Раздел: Документация
0 ... 15 16 17 18 19 20 21 ... 87 l\a = (Via - Vma)/Lla; /,p = (\/,p - \/mp )/LXo\ ~ha = ha ~ lmai ~ г2р = lp - mpJ ma - Для расчета электромагнитного момента используется выра-жение (2.8), которое при i/2p = 0 имеет следующий вид: Ма = (3/2)2(-/2р). Так же, как в схеме для ненасыщенной машины (см. рис. 2.5), частота со0эл определяется через скорость двигателя и частоту ро- торной ЭДС, которая, в свою очередь, рассчитывается через проекцию тока ротора на ось Р /2р и модуль потокосцепления ротора *Р2. Можно показать, что в ненасыщенной машине это совпадает с выражениями (2.23)...(2.26), использованными при построении структурной схемы, показанной на рис. 2.5. ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С СИНХРОННЫМ И ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЯМИ 3.1. Математическое описание синхронного двигателя без демпферной обмотки Конструкция статора синхронного двигателя принципиально не отличается от конструкции статора асинхронного двигателя. На нем располагается трехфазная обмотка такая же, как в асинхронном двигателе. При питании обмотки от трехфазного источника напряжения токи, протекающие в ней, создают магнитное поле, вращающееся с синхронной скоростью. Конструкция ротора синхронной машины существенно отличается от конструкции ротора асинхронного двигателя тем, что на роторе расположена однофазная обмотка возбуждения, которая питается от источника постоянного тока (возбудителя)1. Наличие постоянного тока возбуждения приводит к возникновению собственного магнитного поля ротора, неподвижного относительно ротора. Это поле сцепляется с вращающимся полем статора и заставляет ротор вращаться с той же скоростью, что и поле статора. Поэтому скорость двигателя в установившемся режиме всегда равна синхронной скорости со0 которая однозначно определяется значением частоты напряжения питания и числом пар полюсов обмотки статора, т.е. равна юоэл/Рп- Мгновенное отклонение скорости двигателя от синхронной имеет место лишь в переходных процессах, вызванных, например, изменением нагрузки на валу двигателя. После окончания переходного процесса, если момент нагрузки не превышает некоторого максимально допустимого значения, скорость вновь возвращается к значению со0. Синхронные двигатели в зависимости от их конструктивного исполнения подразделяются на двигатели с явнополюсным и не- 1 В настоящее время широко применяется также вариант синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов. Обычно такие машины используются в составе так называемого вентильного двигателя, который рассматривается в гл. 5. явнополюсным роторами. В первом случае полюса ротора изготовляются отдельно от заготовки ротора. На сердечники из электротехнической стали устанавливаются катушки обмотки возбуждения, и затем готовые полюса с катушками крепятся на роторе. Во втором случае в листах электротехнической стали, из которых набирается магнитопровод ротора, предусматриваются радиальные вырезы. После сборки ротора на его поверхности образуются продольные пазы, в которые укладываются катушки обмотки возбуждения. В специальные пазы в полюсных наконечниках по длине ротора закладываются стержни демпферной (пусковой) обмотки. Стержни с торцов ротора объединяются короткозамыкаю-щими сегментами, а сегменты отдельных полюсов объединяются перемычками, в результате чего образуется короткозамкнутая обмотка типа беличьей клетки принципиально такая же, как в роторе асинхронного двигателя. Эта обмотка обеспечивает пуск синхронного двигателя. В процессе пуска он разгоняется как асинхронный, а после выхода на подсинхронную скорость на обмотку ротора подается напряжение возбуждения и двигатель втягивается в синхронизм. На время пуска обмотка возбуждения, во избежание появления большой ЭДС на ее зажимах, замыкается накоротко или на сопротивление. Демпферная обмотка способствует так-; же демпфированию колебаний ротора, возникающих в переходных процессах. В установившемся синхронном режиме, когда скорость поля статора и скорость ротора равны друг другу, ток в демн пферной обмотке отсутствует. Следствием конструктивного различия машины с явнополюсным ротором (явнополюсной машины) и машины с неявнопо-люсным ротором (неявнополюсной машины) является то, что в первом случае индуктивности обмотки статора по прямой оси, которая совпадает с осью полюсов ротора и обозначается как ось d, и по квадратурной оси, обозначаемой как ось q, неодинаковы. Во втором случае эти индуктивности равны друг другу. Обычно синхронные двигатели - это крупные машины мощностью от десятков до десятков тысяч киловатт при синхронной скорости от 100 до 3000 об/мин, которые используются в мощных нерегулируемых электроприводах. Тем не менее регулирование скорости синхронного двигателя при работе от регулируемого источника питания возможно путем изменения частоты напряжения на статоре. Начнем рассмотрение электромагнитных процессов в синхронном двигателе с наиболее простого случая, когда демпферная обмотка на роторе отсутствует. Будем рассматривать двигатель с явнополюсным ротором, имея в виду, что для перехода от явно-полюсной к неявнополюсной машине достаточно в математическом описании двигателя приравнять друг другу индуктивности обмотки статора по обеим осям. 0 ... 15 16 17 18 19 20 21 ... 87
|
