Добрый день, господа! Сегодня расскажу вам про синхронные машины. Затронем синхронные машины с постоянными магнитами, обсудим основные характеристики и места их применения.
1.Типы синхронного электродвигателя с постоянными магнитами
Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами состоит из ротора и статора. Статор – неподвижная часть, состоящая из корпуса и сердечника с обмоткой. Ротор состоит из постоянных магнитов. В качестве постоянных магнитов используются материалы с высокой коэрцитивной силой. Обычно ротор располагается внутри статора электродвигателя, также существуют конструкции с внешним ротором — электродвигатели обращенного типа. Выделяют два вида конструкции – с двух и трёхфазной обмоткой.
В зависимости от конструкции статора синхронный двигатель с постоянными магнитами бывает:
- с распределенной обмоткой
- с сосредоточенной обмоткой
2.Основные характеристики
Основными характеристиками синхронного генератора являются: характеристика холостого хода, внешняя и регулировочная характеристики.
Характеристика холостого хода - это график зависимости ЭДС генератора на холостом ходу от тока возбуждения (рис. 2). Эта характеристика представляет собой кривую первоначального намагничивания стали. При достижении области магнитного насыщения магнитной системы генератора скорость роста ЭДС уменьшается, а выпрямление формы кривой происходит при малых индукциях за счет воздушного зазора в магнитной цепи машины. Эта характеристика получается путем изменения тока возбуждения при номинальной скорости вращения ротора. Номинальный режим возбуждения генератора выбирают в области перегиба кривой (точка А). Использование области большего магнитного насыщения для увеличения ЭДС генератора приводит к увеличению тока и размеров обмотки возбуждения.
Внешняя характеристика синхронного генератора — это зависимость напряжения U на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянных значениях коэффициента мощности скорости вращения ротора и тока возбуждения (рис. 3). В зависимости от характера нагрузки внешние характеристики имеют спад (кривая 2), либо подъем (кривая 3) в соответствии с реакцией якоря. Номинальный режим нагрузки выбирают таким, чтобы при изменении напряжения он не превышал 35—45% от номинального (кривая 1).
Регулировочная характеристика синхронного генератора - график зависимости тока возбуждения от тока нагрузки при n = const и cos ϕ = const. Такая характеристика показывает, как выбрать ток возбуждения, при котором напряжение на зажимах генератора оставалось бы постоянным при изменениях нагрузки. Из приведенных характеристик для разных значений cos ϕ видно, что при нагрузках, когда ϕ≥0 (кривая 2) - ток возбуждения следует увеличивать, при ϕ (кривая 3) – уменьшать. Кривая 1 соответствует оптимальному режиму.
3. Уравнения, характеризующие работу машины
Е = СЕ*n*Ф;
где Е-ЭДС;
n – частота вращения ротора;
СЕ – конструктивная постоянная;
Ф – магнитный поток.
f = p*n/60;
где p – число пар полюсов;
n – частота вращения ротора;
f – частота переменного тока.
4.Применение синхронных машин
Синхронные машины используются как генераторы и как двигатели, но не так широко. Использование их в качестве двигателей обусловлено тем, что имеют Постоянную частоту вращения. Так же применяются на жд транспорте в качестве генераторов переменного тока на тепловозах и в рефрижераторных секциях.
Благодарю за внимание! Если эта статья была вам полезна - комментируйте и оценивайте лайком!