Синхронные машины малой мощности.

1. Двигатель с постоянными магнитами.

Для разгона двигателя используются короткозамкнутая пусковая обмотка.

2. Реактивный двигатель.

 

Под действием асинхронного момента скорость ротора постепенно приближается к синхронной. При синхронной скорости ротор неподвижен относительно поля статора, происходит намагничивание сердечника ротора. Максимальный момент зависит от разности магнитных сопротивлений ротора вдоль и поперек оси его полюсов. Сделать эту разность значительной нельзя, так как придется уменьшить толщину пакетов стали и тем самым ослабить поток машины. Величина потока машины в конечном счете также определяет максимальный момент.

При равных габаритах номинальная мощность реактивного двигателя в 2 ÷ 3 раза меньше мощности двигателя с постоянными магнитами. Однако двигатель по конструкции прост и имеет низкую стоимость.

 

3. Гистерезисный двигатель.

1 – цилиндр, 2 – кольцо из магнитотвердого Материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Машины постоянного тока.

Устройство машины постоянного тока.

Основные части машины: статор с магнитными полюсами, якорь с обмоткой и коллектором. Статор служит для создания основного поля машин. Магнитное поле неподвижно. Оно возбуждается электромагнитами постоянного тока, которые называются основными полюсами возбуждения. Линии, проходящие через середины полюсов, называются продольными магнитными осями,

 

а линии, проходящие по середине между смежными полюсами – геометрическими нейтралями.

 

 

Параллельные ветви и э.д.с. якоря.

В результате установки щеток обмотка якоря по отношению к его зажимам оказывается разделимой на параллельные ветви с одинаковыми э.д.с. ветвей.

Э.д.с. якоря равна э.д.с. любой из параллельных ветвей. Внутреннее сопротивление якоря равно эквивалентному сопротивлению // ветвей обмотки.

 

 

Типы обмоток: спиральная, барабанная, петлевая, волновая.

 

Барабанная петлевая обмотка

Часть обмотки, заключенная между двумя ближайшими по ходу обмотками коллекторными пластинами, называется секцией обмотки. Число секций и число коллекторных пластин одинаково. Секции присоединяют к петлевой и волновой схемам.

 

 

 

В петлевой обмотке параллельных ветвей столько же, сколько полюсов, в волновой обмотке всегда две. Петлевые обмотки применяются в мощных машинах, волновые в машинах небольшой мощности.

 

Режимы работы машин постоянного тока.

Режим генератора.

,   ,   , .

- мощность потерь в обмотке якоря,

- мощность отдаваемая в нагрузку,

- электромагнитная мощность, развиваемая генератором.

Эта мощность равна механической мощности.

.

 

Режим двигателя.

, , - электромагнитная мощность двигателя. - мощность потерь в обмотке якоря, - мощность потребляемая двигателем.

 

Режим электромагнитного тормоза.

Если момент нагрузки превысит вращающий момент двигателя, то он сначала остановится, а затем начнет вращаться в обратном направлении. Электромагнитный момент, создаваемый двигателем, будет противодействующим, по отношению к нагрузке и двигатель окажется в режиме электромагнитного тормоза.

 

Баланс мощностей

 

Мощность потребления электрической энергии из сети и механическая мощность вращения ротора преобразуются в электрические потери в обмотке якоря.

Электродвижущая сила якоря.

Э.д.с. якоря машины постоянного тока равна алгебраической сумме мгновенных значений э.д.с. проводников одной параллельной ветки.

 

,

- число витков якоря, - число параллельных ветвей.

, - число витков в одной // ветви якоря.

; - полюсное деление, - число полюсов.

; .

 

Магнитная характеристика машины.

1.0

Зависимость - называется

 

Если в генераторе Ф = const, то э.д.с. Е пропорционально скорости вращения . Измерение напряжения холостого хода генератора позволяет определить скорость вращения. Выпускаемые для этих целей машины называются тахогенераторами.

 

Электромагнитный момент машины.

 

В поле одного полюса находится проводников якоря с одинаковым током параллельной ветки .

Момент сил одного полюса:

Общий момент в раз больше :

 

,

 

,

.

 

Магнитное поле машины при нагрузке.

Реакция якоря.

 

 

В секциях, проходящих геометрические нейтрали, при нагрузке наводится э.д.с. от потока якоря, что существенно влияет на процесс коммутации в машине.

 

Искрение на коллекторе.

Искрение – возникновение искрового или дугового разряда при размыкании цепи постоянного тока, обладающий продуктивностью.

 

Причины искрения: неровности поверхности, неправильный выбор давления пружин на щетку, неудовлетворительная коммутация.

Коммутацией называется процесс переключения секций обмотки якоря из одной // ветви в другую. Коммутируемая секция, проходя геометрическую нейтраль замыкает щеткой накоротко, а затем размыкается.

 

 

, , , .

 

Ликвидация искрения.

Для компенсации э.д.с. магнитный поток полюсов добавочных должен быть направлен навстречу потоку якоря.

 

В машинах малой мощности при их работе с постоянной нагрузкой для улучшения коммутации щетки сдвигают в сторону физических нейтралей.