10.5. Гистерезисные двигатели.
Работа этих двигателей основана на действии гистерезисного момента.
Под действием магнитного поля статора ротор намагничивается.
Если поле начинает вращаться то под действием гистерезиса, магнитного запаздывания, магнитное поле статора и ротора будут направлены под углом друг к другу. Благодаря этому углу и создается момент.
Этот угол зависит от ширины петли гистерезиса, чем шире петля, тем больше угол , тем больше момент.
Применение обычной стали для изготовления ротора не обеспечивает гистерезисного момента достаточной величины. Только магнитно-твердые материалы, например такие, как викаллой,дают возможность получить большой гистерезисный момент. Роторы гистерезисных двигателей обычно делают сборными. Магнитно-твердая часть выполняется в виде шихтованного или массивного кольца /,размещенного на втулке 2(рис. 23.8,б).Последняя жестко посажена на вал 3.
Ротор таких двигателей делают не шихтованным и в нем наводятся вихревые токи также создающие момент. Моменты суммируются.
ЭМ.СM. 10.4. 12.01.2001. 26.03.2005.
Гистерезисные двигатели могут работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах, но асинхронный режим неэкономичен.
Достоинства этих двигателей:
1. Простота конструкции.
2. Бесшумность и надежность.
3. Большой пусковой момент.
4. Сравнительно высокий КПД.
5. Малый пусковой ток.
Недостатки:
1. Малый COS= 0.4 -0.5.
10.6. Индукторные синхронные машины.
Отличительной чертой этих машин является то, что магнитный поток в них при работе не меняет знака а пульсирует.
Пульсирующий поток можно разложить на постоянную и переменную составляющие.
Постоянная составляющая потока ЭДС не наводит, а переменная наводит ЭДС в обмотке.
Индукторные синхронные машины служат для получения высокочастотных напряжений.
Одна из конструкций таких машин имеет два статора с обмотками, одну обмотку возбуждения между ними и зубчатый ротор.
Суммарное магнитное сопротивление машины постоянно и постоянен магнитный поток. Поэтому ЭДС в обмотке возбуждения отсутствует.
Магнитные сопротивления каждого статора переменные.
Индукторная синхронная машина обратима, т. е. она может работать не только в генераторном, но и в двигательном режиме. Индукторные синхронные двигатели позволяют получать весьма малые частоты вращения без применения механических редукторов. Синхронная частота вращения такого двигателя при частоте питающего напряжения f1 зависит от числа зубцовZ2; в сердечнике ротора:п = f1*60/Z2.Например, приf1 = 50Гц иZ2 == 100получим п, = 50* 60/100 = 30об/мин.
ЭМ.СM. 10.5. 14.01.2007. 23.03.2008.
10.7. Синхронные машины продольно-поперечного возбуждения, асинхронизированные машины
[Осин И.Л. Шакарян Ю.Г. Электрические машины. М. «Высшая школа», 1980. 304 с. С. 124-131.]
Более высокие показатели в отношении устойчивости и управляемости синхронной машины можно получить, если расположить на роторе две взаимно перпендикулярные обмотки возбуждения.
При подключении двух одинаковых обмоток возбуждения к двухфазному источнику переменного напряжения с частотой скольжения по обмоткам индуктора будут протекать синусоидальные токи.
Эти токи создадут вращающееся магнитное поле возбуждения, частота вращения которого относительно ротора будет такой же, как в асинхронной машине.
Синхронные машины, содержащие на роторе двухфазную обмотку возбуждения, питающуюся переменными токами частоты f2~sfu называются асинхронизированными.
Советские ученые и инженеры внесли большой вклад в разработку теории и создание этих типов машин. В СССР были разработаны и введены в эксплуатацию первые в мире асинхронизированные гидрогенераторы мощностью 50 МВт и турбогенераторы мощностью 200 МВт, асинхронизированные двигатели мощностью 315—2000 кВт, приливной генератор-двигатель мощностью 400 кВт, разработаны синхронный компенсатор продольно-поперечного возбуждения мощностью 320 MB-А, турбогенератор мощностью 800 МВт.
За рубежом большое внимание уделено созданию асинхронизированных генераторов для ветроэлектрических установок {мощностью до 4,5 МВт), гидроаккумулирующих электростанций {мощностью до 400 МВт), электромеханических преобразователей на основе этих машин (мощностью до 60 МВт).