2. Реактивные двигатели

Реактивный синхронный двигатель имеет явнополюсную конструкцию. Его отличие от обычного двигателя заклю­чается в отсутствии обмотки возбуждения на полюсах рото­ра. Магнитный поток в такой машине создается обмоткой якоря. Вращающий момент образуется вследствие того, что в явнополюсном роторе магнитный поток, замыкаясь по пу­ти с наименьшим магнитным сопротивлением, проходит вдоль полюсов (рис. 1,а). Поэтому, если предваритель­но разогнать ротор до скорости, близкой к синхронной, вращающийся магнитный поток якоря вследствие тяжения индукционных линий будет увлекать за собой ротор (рис. 1,6), и он будет вращаться с ним синхронно.

У машин с неявнополюсным ротором (рис. 2) условия прохождения потока в любых направлениях будут одина­ковыми, и у них при отсутствии возбуждения вращающий момент создаваться не будет. Таким образом, появление вращающего момента в реактивном двигателе обусловлено неодинаковыми магнитными проводимостями по продольной и поперечной осям.

Рис. 1. Принцип возникновения реактивного момента в синхронном явнополюсном двигателе

Рис. 2. Неявнополюсный ротор в магнитном поле →

Этим проводимостям пропорциональны индуктивные сопротивления xd и хq. Вращающий момент в реактивном двигателе будет зависеть от соотношения между x_d и х_q:

Максимальный вращающий момент развивается при θ=45°. Чем больше будет различие между xd и хq, тем больший максимальный момент будет развивать двигатель.

В двигателях обычной конструкции, где отношение xd/хq≈1.5, максимальное значение реактивного момента не превышает 0,25 номинального. В реактивных двигателях для увеличения момента отношение xd/хq увеличивают, но, несмотря на это, реактивные двигатели развивают в 2—3 раза меньшую мощность, чем одинаковые с ними по габа­ритам асинхронные двигатели. Кроме того, реактивные дви­гатели имеют низкие энергетические показатели. Малый cosφ объясняется тем, что для .создания рабочего потока эти двигатели потребляют из сети большой намагничива­ющий ток. Снижение КПД вызвано большими электриче­скими потерями в обмотке якоря.

В этих реактивных двигателях применяется асинхрон­ный пуск. Роторы реактивных двигателей весьма разнооб­разны. На рис. 3 показаны наиболее распространенные конструкции.

Рис. 3 Ротор реактивного двигателя

Ротор на рис. 3,а отличается от обычного короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя лишь наличием впадин. Беличья клетка, размещенная на нем, служит для асинхронного пуска.

Лучшими рабочими и пусковыми характеристиками об­ладают реактивные двигатели, роторы которых собираются из листов электротехнической стали с показанной на рис.3,6 конфигурацией. За счет внутренних вырезов разли­чие в магнитных проводимостях, а следовательно, и в син­хронных индуктивных сопротивлениях по продольной х_d и поперечной х_q осям велико. У собранного пакета прорези и пазы заливаются сплавами алюминия, который скрепля­ет его и образует пусковую обмотку. После заливки наруж­ные ферромагнитные перемычки между пазами и полюсами (рис. 3,б) удаляются при токарной обработке ротора.

Реактивные двигатели применяются в аппаратах звуко­записи и звуковоспроизведения, схемах синхронной связи и т. д. Достоинствами этих двигателей являются простота конструкции, невысокая стоимость и отсутствие необходи­мости для их питания источника постоянного тока.