Prędkość obrotu pola magnetycznego stojana. Obracanie pola magnetycznego

Zależy od częstotliwości napięcia zasilania, o mocy obciążenia prądowego na wale i na liczbie biegunów elektromagnetycznych tego silnika. Ta prawdziwa prędkość obrotu (lub częstotliwość robocza) jest zawsze mniejsza niż tak zwana częstotliwość synchroniczna, która jest określona tylko przez parametry zasilania i liczby słupów stojana uzwojenia tego silnika asynchronicznego.

W ten sposób, synchroniczna częstotliwość obrotu silnikaja - Jest to częstotliwość obrotu pola magnetycznego uzwojenia stojana przy znamionowej częstotliwości napięcia zasilania i jest nieco różni się od częstotliwości działania. W rezultacie liczba obrotów na minutę pod obciążeniem jest zawsze mniejsza niż tzw. Synchroniczne obroty.

Figura pokazuje, w jaki sposób synchroniczna prędkość obrotu dla silnika asynchronicznego z jednym lubjemnym biegunem stojanem zależy od częstotliwości napięcia zasilania: Im wyższa częstotliwość - wyższa prędkość kątowa obrotu pola magnetycznego. Na przykład, gdy zmieniając częstotliwość napięcia zasilania zmienić synchroniczną częstotliwość silnika. To zmiany i częstotliwość pracy obrotu wirnika silnika pod obciążeniem.

Zwykle uzwojenie silnika asynchronicznego jest zasilane przez trójfazową prąd przemienny, który tworzy obrotowe pole magnetyczne. I im większe pary biegunów - mniej synchronicznej częstotliwości rotacji będzie prędkością obrotową pola magnetycznego stojana.

Większość nowoczesnych silników asynchronicznych ma od 1 do 3 par Polaków magnetycznych, w rzadkich przypadkach 4, ponieważ im więcej Polaków jest niższa wydajność silnika asynchronicznego. Jednak z mniejszą liczbą biegunów prędkość wirnika można zmienić bardzo, bardzo płynnie, zmieniając częstotliwość napięcia zasilania.

Jak wspomniano powyżej, prawdziwa częstotliwość pracy silnika asynchronicznego różni się od jego częstotliwości synchronicznej. Dlaczego to się dzieje? Gdy wirnik obraca się częstotliwością mniej niż synchroniczną, przewody wirnika przecinają pola magnetyczne stojana na pewnej prędkości, a EMF jest włożony do nich. Ten EMF tworzy prądy w zamkniętych przewodach wirnika, w wyniku czego prądy te współdziałają od obrotowej pola magnetycznego stojana, a moment obrotowy wystąpi - wirnik jest cieszy się polem magnetycznym stojana.

Jeśli moment ma wystarczającą wartość, aby przezwyciężyć siłę tarcia, wirnik zaczyna się obracać, podczas gdy moment elektromagnetyczny jest równy momentowi spowalniania, które tworzą obciążenie, siły tarcia itp.

W tym przypadku wirnik zawsze opóźnia się za polem magnetycznym stojana, częstotliwość pracy nie może osiągnąć częstotliwości synchronicznej, jakby się zdarzyło, EMF zatrzyma się w przewodach wirnika, a moment obracający się po prostu pojawi się. W rezultacie namagnesowanie "poślizgu" (z reguły wynosi 2-8%), w związku z którym następna nierówność silnika jest prawdziwa:

Ale jeśli wirnik tego samego silnika asynchronicznego jest promowany przy użyciu niektórych napędu zewnętrznego, na przykład, silnik spalinowy, do takiej prędkości, że częstotliwość prędkości wirnika przekracza częstotliwość synchroniczną, następnie EMF w przewodach wirnika i bieżącego obrotu zostanie zakupiony w nich pewien kierunek i asynchroniczny silnik. Zmieni.

Całkowity moment elektromagnetyczny będzie hamowanie, przesuwne będzie negatywne. Ale tak, że tryb generatora może się manifestować, konieczne jest umieszczenie asynchronicznej mocy reaktywnej silnika, która stworzyłaby magnetyczne pole stojana. W momencie rozpoczęcia takiej maszyny w trybie generatora może wystarczyć na rozbicie pozostałej indukcji wirnika i kondensatorów, które są podłączone do trzech faz uzwojenia stojana dostarczającego aktywnego obciążenia.

Jak pokazano wcześniej, jedna z najważniejszych zalet systemów wielofazowych jest uzyskanie obracającego się pola magnetycznego za pomocą stałych cewek, na których opiera się działanie silników. prąd przemienny. Rozważanie tej kwestii Zacznijmy od analizy pola magnetycznego cewki z prądem sinusoidalnym.

Cewka pola magnetyczna z prądem sinusoidalnym

Podczas z widokiem na uzwojenie cewki prądu sinusoidalnego, tworzy

pole magnetyczne, których indukcja zmienia się (pulsaty) wzdłuż tej cewki również wzdłuż prawa sinusoidalnej Instant orientacja magnetycznego wektora indukcyjnego w przestrzeni zależy od uzwojenia cewki i natychmiastowy kierunek prądu i jest określony przez zasadę Odpowiedni mężczyzna. Tak więc dla przypadku pokazanego na FIG. 1, magnetyczny wektor indukcyjny skierowany wzdłuż osi cewki. Po tym, jak halfer, gdy z tym samym modułem prąd zmienia swój znak na odwrót, wektor indukcji magnetycznej w tej samej wartości bezwzględnej zmieni swoją orientację w przestrzeni na 1800. W odniesieniu do powyższego pola magnetycznego Cewka z prądem sinusoidalnym jest nazywana tętniący.

Okrągłe obrotowe pole magnetyczne
uzwojenia dwu- i trójfazowe

Okrągłe obrotowe pole magnetyczne nazywane jest polem, wektor indukcji magnetycznej, której bez zmiany modułu obraca się w przestrzeni ze stałą częstotliwością kątową.

Aby utworzyć okrągłe pole obrotowe, musisz wykonać dwa warunki:

1. Oś cewki powinna być przesunięta w przestrzeni względem siebie przy określonym kątem (dla układu dwufazowego - o 90 0, do trzech fazy - o 120 0).
2. Rzuca, że \u200b\u200bcewki paszy muszą być przesuwane odpowiednio w fazie, przemieszczenie przestrzenne cewki.

Rozważmy wytwarzanie okrągłego obracającego się pola magnetycznego w przypadku dwufazowego systemu TESLA (rys. 2, a).

Przechodząc przez cewki prądów harmonicznych, każdy z nich zgodnie z powyższym utworzy pulsujące pole magnetyczne. Wektory i charakteryzujące te pola są skierowane wzdłuż osi odpowiednich cewek, a ich amplitudy zmieniają się również zgodnie z prawem harmonicznych. Jeśli prąd w cewce w opóźnień za prąd w cewce A 90 0 (patrz rys. 2, b), w tym celu.

Znajdziemy projekcję powstałego magnetycznego wektora indukcyjnego na osi X i Y kartezjańskim układzie współrzędnych związanych z osiami cewek:

Moduł wynikowej indukcji magnetycznej wektora zgodnie z FIG. 2, w równi

Uzyskane relacje (1) i (2) pokazują, że wektor uzyskanego pola magnetycznego jest niezmienione przez moduł i obraca się w przestrzeni ze stałą częstotliwością kątową, opisującą koło, co odpowiada okrągłym obrotowym polu.

Pokazujemy, że symetryczny układ cewki trójfazowej (patrz rys. 3, a) umożliwia również uzyskanie okrągłego obracającego się pola magnetycznego.

Każda z cewek A, B i C przechodząc wzdłuż nich z prądami harmonijnymi tworzy pulsujące pole magnetyczne. Diagram wektorowy w przestrzeni dla tych pól jest pokazany na FIG. 3, b. Dla projekcji wynikowego magnetycznego wektora indukcyjnego

oś w układzie współrzędnych kartezjańskich, osi Y, która jest łączona z osią magnetyczną fazy A, może być rejestrowana

;

(3)

.

(4)

Zmniejszone wskaźniki uwzględniają przestrzenne układy cewki, ale także podaje się również na trójfazowym systemie prądu o tymczasowej przesunięciu w fazie 1200. Dlatego w przypadku natychmiastowych wartości indukcji cewek.

; ; .

Podstawiając te wyrażenia w (3) i (4), otrzymujemy:

;

(5)

(6)

Zgodnie z (5) i (6) i FIG. 2, W przypadku modułu indukcji magnetycznej powstałego pola trzech cewek z prądem można napisać:

,

a sama wektora jest z osią kątem, dla którego

,

Tak więc, w tym przypadku wektor indukcji magnetycznej jest stała w przestrzeni ze stałą częstotliwością kątową, która odpowiada okrągłym polem.

Pole magnetyczne w maszynie elektrycznej

W celu wzmocnienia i zatrudniania pola magnetycznego w maszynie elektrycznej, tworzony jest łańcuch magnetyczny. Elektryczna maszyna składa się z dwóch głównych części (patrz rys. 4): stały stojan i obrotowy wirnik wykonany zgodnie z wydrążonymi i stałymi cylindrami.

Istnieją trzy identyczne uzwojenia na stojanie, których osie magnetyczne są przesuwane przez nudno rurociągu magnetycznego o 2/3 podziału biegunowego, którego wartość jest określona przez wyrażenie

,

gdzie jest promień nudnego rurociągu magnetycznego, a p jest liczbą par Polaków (liczba równoważnych obracających się stałych magnesów, tworząc pole magnetyczne, w prezentowanym na rys. 4 p \u003d 1).

Na rys. 4 linie stałe (A, B i C) odnotowano pozytywne kierunki pulsujących pól magnetycznych wzdłuż osi uzwojeń A, B i C.

Przyjmując przepuszczalność magnetyczną, stała się nieskończenie duża, konstruujemy krzywą rozkładu indukcyjnego magnetycznego w szczelinie powietrza maszyny generowanej przez fazę uzwojenia, dla pewnego punktu w czasie t (rys. 5). Podczas konstruowania krzywej zmienia się przez skok w lokalizacji boków cewek, a miejsca poziome występują w obszarach pozbawionych prądu.

Zastąpimy tę krzywą sinusoidalną (należy go wskazać, że prawdziwe samochody ze względu na odpowiednie wykonanie uzwojeń fazy do uzyskanego pola, taka wymiana jest związana z bardzo małych błędów). Biorąc amplitudę tego sinusoidy dla wybranego czasu równy v.Piszemy

;

(11)

.

(12)

Mając stosunki podnoszenia (10) ... (12), biorąc pod uwagę fakt, że suma ostatnich członków w swoich prawicowych częściach jest identycznie równa zero, dostajemy za wynikowe pole wzdłuż wyrażenia szczeliny powietrza

prezentujący równanie fali bieżącej.

Indukcja magnetyczna jest stała, jeśli . Tak więc, jeśli mentalnie wybrałeś jakiś punkt w szczelinie powietrznej i przesuń go wzdłuż nudnego rurociągu magnetycznego z prędkościami

,

ta indukcja magnetyczna dla tego punktu pozostanie niezmieniona. Oznacza to, że z czasem krzywa dystrybucji indukcji magnetycznej, bez zmiany jego formy, porusza się wzdłuż obwodu stojana. W konsekwencji, otrzymany pole magnetyczne obraca się przy stałej prędkości. Ta prędkość jest wykonana w celu ustalenia w obrotach na minutę:

.

Zasada działania silników asynchronicznego i synchronicznego

Urządzenie silnika asynchronicznego odpowiada obrazowi na rys. 4. Obracające się pole magnetyczne utworzone przez uzwojenia stojana z prądem współdziałającymi z prądami wirnika, prowadząc go do rotacji. Najbardziej dystrybucja otrzymała obecnie silnik asynchroniczny z obwodowym wirnikiem ze względu na jego prostotę i niezawodność. W rowkach wirnika takiej maszyny znajdują się najwyższej jakości pręty miedzi lub aluminiowe. Końce wszystkich prętów z obu końców wirnika są połączone z pierścieni miedzi lub aluminium, które zamknęły pręty przesuwające. Stąd zdarzyło się to taka nazwa wirnika.

W zwróconej wirniku obwodowym podającym działanie EMF spowodowane obrotową dziedziną stojana, występują prądy wirowe. Interakcja z polem, obejmują wirnik w rotacji z prędkością, zasadniczo niższym polem obrotu pola 0. Stąd nazwa silnika jest asynchroniczna.

Wartość

nazywa względny slajd.. Dla normalnych silników VERSA S \u003d 0,02 ... 0,07. Nierówność prędkości pola magnetycznego i wirnika staje się oczywista, jeśli uważasz, że przy obrotowym polu magnetycznym nie będzie przekroczyć prętów przewodzących wirnika, a zatem nie będą prowadzone przez prądy zaangażowane w tworzenie punktu obrotowego .

Główna różnica między synchronicznym silnikiem z asynchronicznego jest wykonanie wirnika. Ten ostatni w silniku synchronicznych jest magnesem (z stosunkowo małą pojemnością) na podstawie stałego magnesu lub na podstawie elektromagnesa. Ponieważ przyciągają multi-Polacy magnesów, obracanie pola magnetycznego stojana, który można interpretować jako obrotowy magnes, przenosi wirnik magnetyczny za sobą, a ich prędkości są równe. To wyjaśnia nazwę silnika - synchroniczne.

Podsumowując, zauważamy, że w przeciwieństwie do silnika asynchronicznego, który zwykle nie przekracza 0,8 ... 0,85, silnik synchroniczny można osiągnąć przy większej wartości, a nawet osiągnąć, aby prąd wyprzedził napięcia fazowe. W tym przypadku, podobnie jak baterie skraplacza, maszyna synchroniczna służy do zwiększenia współczynnika mocy.

Literatura

1. Podstawyteoria łańcuchowa: badania. Dla uniwersytetów /g.v. Zevek, p.a.ionkin, A.V. Nyushal, S.v.stratov. -5-Ed., Peerab. -M.: Energoatomizdat, 1989. -528c.
2. Bessonov L.a. Teoretyczne fundamenty inżynierii elektrycznej: łańcuchy elektryczne. Studia. Dla studentów specjałów uniwersytetów elektrotechnicznych, energii i instrumentów. -7-E Ed., Peerab. i dodaj. -M.: Wyższy. Squ., 1978. -528c.
3. Teoretycznypodstawy inżynierii elektrycznej. Studia. Na uniwersytety. W trzech tonach. ed. K.m. poliivanova. T.1. KM poliiiwijani. Liniowe obwody elektryczne ze stałą koncentrowaną. -M.: Energia - 1972. -240С.

Pytania testowe

1. Jakie pole nazywa się pulsującym?
2. Jakie pole nazywa się okrągłym okrągłym?
3. Jakie warunki są niezbędne do utworzenia okrągłego obracającego się pola magnetycznego?
4. Jaka jest zasada działania w asynchronicznym silniku z obwodowym wirnikiem?
5. Jaka jest zasada działania w silniku synchronicznym?
6. Jakie prędkości synchroniczne są produkowane w naszym kraju, silniki przemiennego prądu realizacji przemysłowej generalnej?

W indukcyjnych maszynach elektrycznych uzwojenie stojana i wirnika są związane polem magnetycznym. Aby przekazać obracającą część maszyny o stałej luce powietrza przez system uzwojenia stojana, tworzyć obracaniepole magnetyczne.

Pod obrotem zrozumiemy takie pole magnetyczne, wektor indukcyjny, który porusza się w przestrzeni (w płaszczyźnie prostopadle do osi wirnika) w pewnej prędkości kątowej. Jeśli amplituda wektora indukcyjnego jest stała, to pole nazywa się okólnik.Można utworzyć obrotowe pole magnetyczne:

• prąd naprzemienny w dwufazowym systemie uzwojenia przesunięte w przestrzeni o 90 °;
• trójfazowy prąd przemienny w trójfazowym systemie uzwojenia przesunięte w przestrzeni 120 °;
• Direct Bieżący przełączany w serii uzwojeń dystrybuowanych przez stojana stojana silnika;
• DC, przełączany przez przełącznik na krętych gałęzi znajdujących się wzdłuż powierzchni wirnika (kotwica). Tworzenie obracającego pola magnetycznego w maszynie dwufazowej
• (Figa. 1.2). Wtaka oś maszyny uzwojenia jest przesunięta geometrycznie 90 ° (Utworzono maszynę o jednej pary biegunów, p n \u003d. jeden). Uzwojenia stojana są zasilane napięciem dwufazowym, jak pokazano na FIG. 1.2 I. Wierząc, że maszyna jest symetryczna i nienasycona, uważamy, że prądy w uzwojeniach są również przesuwane o 90 stopni elektrycznych (90 ° e-mail), a siła magnetyczna uzwojeń jest proporcjonalna do prądu (rys. 1 .2,6). Wchwila czasu, = 0 prądu w uzwojeniu ale równy zero i prąd w uzwojeniu b. Ma największą wartość ujemną.

Figa. 1.2.Tworzenie obracającego się pola magnetycznego w maszynie elektrycznej dwufazowej: A - Włączanie uzwojeń: B - Dwufazowy system aktualny w uzwojeniach stojana: w - Schemat wektora przestrzennego sił hodowlanych magnetore utworzonych przez uzwojenia stojana

W związku z tym całkowity wektor uzwojeń sił hodowli (MDS) w momencie czasu jest T i znajduje się w przestrzeni, jak pokazano na FIG. 1.2, w. W czasie od 2 \u003d 7C / prądów w uzwojeniach będzie Tl m / I zatem łączny wektor MDS zwróci się do kąta do/ and_zimet w przestrzeni pozycji wskazanej na FIG. 12, w, Jak 2 \u003d 2 + 2. W tym momencie

czas CO 2 \u003d I / 2 łączny wektor MDS będzie równy. Podobnie możesz śledzić, jak zmienia się pozycja łącznych montówek wektorów zmienia się w momencie czasu itp. Można widać, że wektor obraca się w przestrzeni z prędkością CO \u003d 2TS, przy zachowaniu stałej amplitudy. Kierunek obrotu pola - zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Proponujemy upewnić się, że jeśli przesączysz do fazy ale Napięcie \u003d (CO -) i na fazie b. Voltage \u003d co, a następnie kierunek

rotacja zmieni się na odwrót.

Figa. 1.3.Schematy do przełączania trzech fazowych uzwojeń silnikowych: A - lokalizacja uzwojenia silnika w P N \u003d 1; b - połączenie uzwojenia w gwiazdy; w - prądy trójfazowe w uzwojeniach silnika

Zatem połączenie przesunięcia przestrzennego osi uzwojenia o 90 stopni geometrycznych (90 °) i przesunięciu fazy AC w \u200b\u200buzwojeniach na (90 ° E-mail) stopni elektrycznych umożliwia utworzenie pola magnetycznego obracającego się wzdłuż Krąg stojana w szczelinie powietrznej.

Mechanizm tworzenia obracającego się pola magnetycznego w trójfazowej maszynie AC.Uzwojenia maszyn są przesuwane w przestrzeni 120 ° (rys. 1,3, a) i paszy na systemie naprężeń trójfazowych. Prądy w uzwojeniu maszyny są przesuwane o 120 ° El. (Rys. 1.3, w):

Otrzymane MDS uzwojenia stojana to:

Gdzie w. - liczba zwrotów uzwojeń.

Rozważ pozycję w przestrzeni wektora w momencie czasu (Rys. 1.4, O). Vector MDS kręte O T jest skierowany wzdłuż osi o w kierunku pozytywnym i jest równy 0, w te. O, . Vector MDS Reding. z skierowany wzdłuż osi z i równa 0 ,. Suma wektorów J i J są skierowane wzdłuż osi b. W kierunku negatywnym i z tym kwotą wektorowe nawiasy MDS B, Równa ilość trzech wektorów tworzy wektor H. \u003d 3/2, zajmując w momencie czasu, pozycja pokazana na FIG. 1.4, O. Po czasie \u003d L / SSO (przy częstotliwości 50 Hz przez 1/300 C), pojawi się moment czasu 2, w którym pojawi się okręcenie MDC wektorowe o jest równe i wektory uzwojenia MDS b. i z równy - 0,5. Powstałe MDS 2 wektor w czasie 2 zajmą pozycję wskazaną na FIG. 1.4.5, tj. przejdzie w stosunku do poprzedniej pozycji w. Pod kątem 60 ° w prawo. Łatwo jest upewnić się, że w momencie czasu 3, wynikowe MD uzwojeń stojana zajmuje pozycję 3, tj. Będzie nadal poruszać zgodnie z ruchem wskazówek zegara. W okresie napięcia zasilania \u003d 2L / CO \u003d 1 / wynikowe modne MDS powoduje pełną turę, tj. Prędkość rotacji pola stojana jest bezpośrednio proporcjonalna do częstotliwości prądu w jego uzwojeniach i jest odwrotnie proporcjonalna do liczby par Polaków:

gdzie n jest liczbą par Polaków samochodu.

Jeśli liczba par słupów silnika jest większa niż urządzenie, liczba sekcji uzwojenia usytuowanych z kręgu stojana wzrasta. Tak więc, jeśli liczba par Polaków N \u003d 2, następnie trzy fazowe uzwojenia znajdują się na jednej połowie kręgu stojana i trzy do drugiego. W tym przypadku, w jednym okresie napięcia zasilającego, wynikowy wektor MD zakończy połowę obrotu, a prędkość obrotu pola magnetycznego stojana będzie dwukrotnie mniejsza niż w maszynach z "\u003d 1-11

Figa. 1.4.ale - Co \u003d 7c / b. - Co \u003d l / w - Co \u003d 7c /

W oparciu o działanie prawie wszystkich silników AC: synchroniczny z wzbudzeniem elektromagnetycznym (SD), z wzbudzeniem magnesów trwałych (SDPM), synchronicznych silników odrzutowych (SRD) i silniki asynchroniczne (ciśnienie krwi) - leży zasada tworzenia obracającego się pola magnetycznego.

Zgodnie z zasadami elektrodynamiki we wszystkich silnikach elektrycznych (z wyjątkiem strumienia), rozwijalny moment elektromagnetyczny jest wynikiem interakcji strumieni magnetycznych (shit-gówno), utworzony w ruchomej i stałej części silnika elektrycznego. Moment jest równy produktowi tych wątków, który jest pokazany na FIG. 1.5, a wartość chwili jest równa produktowi modułów wektory przepływu na zatokę kąta przestrzennego 0 między wektory przepływu:

gdzie do - Współczynnik konstruktywny.

Figa. 1.5.

Synchroniczny (SD, SDPM, SRD) i silniki asynchroniczne. Istnieją praktycznie taka sama konstrukcja stanów, a wirniki są różne. Rozproszone uzwojenia stojana tych silników elektrycznych umieszcza się w stosunkowo dużej liczbie półklonowanych rowków stojanych. Jeśli nie bierzesz pod uwagę wpływ zębów, uzwojenie stojana stanowi stały strumień magnetyczny przez stałą prędkość określoną przez bieżącą częstotliwość. W prawdziwych strukturach, obecność rowków i zębów rurociągu magnetycznego stojana prowadzi do pojawienia się większych harmonicznych sił magnesowych, co prowadzi do zmarszczek momentu elektromagnetycznego.

Na obrzeżu CD znajduje się uzwojenia wzbudzenia, który jest zasilany prądem bezpośrednim z niezależnego źródła napięcia - patogen. Prąd wzbudzenia tworzy pole elektromagnetyczne, stacjonarny względny do wirnika i obracając w szczelinie powietrza wraz z wirnikiem z prędkością [cm. (1.7)]. Do silników synchronicznych o pojemności do 100 kW, wzbudzenie z magnesów trwałych, które są zainstalowane na wirniku.

Magnetyczne linie energetyczne pola wirnika generowane przez wzbudzenie nawijania lub magnesy trwałe, "krawężnik" z obracającym się synchronicznie z polem elektromagnetycznym stojana. Interakcja pola stojana H. A wirnik 0 tworzy moment elektromagnetyczny na wale maszyny synchronicznej.

W przypadku braku obciążenia na wale, wektory pól edytora i wirnik 0 zbiegły w przestrzeni i obracają się łącznie z prędkością CO 0 (Rys. 1.6, I).

Podczas załącznika momentu obrotowego trybu oporu, wektory [i 0 są przekierowane (rozciąganie jak sprężyna) do kąta 0, a obie wektory nadal obracają się w takiej samej szybkości CO 0 (Fig. 1 .6,6). Jeśli kąt 0 jest dodatni, synchroniczna maszyna działa w silniku. Zmień obciążenie wału silnika odpowiada zmianie maksymalnej chwili 0 M. Będzie na 0 \u003d L; / (0 - stopnie elektryczne). Jeśli

Ładowanie wału silnika przekracza M. Ten tryb synchroniczny jest uszkodzony, a silnik spada z synchronizacji. Z wartością ujemną kąta 0, maszyna synchroniczna będzie obsługiwać generator.

Figa. 1.6.ale - z doskonałym biegłym; B - Gdy obciążenie na wale

Silnik synchroniczny odrzutowy - Silnik o wyraźnie wymawianych słupach wirnika bez uzwojenia wzbudzenia, gdzie moment obrotowy spowodowany pragnieniem wirnika do zajmowania takiej pozycji, w której rezystancja magnetyczna między podekscytowanym stojanem i wirnikiem przyjmuje minimalną wartość.

W wirniku SRD aprauntu (rys. 1.7). Ma inną przewodność magnetyczną nad osiami. Na osi wzdłużnej re, Przechodząc przez środek bieguna, przewodność jest maksymalna, a na osi poprzecznej p. - minimum. Jeśli oś siły magnetycznej stojana zbiega się z osi wzdłużnej wirnika, krzywizna linii energetycznych strumienia magnetycznego i moment wynosi zero. Gdy strumień jest przesunięty przez oś stojana w stosunku do osi wzdłużnej rE. Gdy obraca się pola magnetyczne (MP), linie strumieniowe są zakrzywione, a moment elektromagnetyczny występuje. Najwyższy moment przy tym samym prądu stojana otrzymuje się pod kątem 0 \u003d 45 ° C.

Główne różnice w silniku asynchronicznych z synchronicznego jest to, że prędkość obrotowa wirnika silnika nie jest równa prędkości pola magnetycznego utworzonego przez prądy w uzwojeniach stojana. Różnica w prędkościach pola stojana i wirnika jest nazywana poślizg \u003d Co-co. Ze względu na poślizg, magnetyczne linie energetyczne obracającego się pola stojana przekracza przewodniki uzwojenia wirnika i sugerują w nim EMF i prąd wirnika. Interakcja pola stojana i prąd wirnika określa moment elektromagnetyczny silnika asynchronicznego.

Figa. 1.7.

W zależności od konstrukcji wirnika silniki asynchroniczne wyróżniają się faza i zwarty wirnik. W silnikach z wirnikiem fazowym na wirniku znajduje się kręcenie trójfazowe, których końce są podłączone do pierścieni kontaktowych, przez które obwód wirnika jest wyprowadzany z maszyny do podłączenia do rezystorów rozruchowych, a następnie wizyjne uzwojenia.

W silniku asynchronicznym, w przypadku braku obciążenia na wale na uzwojeniach stojana, występują tylko prądy namagnesowania, które tworzą główny przepływ magnetyczny, a amplituda strumienia jest określona przez amplitudę i częstotliwość napięcia zasilania. W tym samym czasie wirnik obraca się z taką samą prędkością jak pole stojana. W uzwojeniach wirnika EMF nie wywołuje, nie ma prądu wirnika i dlatego moment jest zerowy.

Po zastosowaniu obciążenia wirnik obraca się wolniej niż pole, w uzwojeniach wirnika, EMF jest prowadzony proporcjonalny do poślizgu, a prądy wirnika występują. Prąd stojana, jak w transformatorze zwiększa odpowiednią wartość. Produkt aktywnego składnika prądu wirnika na module przepływu stojana określa moment silnika.

Łączy wszystkie silniki [oprócz silników induktora zaworów (widoku)], że główny przepływ magnetyczny w szczelinie powietrza obraca stosunkowo stał stator z określoną częstotliwością kątową CO. Ta flosy magnetyczna nosi wirnik, który obraca się do maszyn synchronicznych o tej samej prędkości kątowej CO \u003d CO lub do maszyn asynchronicznych z pewnymi opóźnieniem - przesuwającą 5. Wygenerowane linie energetyczne tworzące główny strumień mają minimalną długość, gdy silnik jest obsługiwany ( \u003d). W tym samym czasie osi wektora sił magnesujących stojana i wirnika pokrywa się. Gdy obciążenie pojawia się na wale osi, oś jest rozebrana, a linie energetyczne są skręcone i rozszerzane. Ponieważ linie energetyczne zawsze starają się zmniejszyć długość, pojawiają się siły styczne, które tworzą moment obrotowy.

W ostatnich latach zacznij otrzymywać wniosek silniki wentylatora. Taki silnik ma pojawienie się stojana z uzwojeniami cewki na każdym słupie. Wirnik jest również wyglądem, ale z inną liczbą słupów bez uzwojeń. W uzwojeniu stojana, prąd unipolarny z specjalnego przetwornika - przełącznik jest przemienny, a pobliski ramię wirnika jest przyciągany do tych podekscytowanych biegunów. Następny biegun stojana jest następnie podekscytowany. Przełączniki uzwojenia słupka stojana zgodnie z sygnałami czujnika położenia wirnika. W tym, jak również fakt, że prąd w uzwojeniach stojana jest regulowany w zależności od momentu obciążenia, jest to główny widok różnicy z silnika krokowego.

W postaci (rys. 1.8), moment obrotowy jest proporcjonalny do amplitudy głównego strumienia i stopnia krzywizny linii energetycznych magnetycznych. Na początku, gdy biegun (zęby) wirnika zaczyna nakładać słup stojana, krzywizna linii energetycznych jest maksymalna, a strumień jest minimalny. Gdy nakładanie się na biegunów jest maksymalnie, krzywizna linii energetycznych jest minimalna, a amplituda strumienia wzrasta, podczas gdy moment pozostaje w przybliżeniu stała. Ponieważ system magnetyczny jest nasycony, wzrost gwintu jest ograniczony, nawet ze wzrostem prądu w uzwojeniach, widoku. Zmiana momentu, gdy słupy wirnika przechodzi w stosunku do biegunu stojana powoduje obracanie nierówności.

Figa. 1.8.

W silniku. prąd stały Uszczelnienie wzbudzenia znajduje się na stojanie i pole stworzone przez to uzwojenie, nieruchomo. Kotwica jest tworzona przez obracające się pola magnetycznego, którego prędkość obrotu jest równa prędkości obrotowej kotwicy, ale jest kierowany. Osiąga się to przez fakt, że uzwojenia nawijania przełączenia kotwicy przez prąd przemienny, przełączanie przetwornicy częstotliwości mechanicznej - urządzenie do kolektora.

Elektromagnetyczny moment silnika DC określa interakcję głównego strumienia utworzonego przez podwokowanie wzbudzenia, a prąd w skrętach kręcionymi kotwią: M \u003d k. / JA

Jeśli wymieniasz urządzenie pędzla-kolektora przełącznika półprzewodnikowego silnika DC, dostajemy bezszczotkowy silnik DC. Praktyczna realizacja Takie silniki są silnikiem zaworu. Konstruktywny ważny silnik Jest to trójfazowa maszyna synchroniczna z wzbudzeniem elektromagnetycznym lub wzbudzeniem z magnesów trwałych. Uszczelnienie stojana jest przełączane za pomocą przełącznika sterowanego półprzewodnikiem - przełącznik w zależności od położenia wirnika silnika.

Jednym z najczęstszych silników elektrycznych, które są używane w większości urządzeń napędowych elektrycznych, jest silnik asynchroniczny. Silnik ten nazywa się asynchroniczny (niesynchroniczny) z powodu, dla którego wirnik obraca się przy mniejszej prędkości niż silnik synchroniczny, w stosunku do prędkości obrotowej wektora pola magnetycznego.

Konieczne jest wyjaśnienie, jaką jest szybkość synchroniczna.

Szybkość synchroniczna jest taką prędkością, z którą pole magnetyczne obraca się w obrotowej maszynie, jeśli jesteś dokładny, to jest to prędkość kątową wektora pola magnetycznego. Pole obrotu pola zależy od częstotliwości bieżącego prądu i liczby biegunów maszyny.

Silnik asynchroniczny zawsze działa z prędkością mniejszej niż prędkość obrotu synchronicznego, ponieważ pole magnetyczne, które jest utworzone przez uzwojenia stojana, wygeneruje licznik przepływu magnetycznego w wirniku. Oddziaływanie tego wygenerowanego nadchodzącego strumienia magnetycznego z przepływem magnetycznym stojana będzie tak, że wirnik rozpocznie obracanie. Ponieważ przepływ magnetyczny w wirniku pozostanie w tyle, wirnik nigdy nie będzie w stanie samodzielnie osiągnąć prędkość synchroniczną, która jest taka sama, z którą wektor pola magnetycznego stojana obraca się.

Istnieją dwa główne typy silnika asynchronicznego, które są określone przez rodzaj zasilania. To:

• silnik asynchroniczny jednofazowy;
• trójfazowy silnik asynchroniczny.

Należy zauważyć, że silnik asynchroniczny jednofazowy nie jest w stanie niezależnie rozpocząć ruchu (rotacji). Aby rozpocząć obracanie, konieczne jest stworzenie pewnego przemieszczenia z pozycji równowagi. Osiąga się to różne sposoby, Z pomocą dodatkowych uzwojeń, kondensatorów, przełączania w momencie startu. W przeciwieństwie do silnika asynchroniczny jednofazowego, trójfazowy silnik jest w stanie rozpocząć niezależny ruch (obrót) bez wprowadzania zmian w konstrukcji lub kondycji początkowej.

Od silników DC (DC), asynchroniczne silniki AC (AC) są konstruktywnie charakteryzujące się, że moc jest dostarczana do stojana, w przeciwieństwie do silnika DC, w którym zasilano kotwicę (wirnik) jest dostarczany przez mechanizm pędzla.

Zasada działania silnika asynchronicznego

Napięcie karmienia tylko na uzwojeniu stojana, silnik asynchroniczny zaczyna działać. Ciekawe jest wiedzieć, jak to działa, dlaczego się dzieje? Jest to bardzo proste, jeśli rozumiesz, w jaki sposób proces indukcji występuje, gdy pole magnetyczne jest indukowane w wirniku. Na przykład w maszynach DC konieczne jest oddzielnie utworzenie pola magnetycznego w kotwicy (wirnik), a nie przez indukcję, ale przez szczotki.

Kiedy karmymy stres na uzwojeniu stojana, prąd elektryczny zaczyna się w nich, co stwarza pola magnetyczne wokół uzwojeń. Następnie z wielu uzwojeń, które znajdują się na magnetycznej linii zasilania stojana, są utworzone przez ogólne pole magnetyczne stojana. To pole magnetyczne charakteryzuje się strumieniem magnetycznym, którego wartość zmienia się w czasie, oprócz tego, kierunek zmienia się strumienia magnetycznego w przestrzeni, a raczej obraca się. W rezultacie okaże się, że wektor strumienia magnetycznego stojana obraca się jako promowana rutyna z kamieniem.

W pełnej zgodności z prawem indukcji elektromagnetycznej Faraday, w wirniku, który ma zwłokę obwodową (wirnik zwarciowy). W tym obrotowym uzwojeniu należy chronić wstrzyknięty prąd elektryczny, ponieważ łańcuch jest zamknięty i jest w trybie zwarciowym. Ten aktualny dokładnie tak dobrze, jak prąd zasilania w stojanie utworzy pole magnetyczne. Wirnik silnika staje się magnesem wewnątrz stojana, który ma pola obrotowe magnetyczne. Oba pola magnetyczne ze stojana i wirnika zaczną współdziałać, składając prawa fizyki.

Ponieważ stojan jest nadal samotny, a jego pola magnetyczne obraca się w przestrzeni, a prąd jest wywoływany w wirniku, co faktycznie wykonuje z niego magnes stały, ruchomy wirnik zaczyna się obracać, ponieważ pola magnetycznego stojana zaczyna go pchnąć, fascynujący. Wirnik jak klipsy z polem magnetycznym stojana. Można powiedzieć, że wirnik ma na celu obracanie synchronicznie z polem magnetycznym stojana, ale jest dla niego nieosiągalny, ponieważ w momencie synchronizacji pola magnetyczne kompensują się nawzajem, co prowadzi do pracy asynchronicznej. Innymi słowy, podczas obsługi silnika asynchronicznego, wirnik ślizga się w polu magnetycznym stojana.

Slajd może być zarówno z opóźnieniem, jak i przed nami. Jeśli wystąpi opóźnienie, mamy tryb działania silnika, gdy energia elektryczna jest przekształcana w energię mechaniczną, jeśli przesuwne występuje z występowaniem wirnika, wówczas mamy tryb generatora, gdy energia mechaniczna jest przekształcona w elektryczne.

Wytwarzany moment obrotowy na wirniku zależy od częstotliwości prądu naprzemiennego dostaw stojana, a także wartość napięcia zasilania. Zmieniając częstotliwość prądu, a wielkość napięcia może być dotknięta obrotem wirnika, a tym samym prowadzi działanie silnika asynchronicznego. Dotyczy to zarówno jednofazowych, jak i trójfazowych silnikach asynchronicznych.

Rodzaje asynchronicznego silnika

Silnik asynchroniczny jednofazowy jest podzielony na następujące typy:

• Z oddzielnymi uzwojeniami (silnik splitfazowy);
• Z kondensatorem wyjściowym (silnik startowy kondensatora);
• Z kondensatorem początkowym i pracującym kondensatorem uruchomić silnik indekcyjny);
• Z przemieszczonym biegunem (silnik cieniowany biegun).

Trójfazowy silnik asynchroniczny jest podzielony na następujące typy:

• Z krótkotrwałym wirnikiem w postaci silnika indukcyjnego klatki wiewiórki;
• Z pierścieniami kontaktowymi, wirnik fazowy (silnik indukcyjny pierścienia ślizgowego);

Jak wspomniano powyżej, silnik asynchroniczny jednofazowy nie może rozpocząć się niezależnie (obrót). Co należy rozumieć w ramach niezależności? Wtedy samochód zaczyna działać automatycznie bez wpływu ze środowiska zewnętrznego. Kiedy włączyliśmy urządzenie gospodarstwa domowego, takiego jak wentylator, a następnie zaczyna działać natychmiast, z naciśnięć klawiszy. Należy zauważyć, że silnik asynchroniczny jednofazowy jest stosowany w życiu codziennym, takim jak silnik w wentylonym. W jaki sposób występuje takie niezależne uruchomienie, jeśli mówi, że ten typ silników nie pozwala na to? Aby zrozumieć ten problem, konieczne jest przestudiowanie sposobów rozpoczęcia silników jednofazowych.

Dlaczego trójfazowy silnik asynchroniczny samodzielny?

W systemie trójfazowym każda faza w stosunku do pozostałych dwóch ma kąt o równym 120 stopniach. Wszystkie trzy fazy znajdują się więc równomiernie w okręgu, okrąg ma 360 stopni, a jest trzy razy 120 stopni (120 + 120 + 120 \u003d 360).

Jeśli weźmiemy pod uwagę trzy fazy, a, b, c, można zauważyć, że tylko jeden z nich w początkowym momencie czasu będzie miała maksymalną wartość wartości napięcia natychmiastowego. Druga faza zwiększy wartość jego napięcia po pierwszym, a trzecia faza będzie śledzić drugi. Zatem mamy zmianę faz faz A-B-C, gdy ich wartość jest podniesiona, a kolejne zamówienie jest możliwe w kolejności malejącym. napięcie C-B-A. Nawet jeśli zapisujesz alternatywę, na przykład zamiast A-B-C, napisz B-C-A, a następnie alternatywna pozostanie taka sama, ponieważ łańcuch alternatywny w dowolnej kolejności tworzy błędne koło.

Jak obróci się asynchroniczny wirnik silnik trójfazowy? Ponieważ wirnik lubi pole magnetyczne stojana i zjeżdżalnie w nim, jest oczywiste, że wirnik poruszy się w kierunku pola magnetycznego stojana. W którą stronę obróci się pole magnetyczne stojana? Ponieważ uzwojenie stojana jest trójfazowe, a wszystkie trzy uzwojenia znajdują się równomiernie na stojanie, a następnie utworzone pole obróci się w kierunku alteracji faz uzwojeń. Stąd dochodzimy do wniosku. Kierunek obrotu wirnika zależy od kolejności alteracji faz uzwojenia stojana. Zmieniając kolejność alteracji fazy, które otrzymujemy obrót silnika w przeciwnym kierunku. W praktyce, aby zmienić obrót silnika, wystarczy zmienić dwa fazy paszy stojana w miejscach.

Dlaczego silnik asynchroniczny jest samowyfazowy, zaczyna się niezależnie obracać?

Z powodu, że jest zasilany przez jedną fazę. Pole magnetyczne silnika jednofazowego jest pulsujące, nie obracające się. Głównym zadaniem uruchomienia jest utworzenie pola walcowania z pola pulsującego. Problem ten rozwiązuje się poprzez utworzenie przesunięcia fazowego w innym uzwojeniu stojana z kondensatorami, indukcyjnością i uzwojeniami przestrzennymi w konstrukcji silnika.

Należy zauważyć, że silniki asynchroniczne jednofazowe są skuteczne w stosowaniu w obecności stałego obciążenia mechanicznego. Jeśli obciążenie jest mniejsze, a silnik działa bez osiągnięcia maksymalnego obciążenia, jego skuteczność jest znacznie zmniejszona. Jest to wadą silnika asynchronicznego jednofazowego, a zatem, w przeciwieństwie do maszyn trzyfazowych, są one stosowane tam, gdzie obciążenie mechaniczne jest stałe.

W poprzednim akapicie wykazano, że prędkość obrotu pola magnetycznego jest stała i jest określona przez bieżącą częstotliwość. W szczególności, jeśli trójfazowy uzwojenie silnika umieszcza się w sześciu rowkach na wewnętrznej powierzchni stojana (rys. 5-7), a następnie, jak pokazano (patrz rys. 5-4), osi strumienia magnetycznego będzie skręcać

ponad połowa okresu przenikania przez pół krwistej, a na cały okres - jedna obrót. Prędkość obrotu strumienia magnetycznego może być reprezentowana w następujący sposób:

W tym przypadku uzwojenie stojana tworzy pole magnetyczne z jedną parą słupów. Takie uzwojenia nazywano dwubiegunową.

Jeśli uzwojenie stojana składa się z sześciu cewek (dwie kolejno połączone cewki fazowe), układane w dwunastu rowkach (rys. 5-8), a następnie w wyniku konstrukcji podobnych do uzwojenia bipolarnego, możliwe jest uzyskanie, że oś Topnik magnetyczny na pół okresu włączy się na obrót czwarty i przez cały okres - na pół kroku (rys. 5-9). Zamiast dwóch biegunów na trzech

uzwojenia pola stojana ma teraz cztery bieguny (dwie pary biegunów). Prędkość obrotu pola magnetycznego stojana w tym przypadku jest równa

Zwiększając liczbę rowków i uzwojeń i wytwarzania podobnych argumentów, można stwierdzić, że prędkość obrotu pola magnetycznego w ogólnym przypadku w parach Polaków jest równa

Ponieważ liczba par Polaków może być jedynie liczbą całkowitą (liczba cewek w uzwojeniu stojana jest zawsze wiele z trzech), a następnie prędkość obrotu pola magnetycznego może nie mieć żadnych dowolnych dowolnych, ale dość zdefiniowanych wartości (patrz Tabela 5.1).

Tabela 5.1.

W praktyce, aby uzyskać stałą wartość momentu obrotowego działającego na wirniku przez jedną obrót, liczba rowków w stojanie znacznie wzrasta (rys. 5-10), a każda strona cewki jest umieszczona w kilku rowkach, a każdy uzwojenia składa się z kilku sekcji konsekwentnie samodzielnie. Ukonwalnia, z reguły, tworzą dwie warstwy. W każdym rowku ułożone jeden na pozostałych dwóch stronach odcinków dwóch różnych cewek, a jeśli jedna strona aktywna leży na dole jednego rowka, a następnie druga aktywna strona tej sekcji leży u góry drugiego rowka, sekcji i Cewki są połączone ze sobą, aby w większości przewodów częściowych każdy rowek kierunek prądów był taki sam.