ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

10.5. Ротор четырехполюсного асинхронного дви­гателя, подключенный к сети трехфазного тока с частотой f=50 Гц, вращается с частотой 1440 об/мин. Чему равно скольжение?

10.6. Двигатель марки АОЛ-12-6 имеет номиналь­ную частоту вращения n₂=915об/мин. Синхронная частота 1000 об/мин. Определить номинальное скольжение.

10.9 Найти число пар полюсов асинхронного двигателя, питающегося от сети переменного тока с частотой 50 Гц, при частоте вращения магнитного поля статора п = 1000 об/мин.

10.11 Определить номинальное скольжение асинх­ронного трехфазного двигателя, ротор которого вращается с частотой п = 2900 об/мин, если синхронная частота вращения магнитного поля n₁ = 3000 об/мин.

- 4 - Синхронный генератор

Ротор синхронных машин вращается синхронно с вращающимся магнитным полем (отсюда их назва­ние). Поскольку частоты вращения ротора и магнит­ного поля одинаковы, в обмотке ротора не индуциру­ются токи. Поэтому обмотка ротора получает питание от источника постоянного тока.

Устройство статора синхронной машины (рис. 8.22) практически не отличается от устройства статора

Рис. 8.22 – Общий вид статора синхронного генератора

Рис. 8.23 – Общий вид явнополюсного синхронного генератора

асинхронной машины. В пазы статора укладывают трехфазную обмотку, концы которой выводят на клеммовую панель. Ротор в некоторых случаях изготовляют в виде постоянного магнита.

Роторы синхронных генераторов могут быть явнополюсными (рис. 8.23) и неявнополюсными (рис. 8.24). В первом случае синхронные генераторы приводятся в действие тихоходными турбинами гидроэлектростанций, во втором – паровыми или газовыми турбинами теплоэлектростанций.

Рис. 8.24 Общий вид неявнополюсного синхронного генератора

Питание к обмотке ротора подводится через скользящие контакты, состоящие из медных колец и графитовых щеток. При вращении ротора его магнитное поле пересекает витки обмотки статора, индуцируя в них ЭДС.

Как и у любого генератора, работающего по закону электромагнитной индукции, индуцированная ЭДС пропорциональна магнитному потоку машины и час­тоте вращения ротора.

Используют различные способы возбуждения син­хронных генераторов. Широкое распространение полу­чил синхронный генератор с машинным возбудителем, представляющим собой генератор постоянного тока, расположенный на одном валу с синхронным генера­тором, Машинный возбудитель приводится в действие от того же первичного двигателя, что и синхронный генератор. Выходные зажимы возбудителя через щет­ки и кольца подсоединены к обмотке ротора синхрон­ного генератора. Напряжение синхронного генератора можно регулировать реостатом в цепи обмотки воз­буждения возбудителя, что удобно и энергетически выгодно, так как в этой обмотке протекают сравни­тельно небольшие токи.

Находят также применение генераторы с самовозбуждением через полупроводниковые или механические выпрямители.

Отечественная промышленность выпускает синхронные генераторы на напряжение от 230 В до 21 кВ.

- 5- Синхронный двигатель

Устройство статора синхронного двигателя анало­гично устройству статора асинхронного двигателя. Ротор синхронного двигателя представляет собой элек­тромагнит или постоянный магнит (рис. 8.27).

Рис. 8.27 – Схематическое изображение синхронного двигателя

Постоянство частоты вращения — важное достоин­ство синхронного двигателя. Строгое постоянство ча­стоты вращения требуется во многих областях тех­ники, например при записи и воспроизведении звука. Недостаток синхронного двигателя — трудность пуска: для пуска нужно раскрутить ротор в сторону враще­ния поля статора. Для этого чаще всего применяют специальную короткозамкнутую обмотку, вделанную в ротор. В момент пуска двигатель работает как асин­хронный. Когда частота вращения ротора приближа­ется к частоте вращения поля статора, ротор входит в синхронизм и двигатель работает как синхронный. Короткозамкнутая обмотка при этом оказывается обесточенной, так как частота вращения ротора равна частоте вращения поля статора и стержни обмотки ротора не пересекаются магнитными силовыми ли­ниями.

В настоящее время существует тенденция замены на подвижных объектах (корабли, самолеты, автомо­били) электрических цепей постоянного тока цепями переменного тока повышенной частоты (200, 400 Гц и выше). Возможность использования бесколлектор­ных машин переменного тока, трансформаторов и магнитных усилителей позволяет повысить надеж­ность работы цепи, а также уменьшить габариты и массу машин и аппаратов.

При оборудовании объекта сетью переменного тока широкое применение находит электропривод на переменном токе. Разработаны схемы с асинхронными и синхронными двигателями, которые позволяют выполнить все операции, осуществляемые ранее дви­гателями постоянного тока.

Преимущества асинхронных двигателей особенно заметны тогда, когда по условиям работы привода нет необходимости в плавном регулировании частоты вращения в широких пределах и больших пусковых моментах (привод насосов, вентиляторов и др.).

Синхронные двигатели особенно удобны для при­вода роторов гироскопов. В тех случаях, когда гиро­скоп используют для особо точных измерений (напри­мер, в баллистических ракетах), приводом ротора гироскопа служит синхронный двигатель. При этом частота вращения ротора зависит только от конструк­ции двигателя и частоты питающего тока, которую можно стабилизировать с очень высокой степенью точности.