Лекция № 22

Гистерезисный двигатель

Устройство: Статор: или 1ф или 3ф обычный. Ротор из магнитотвердого материала с широкой петлей гистерезиса и без обмоток.

Принцип действия: Взаимодействие поля статора с наводимыми в сплошном роторе вихревыми токами, создает момент, вращающий зависящий

от S.

, где Р_ВХК - потери на вихревые токи в режиме КЗ., т.е. при S=1.

Кроме М_ВХ возникает М_Г – гистерезисный момент, который образуется за счет тангенциальной составляющей от взаимодействия поля статора и элементарных магнитиков магнитотвердого материала.

М_Г ≡ площади петли гистерезиса

а)

б)

Устройство и механические характеристики гистерезисного двигателя

а) 1 – магнито-твердая; 2 – магнито-мягкая.

б) 1 – магнито-твердая часть; 2 – втулка; 3 – вал.

Преимущества: простота, надежность, большой М_П, бесшумность (η≈60%), плавность входа в синхронизм.

Недостатки: малый cosφ(0,45), неравномерность вращения.

В асинхронном режиме надо использовать при малых S, т.к.могут быть большие потери, в синхронном режиме лучше использовать.

Синхронизированный АД

Представляет собой комбинацию АД и СД, т.е. хорошие пусковые свойства АД и хороший cosφ СД.

Работа: П в положении 1 и запуск АД с добавочным пусковым ротором ПР.

Затем на пред синхронной скорости П в момент 2 и получается СД. Если перегрузка, то он опять вышев из синхронизма работает как АД, т.к. М_{МАХ АД}>М_МАХ.СД

При уменьшении нагрузки двигатель снова работает как СД.

У двигателей малой мощности отдельно возбудителя нет, т.к. там для получения постоянного тока возбуждения эти двигатели снабжают специальной обмоткой с коллектором.

Асинхронные машины с массивным ротором

Устройство и принцип действия: Статор обычный, а ротор из массивной стальной поковки без пазов и обмоток. При пересечении полем статора стали ротора в нем индуцируются токи, взаимодействие которых с полем статора создает вращающий момент АД.

Преимущество: из-за прочности ротора эти АД используют

на n=10000-100000 об/мин в гироскопических навигационных устройствах (при этом питают током повышенной частоты f=400-1000 Гц)

Из-за явно выраженного поверхностного эффекта r₂ и x₂ изменяются от пуска до ХХ в широких пределах и уже становится эллиптической.

Поэтому М_П/М_Н=1,5-2, т.е. хорошие пусковые свойства, но при номинальном режиме и f=50 Гц у маломощных АД глубина проникновения тока и потока в сталь ротора мала и S=S_H велико, что ухудшает КПД и cosφ. С увеличением мощностей АД эти показатели улучшаются.

Для маломощных АД улучшение КПД и cosφ достигают нанесением тонкого слоя меди на поверхность ротора. Иногда на поверхности ротора делают пазы, но без обмоток. Площадь, нагруженная токами, увеличивается и уменьшается r₂, что уменьшает потери и увеличивает КПД.

Линейные и дуговые АМ.

Это АД разрезанный и выпрямленный с ротором и статором. (Дуговые АМ, это часть дуги ≈90⁰ вырезанная со статором ротором).

Исполнение обычное, а может быть бегун и массивным.

Если это монорельсовый электропоезд, то бегун и статор меняются местами.

Линейную АМ можно представить из двух статоров, а между ними движущаяся часть ротор.

Особенность дуговой АМ:

З ависимость , если , то , если , то , т.е. разные скорости вращения.

Линейные АД – используют для получения возвратно-поступательного движения (ракеты на кораблях) в автоматике, поезда. На возвратно-поступательном движение тратится большое кол-во энергии, потери, переходные режимы, КПД мал.

Но в родственных или магнитогидродинамических машинах ЛАД получили широкое применение.

МГДМ переменного тока

Одной из разновидностью МГДМ переменного тока – индукционные насосы жидких металлов (в ядерных установках на быстрых нейтронах, у которых отвод тепла происходит жидкими тепло накопителями N_A,K_A и их сплав).

Принцип действия: под действием бегущего поля статоров в жидком металле металло- или керамичном рукаве создаются токи, взаимодействие которых с полем статора движет металл нужном направлении.

МГДМ обратимы могут и МГДД и МГДГ. (используются в энергетических установках с ядерными реакторами).

84