2.13. Пусковые устройства однофазных ад (оад).

В качестве пусковых устройств наиболее часто используют: 1) пусковые конденсаторы (конденсаторный пуск); пусковые резисторы (резисторный пуск).

1. Конденсаторный пуск. Схема подключения:

Построим ВД токов и напряжений для рабочей и пусковой обмоток (исходим из уравнений эл. состояния):

Характеристика M(S) иллюстрирующая конденсаторный пуск имеет вид:

2. Реостатный пуск. Схема:

ВД напряжений и токов имеет вид:

Из ВД очевидно, что добиться оптимальных условий пуска невозможно. Поэтому их используют в случае неответственных приводов с малым моментом сопротивления.

2. 14. Исполнительные оад. Способы управления.

Представляют собой ОАД малой мощности, отрабатывающие сигналы управления, подаваемые на них. Используют в системах автоматического регулирования и управления (САР и САУ). Устроен аналогично ОАД (однофазный асинхронный двигатель): ротор является КЗ (короткозамкнутым), на статоре размещены 2 обмотки во взаимно перпендикулярных плоскостях - обмотки возбуждения ОВ и управления ОУ.

Схема подключения исполнительного АД к питающей однофазной сети:

УУ позволяет воздействовать на параметры режима работы ОУ.

Используют 3 способа воздействия на величину U_У:

1. Амплитудный - изменяет лишь модуль U_У, сохраняя угол сдвига фаз между U и U_У = 90⁰; U_в = U. Коэффициент управления сигналом выражается величиной α = U_У /U_в.

2. Фазовый - изменяется лишь угол сдвига между U_в и U_У. Коэффициент управления сигналом α = sinφ.

3. Амплитудно-фазовый - в процессе управления меняется и модуль U_У и угол сдвига фаз. (Например, использование конденсатора в цепи управления).

2.15. Устройство основных типов исполнительных ад. Основные характеристики.

1. ИАД с КЗР. В этом типе двигателей обмотку ротора выполняют из фосфористой бронзы или олова. Критическое скольжение больше 1.2, т.е. обеспечивается управляемость. Используется очень широко.

2. ИАД с ротором в форме пустотелого алюминиевого стакана. Под воздействием ВМП двигателя в стакане индуцируются вихревые токи взаимодействие которых приводит к появлению ВМП. Однако усложняется конструкция статора: он выполняется из двух частей: а) внешняя, куда укладываются обмотки; б) внутренняя. Между внутренней и внешней частями статора будет вращаться алюминиевый ротор. Роль внутреннего статора состоит в уменьшении магнитного сопротивления в магнитной цепи ИАД. Однако этот тип ИАД имеет все-таки повышенный ток ХХ из-за большого воздушного зазора.

3. ИАД с ферро магнитным ротором (ФМР). В этом случае вращательный момент является следствием взаимодействия ВМП двигателя и вихревых токов, наводимых в ферро магнитном роторе. Недостатки – массивность ротора, малое быстродействие, сравнительно большой пусковой ток, возможность «залипания» ротора к статору в случае выработки опорных подшипников.

Синхронные машины

3.1. Принцип действия см.

Основан на взаимодействии магнитного поля, порождаемого индуктором и противотоками в них (якоря). Таким образом СМ представляет собой совокупность индуктора и якоря. В случае машин большой мощности используется прямая электромагнитная схема СМ, когда якорь является неподвижным элементом (статором), а индуктор – вращающимся элементом (ротор).

Объясняется тем, что основное магнитное поле СМ создается либо электромагнитом (в машинах большой мощности), либо постоянным магнитом (в машинах малой мощности). Ток возбуждения обмотки возбуждения индуктора подводится от внешнего источника постоянного тока через систему колец и щеток (через скользящий электрический контакт).

Мощность, расходуемая на возбуждение СМ составляет доли процента от номинальной мощности машины.

Подача такой мощности на индуктор через посредственное скольжение контакта допустима; в обмотке якоря возбуждения в генераторном режиме или потребляется из питающей сети в двигательном режиме большие токи, определяемые номинальной мощностью машины. Снять такие большие токи посредственно 3-х фазного скользящего контакта было б невозможно.

Схема СМ имеет вид:

В случае работы СМ в генераторном режиме ротор с полем наводится током I_воз, подаваемым в обмотку ротора от внешнего источника постоянного тока, вращается под действием внешней механической мощностью (М_вн). Поле возбужденного ротора (основное магнитное поле), перемещаясь вместе с ротором, пересекает фазные обмотки якоря (неподвижный статор), наводя в них ЭДС E₁=4,44ω₁Фк_обм1

Частота ЭДС определяется скоростью f₁ротора, а именно: f₁=pn₀/60.

Очевидно, что для поддержания частоты f₁=const (требуемая частота), СГ должен быть снабжен автоматическим регулятором скорости (арс).

Дело в том, что если к обмотке якоря подключена нагрузка, то по обмотке якоря потекут токи I_а, протекание которых приведет к появлению поля реакции якоря (ВМП). Оно будет вращаться со скоростью n₀=60f₁/p, т.е. скорость вращения ротора и величина реакции якоря будут одинаковы. Взаимодействие ВМП с токами I_в (в обмотке возбуждения) приведет к появлению электромагнитного момента, направление которого можно найти по правилу левой руки. Если применить его к нашему рис., то получим, что М_эм направлено встречно направлению М_вн, т.е. имеет тормозящий характер. Это и является свидетельством преобразования механической энергии, принимаемой к валу ротора в форме М_внв электрическую энергию, снимаемую с зажимов якоря.

В обращенной электромагнитной схеме СМ роль якоря играет ротор, а индуктора – статор, но это машины малой мощности (генераторные автомобили, с/х машины). В этом случае индуктор представляет собой постоянный магнит с требуемым числом пар полюсов.