Узагальнення вивченого матеріалу

1. Однофазні АД містять однофазну обмотку, що призводить до створення пульсуючого магнітного поля.

2. Для пуску однофазних двигунів необхідно використовувати пускову обмотку, в яку вмикають конденсатор або резистор.

3. Асинхронні конденсаторні двигуни містять дві обмотки, зсунуті в просторі на 90°.

4. Одна обмотка – робоча – вмикається до напруги безпосередньо, інша – допоміжна – через конденсатор.

5. В асинхронних виконавчих двигунах використовується амплітудний, фазовий і амплітуднофазовий способи керування.

Домашнє завдання

Викладач – Прохоренко Н. Д.

Лекція № 16 (2 год)

Тема 1.12 конструкція та принципи дії синхронних машин

МЕТА:

навчальна: ознайомитись з призначенням та будовою синхронних машин; розглянути роботу трифазної синхронної машини в режимі генератора та двигуна та синхронніх двигунів малої потужності

розвиваюча:

• розвивати пізнавальні можливості, увагу, пам’ять, логічне мислення, просторову уяву;

• розвивати навички логічного ведення формул, вміння узагальнювати і систематизувати матеріал, аналізувати інформацію, робити висновки, вміння правильно застосовувати фізичні терміни та символіку

виховна:

• виховувати прагнення отримати нові знання, зацікавленість дисципліною;

• виховувати культуру мовного спілкування в ході бесіди;

• виховувати активність, зосередженість, старанність, вміння мислити, працелюбність, дисциплінованість;

• формувати осмислене ставлення до виконуваної роботи, вміння працювати ефективно, якісно, економічно;

• виховувати охайність, слухову культуру, графічну культуру та культуру писемного мовлення.

ОБЛАДНАННЯ: ілюстративний матеріал, презентації

ПЛАН

1 Призначення та будова синхронних машин

2 Робота трифазної синхронної машини в режимі генератора

3 Робота трифазної синхронної машини в режимі двигуна

4 Характеристики трифазного синхронного двигуна

5 Крокові синхронні двигуни

Зміст лекції

1 Призначення та будова синхронних машин

Синхронні машини - машини змінного струму, у яких кутова швидкість ротора при постійній частоті струму в приєднаній мережі зберігається постійною і не залежить від навантаження на валу машини.

Синхронні машини застосовують головним чином для перетворення механічної енергії первин­них двигунів в електричну, тобто в якості генераторів електричної енергії змінного струму. Ра­зом із тим синхронні машини використовують також у режимах двигунів, компенсаторів реакти­вної потужності й інших пристроїв.

У промислових установках найбільше поширення одержали трифазні синхронні машини. Одно­фазні синхронні двигуни малої потужності знайшли застосування в електричних годинниках, автоматичних самописних приладах, пристроях програмування і т. п.

Трифазна синхронна машина складається з нерухомого статора й обертового усередині нього неявно- чи явнополюсного ротора, між ними є повітряний проміжок, радіальний розмір якого за­лежить від номінальної потужності машини, її швидкохідності і змінюється від часток до декількох десятків міліметрів.

С татор такої машини за будовою практично не відрізняєть­ся від статора асинхронної машини, має три­фазну обмотку, початки фаз якої позначені С1, С2, СЗ і кінці – С4, С5, С6 і виведені до затискачів з аналогічними позначення­ми, що дозволяє з’єднувати фази обмотки статора трикутни­ком або зіркою. Фази обмотки статора трифаз­ного синхронного генератора з’єднують переважно зіркою, тому що це дозволяє при трифазній чотирипровідній мережі мати у своєму розпорядженні лінійні і фазні напруги, шо відрі­зняються одна від одної в разів (рис. 1).

Ротор являє собою електромагнітну систему постійного струму з обмоткою, що має те саме число полюсів, що і три­фазна обмотка статора. Магнітні силові лінії сусідніх північ­ного й південного полюсів ротора замикаються через повітря­ний зазор машини і магнітопровід статора (рис. 2, а, б). Об­мотка ротора, або обмотка збудження, одержує живлення від випрямлювача або невеликого генератора постійного струму – збудника, потужність якого складає 0,5... 10 % номінальної по­тужності синхронної машини. Збудник може знаходитися на одному валу із синхронною машиною і приводитися від її вала гнучкою механічною передачею або мати привід від окремо­го двигуна.

Неявнополюсний ротор – суцільний або складений циліндр із вуглецевої чи легованої сталі з пазами, профрезерованими на його поверхні в осьовому напрямку (рис. 2, а). У ці пази покла­дена обмотка, виконана ізольованим мідним чи алюмінієвим проводом. Початок И1 і кінець И2 цієї обмотки приєднують до двох контактних кілець, прикріплених на втулці з ізолятора, розта­шованій на валу машини, які обертаються разом з ротором. До кілець притиснуті нерухомі струмопровідні щітки, від яких виведені проводи до затискачів із маркуванням ИІ і И2 для приєднан­ня до джерела електричної енергії постійної напруги. Великі зуби циліндра ротора, у яких немає пазів, утворюють полюси ротора. Неявнополюсний ротор звичайно має два або чотири полюси з полярністю, що чергується, його використовують у швидкохідних синхронних машинах, зокре­ма в турбогенераторах – трифазних синхронних генераторах, безпосередньо з’єднаних з парови­ми турбінами, розрахованими на частоту обертання 3000 або 1500 обертів у хвилину при частоті змінного струму 50 Гц.

Явнополюсний ротор із числом полюсів від чотирьох і більше має масивне або шихтоване зі сталевих листів ярмо, на якому укріплені аналогічної конструкції сталеві полюси, що мають прямокутний переріз, який закінчується наконечниками (рис. 2, б). На полюсах розташовані з'єднані між собою котушки, що утворюють обмотку збудження. Такий ротор застосовують у тихохідних синхронних машинах, якими можуть бути гідрогенератори й дизель-генератори – три­фазні синхронні генератори, безпосередньо з’єднані відповідно з гідравлічними турбінами або двигунами внутрішнього згоряння, розрахованими на частоту обертання 1500, 1000, 750 і нижче обертів у хвилину при частоті змінного струму 50 Гц.

Рисунок 2 Будова трифазної синхронної машини з ротором: а) неявнополюсним б)явнополюсним: 1) станина 2) магнітопровід статора 3) провідники обмотки статора 4)повітряний зазор 5) полюс ротора 6) полюсний наконечник 7) провідники обмотки 8)котушкова обмотка збудження 9)короткозамкнена обмотка 10)контактні кільця 11) щітки 12) вал.

Багато синхронних машин має на роторі крім обмотки збудження ще мідну або латунну короткозамкнену заспокійливу обмотку, що у неявнополюсному роторі мало відрізняється віл анало­гічної обмотки ротора асинхронної машини, а в явнополюсному роторі її виконують у вигляді неповної короткозамкненої обмотки, стержні якої закладені тільки в пази полюсних наконечників і відсутні в міжполюсному просторі. Ця обмотка сприяє загасанню коливань ротора при неста­лих режимах синхронної машини, а також забезпечує асинхронний пуск синхронних двигунів.

Синхронні машини номінальної потужності до 5 кВт іноді виготовляють у оберненому вико­нанні з обмоткою збудження на статорі і трифазною обмоткою на роторі.