним циліндром 1. На поверхні ротора в осьовому напрямі фрезерують пази, в які вкладають обмотку збудження 2.
Принцип дії синхронного двигуна
Розглянемо принцип роботи синхронного двигуна на моделі.
На малюнку зліва магнітне поле статора, який обертається, зобразимо у вигляді магніта 1. Намагнічений ротор покажемо у вигляді магніта 2. Повертаємо магніт 1 на кут α. Північний магнітний полюс першого магніта (1) притягне південний полюс дгугого магніта (2), а південний полюс першого магніта (1) – північний полюс другого магніта (2). Другий магніт (2) обернеться на такий же кут α. Обертатимемо перший магніт (1). Другий магніт (20 обертатиметься разом з першим магнітом (1), причому частоти обертання обох магнітів будуть однаковими, синхронними, n2=n1.
Синхронний реактивний двигун
Синхронний реактивний двигун — це тип синхронного двигуна, на роторі якого відсутня обмотка збудження.
В якості матеріалу для ротора синхронного реактивного двигуна використовується феромагнетик з явновираженими полюсами. Магнітне поле статора обертається та намагнічує ротор. Явнополюсний ротор володіє неоднаковими магнітними опорами по поздовжній та поперечній осях полюса. Силові лінії магнітного поля статора вигинаються і прагнуть пройти шляхом з меншим магнітним опором. Завдяки пружним властивостям силових ліній деформація магнітного поля викличе реактивний момент, котрий обертатиме ротор синхронно з полем статора.
Пуск в хід і регулювання частоти обертання синхронного двигуна
У синхронному двигуні відсутній початковий пусковий момент. При підключені обмотки якоря до мережі змінного струму, коли ротор нерухомий, а через обмотку збудження проходить постійний струм, то як результат за один період зміни струму електромагнітний момент двічі мінятиме свій напрям, а це означає, що середній момент за період буде рівний нулю.
Звідси випливає, що для того, аби запустити синхронний двигун потрібно розігнати його ротор з використанням зовнішнього моменту до частоти обертання, близької до синхронної. Тому синхронний двигун пускають в хід як асинхронний, для чого його забезпечують спеціальною короткозамкнутою пусковою обмоткою.
Синхронні генератори. Найпростіша модель синхронного генератора відрізняється від генератора постійного струму тим, що замість колектора є два кільця, на які накладені нерухомі щітки, що з'єднують рамку з зовнішнім колом (рис.1)
Рис.1. - Конструкція синхронного генератору.
В основі роботи синхронних генераторів лежить закон електромагнітної індукції. Якщо заставити рамку обертатися, то за умови, що магнітна індукція по окружності якоря розподіляється синусоїдально, від такої рамки в зовнішнє коло піде однофазний синусоїдальний струм.
Однофазні генератори не знайшли широкого застосування, тоді як трифазні генератори застосовуються на електростанціях і виробляють трифазний струм частотою 50 Гц.
Швидкість обертання ротора:
Тоді при f=50 Гц і р=1,2,3,…, швидкість обертання ротора синхронних генераторів дорівнюватиме n=3000,1500,1000,…об/хв.
Відрізняють два типи синхронних генераторів:
- з нерухомими електромагнітами і обертовою обмоткою (ротором);
- з обертовими електромагнітами (ротором) і нерухомим якорем (статором).
Основні конструктивні частини синхронних машин (генераторів).
1. Статор - станина з вмонтованим осердям і обмотками. До ізоляції обмоток проводу пред'являють особливі вимоги, тому що робоча напруга досягає 22 кВ.
2. Ротор. Буває явнополюсний і неявнополюсний.
Котушки роторів живляться постійним струмом від спеціальних генераторів постійного струму - збудників, якір яких розміщується на одному валу з ротором. Потужність збудника звичайно становить 1-3% потужності генератора.
Додатковий відеоматеріал:
1.Написати переваги та недоліки використання синхронних двигунів.
2.Як здійснюється пуск синхронного двигуна?
3.Застосування синхронних генераторів і синхронних двигунів.
Відповіді відправляйте на електронну пошту: honor7valera@gmail.com
Немає коментарів:
Дописати коментар