9. Способы регулирования напряжения

1 ) Резистивный делитель напряжения

cos φ = 1

КПД – низкий

( )

2) Емкостной делитель напряжения

cos φ < 1

КПД – высокий

3) Автотрансформатор

cos φ < 1

КПД – высокий

регулируется плавно

4) Индуктивный делитель напряжения

cos φ < 1

КПД – высокий

, ступенчатое регулирование

10. Электрические машины переменного тока

Эл. машины — устройства, преобразующие 1 вид энергии в другой (электр)

по назначению: 1)двигатели (электр → мех),

2)генераторы (мех → электр);

по роду тока: 1)машины перем. тока,

2)машины пост тока :а)с независимым возбуждением,

б)с самовозбуждением

-с паралл обмоткой возбуждения (шунтовые двиг.)

-с послед обмоткой возбуждения (сериесные дв)

-со смешан обмоткой возбуждения (компаудные дв)

по принципу действия: 1)асинхронные

а)короткозамкнутые

б)с фазным ротором

2)синхронные

У синхронных машин частота вращения ротора определяется частотой перем тока.

У асинхронных машин скорость вращ магн поля ротора отличается от скорости вращения магн поля статора.

Однофазные асинхронные двигатели используются для электрофицированного инструмента во вспомогательных механизмах промышл установок, мед оборудовании, бытовой техники)

В промышленных установках (станки, конвейеры, вентилляторы, краны) используются 3х-фазные асинхр двигатели. Они выпускаются большими сериями, имеют большой диапазон скоростей, мощностей, типов, размеров)

Широкое применение асинхронных двигателей — из за простоты конструкции, хороших рабочих характеристик, надёжности, дешевизны.

11.Вращающееся магнитное поле ротора.

Вращение постоянного магнита с частотой Ω создаёт магнитное поле, вращающееся с той же частотой. Такая же картина имеет место в эл.машинах переменного тока, если ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит.

У явнополюсного ротора (а) магнитопровод из ферромагнитного материала имеет ярковыраженные выступы (полюсы), на которых размещены катушки.

Неявнополюсный ротор (б) выполнен в виде цилиндра, на котором размещена, распределённая по пазам, обмотка возбуждения.

Важным параметром ротора является число пар полюсов (p).

У многополюсных роторов (p>1) северные и южные полюсы чередуются.

На рис (а) ротор имее 2 пары полюсов (2р=4) На рис (б) ротор имеет 1 пару полюсов (2р=2)

При 2р>4 роторы изготавливают явнополюсными.

Форма полюсов и распределение обмотки ротора должны быть такими, чтобы в любой точкевоздушного зазора между ротором и статором магнитная индукция при вращении изменялась по синусоидальному закону B(t) = Bm*sin(p* Ω*t)

За 1 оборот направление вектора индукции изменится в 2р раз

ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из N стержней. Между ЭДС, индуктированными вращающимся магнитным полем статора в двух соседних стержнях, сдвиг фаз равен 360° p/N. Можно считать, что число фаз короткозамкнутого ротора равно числу стержней, m₂ = N, а число витков в каждой фазе w₂ = 1/2.

Аналогично цепь фазного ротора представляет собой трехфазную систему т₂ = 3 с числом витков w₂ в каждой фазе. Здесь и в дальней­шем все величины, относящиеся к фазе ротора, будут отмечаться ин­дексом 2, а относящиеся к фазе статора — индексом 1.

Примем сначала, что цепь ротора разомкнута, т. е. ток в ней отсут­ствует, на ротор не действуют электромагнитные силы и он неподви­жен. В этом случае магнитное поле машины представляет собой только вращающееся магнитное поле статора.

При неподвижном роторе, частота индуктированной в его обмотке ЭДС равна частоте f токов в цепи статора. Если ротор вращать с часто­той n вслед за вращающимся полем статора, то частота индуктированной в его обмотке ЭДС уменьшится. Эту частоту f₂ можно определить из выражения (14.8), в котором вместо частоты вращения поля стато­ра п₁ нужно подставить разность n₁ - n, так как вращающееся магнит­ное поле статора пересекает витки обмотки ротора только вследствие того, что частота его вращения n меньше, чем поля статора n1

Если теперь цепь ротора замкнуть, то токи в ней образуют много­фазную систему с т₂ = N фазами в случае короткозамкнутого ротора и с т₂ = 3, т. е. трехфазную в случае фазного ротора. Следовательно, токи в обмотке ротора аналогично токам в обмотке статора должны возбуждать вращающееся магнитное поле. Частоту вращения я этого поля относительно ротора можно определить, пользуясь общим выражением частоты вращения многополюсного поля (14.8)

Так как сам ротор вращается в том же направлении с частотой п, то его поле вращается в пространстве с частотой

т. е. поле ротора вращается синхронно с полем статора.

Таким образом, вращающиеся поля статора и ротора по отношению друг к другу остаются неподвижными, что является характерным ус­ловием полной передачи энергии от статора к ротору. Складываясь, вращающиеся магнитные поля статора и ротора образуют рабочее вра­щающееся магнитное поле асинхронного двигателя. Рабочее вращаю­щее поле в асинхронном двигателе служит таким же связующим зве­ном между обмотками статора и ротора, как и переменное магнитное иоле в магнитопроводе трансформатора, передающее энергию от пер­вичной ко вторичной обмотке.