Принцип действия и конструкция вращающихся электрических машин. Кислицын А.Л. - 4 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

4
2. Машины постоянного тока.
2.1. Объяснить принцип действия машины постоянного тока при работе в двигательном
и генераторном режимах.
2.2. Описать конструкцию одного из выбранных двигателей промышленных серий [5].
Выполнить эскизы продольного и поперечного сечения двигателя, на рисунки
нанести обозначения основных элементов конструкции, пояснить их назначение.
2.3. Вычертить развернутую электрическую схему простой петлевой и простой
волновой обмоток для заданного числа пазов, пар полюсов и числа коллекторных
пластин.
3. Составить отчет по разделам 2 и 3.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Все вращающиеся электрические машины, преобразующие механическую энергию
в электрическую (генераторы) или электрическую энергию в механическую (двигатели),
обладают некоторыми общими свойствами. Одним из таких свойств является взаимная
неподвижность магнитных полей, образованных обмотками статора и ротора, в
установившемся режиме работы.
В машине постоянного тока
поле индуктора, создаваемое системой полюсов,
неподвижно в пространстве, а протекающий в обмотке якоря переменный ток,
выпрямляемый с помощью коллектора, образует вращающееся относительно якоря в
обратную сторону магнитное поле с частотой ω = 2Пf , где f = pn/60, p – число пар
полюсов. Магнитное поле, создаваемое токами в обмотке якоря, получило название поля
реакции якоря, максимум которого ориентирован под углом α к продольной оси главных
полюсов машины. При установке щеток на геометрической нейтрале угол α = П/2. Поле
реакции якоря, следовательно, в установившемся режиме неподвижно относительно поля
индуктора и по направлению совпадает с линией щеток.
В синхронных машинах вращающееся поле индуктора, создаваемое
электромагнитным путем или с помощью постоянных магнитов, и поле реакции якоря,
образованное многофазной системой токов, протекающих в обмотке статора, также
взаимно неподвижны. Оба магнитных поля вращаются в пространстве с синхронной
скоростью n
1
. Взаимное расположение максимумов поля реакции якоря и поля индуктора
зависит от величины и характера нагрузки.
В асинхронной машине многофазная обмотка статора создает в воздушном зазоре
магнитное поле, вращающееся с синхронной частотой ω
1
. Если ротор вращается с такой
же синхронной круговой частотой, то в его обмотке при установившемся режиме не
наводиться никакой ЭДС, так как амплитуда результирующего магнитного поля в
установившемся режиме не меняется, а скорость поля относительно ротора равна нулю.
Если же ω
2
меньшей или большей синхронной, то скорость поля статора относительно
ротора будет ω
1
ω
2
= sω
1
. Величина s = 1- ω
2
/ ω
1
называется скольжением и может
теоретически принимать значения от + до - . Частота ЭДС, наводимая магнитным
полем статора в обмотке ротора, составляет sω
1
. Токи частоты sω
1
, протекающие в
обмотке ротора, создают магнитное поле, вращающееся относительно тела ротора с
частотой sω
1
. Относительно неподвижного статора магнитное поле ротора вращается с
угловой частотой равной ω
1
(1 – s) + ω
1
s = ω
1
, т.е. с синхронной частотой. Следовательно,
поле статора и ротора асинхронной машины в пространстве взаимно неподвижны.
В любой электрической машине условно различают так называемые активные
части, в которых протекают электромагнитные процессы, связанные с преобразованием
энергии, и конструктивные части, которые служат для крепления или взаимного
перемещения активных частей, для их охлаждения
и т.п.