Вопрос №3: Как осуществляется пуск многополюсных сдпм?

Поскольку ротор многополюсных двигателей не имеет пускового устройства, их запуск и синхронизация происходят в течение полупериода изменения питающего тока. Это объясняется тем, что электромагнитный момент в таких двигателях, обусловленный взаимодействием поля статора с полем ротора, является знакопеременным (пульсирующим) во времени. Среднее значение момента за период изменения тока равно нулю. Естественно, что такие самозапускающиеся двигатели могут работать лишь на малоинерционную нагрузку. Для обеспечения однонаправленного вращения двигателя используются различные устройства со спиральными пружинами, храповиками и т.п., блокирующими обратный ход ротора. Иногда в целях обеспечения однонаправленного вращения все клювообразные полюсы или часть из них выполняются расщепленными с короткозамкнутыми витками.

Вопрос №4: Укажите особенности конструкций дкр.

Рис. 8.5. Конструктивные схемы ДКР с электромагнитным (а) и магнитоэлектрическим (б) возбуждением

Наиболее типичная конструктивная схема ДКР представлена на рис. 8.5, а. В пазах статора 1 расположена двухполюсная m₁,-фазная распределенная обмотка 2, создающая при питании от сети переменного тока вращающееся магнитное поле. По торцам статора размещены две тороидальные обмотки 5, создающие при питании от источника постоянного тока однонаправленный в рабочем зазоре магнитный поток. Корпус статора 4 выполнен из магнитомягкой стали и является частью магнитопровода для униполярного потока. Для уменьшения магнитного сопротивления на пути униполярного потока на статоре и роторе установлены дополнительные кольцевые сердечники 5, 6, набранные из листов электротехнической стали. Аналогично выполнен основной сердечник ротора 7, насаженный на втулку 8 из магнитомягкого материала. Отличительной особенностью ДКР является эксцентричное расположение беспазового ротора по отношению к статору. Двигатель не имеет подшипников; обкатывание ротором статора происходит с помощью катков 9, жестко связанных с валом 10. Таким образом, сердечники статора и ротора непосредственно не соприкасаются. В конструкции ДКР, показанной на рис. 8.5, а, обкатывание происходит по направляющим 11 на наружной поверхности корпуса.

Не менее распространенной является конструкция, в которой катки ротора 9 (рис. 8.5, б) обкатывают направляющие статора 8 по внутренней поверхности. Катки и направляющие статора и ротора выполняются либо зубчатыми, либо гладкими (цилиндрическими или конусными) из специальных износостойких материалов, препятствующих проскальзыванию. В конструкции ДКР, показанной на рис. 8.5, б, униполярный поток создается кольцевыми радиально намагниченными постоянными магнитами 3, Использование магнитов упрощает конструкцию ДКР и устраняет потребность в источнике постоянного тока.

Вопрос №5: Каков принцип действия дкр?

Рассмотрим модель ДКР (рис. 8.7, а, в), в которой униполярный поток создается постоянными магнитами. Для упрощения примем, что магнитная цепь не насыщена, а обкатывание происходит непосредственно по внутренней поверхности статора. Вследствие эксцентричного расположения статора и ротора воздушный зазор в ДКР неравномерный. С достаточной для практических расчетов точностью можно принять где — равномерный зазор при коаксиальном расположении ротора в статоре; — относительный эксцентриситет; — угол по внутреннему диаметру статора, отсчитываемый от точки касания.

Магнитное поле в рабочем зазоре ДКР создается совместным действием МДС двухполюсной обмотки и МДС магнитов:

где — магнитное напряжение воздушного зазора от вращающейся МДС статора; — амплитуда МДС обмотки статора; — угол между осью вращающейся МДС статора и направлением на точку касания; F_R — магнитный потенциал ротора, обусловленный наличием эксцентриситета; — магнитное напряжение воздушного зазора от МДС униполярного подмагничивания.

Рис. 8.7. К образованию вращающего момента в ДКР; а, в — модели двигателя; б, г — пространственное распределение магнитных полей и сил тяжения

Значение F_R определяется из условия, что вращающаяся МДС статора не создает аксиально направленного потока в воздушном зазоре:

где

Умножая числитель и знаменатель подынтегрального выражения на и принимая , получаем

откуда т.е.

где

На рис. 8.7, б, г показано распределение магнитного поля по внут­реннему диаметру статора при . Из рисунка видно, что вращающееся поле в воздушном зазоре ДКР несимметричное, макси­мум индукции . перемещается в пространстве с частотой враще­ния МДС статора. Под действием силы магнитного тяжения ферромагнитный ротор притягивается к статору. Сила магнитного тяжения

Т, действующая на ротор, пропорциональна квадрату индукции

где — элемент поверхности ротора.

Полагая, как и ранее, и после интегрирования находим

результирующая сила магнитного тяжения направлена по оси вращающейся МДС статора и при неизменном токе постоянна. Разложив силу T на составляющие по продольной оси, проходящей через точку касания и по поперечной

оси (рис. 8.7, в), нетрудно заметить, что сила Т_q создает

относительно точки касания вращающий момент, стремящийся по­вернуть ротор против направления вращения магнитного поля:

В то же время сила Т создает относительно оси статора электромагнитный момент противоположного знака:

Из последнего выражения видно, что электромагнитный момент в ДКР образуется при эксцентричном положении ротора и наличии униполярного подмагничивания.

Отношение вращающего момента на валу ротора к электромагнитному моменту определяет коэффициент редукции двигателя:

Под действием электромагнитного момента ось ротора вращается вокруг оси статора синхронно с полем. С синхронной скоростью пе­ремещается по внутреннему диаметру статора и точка касания. Угло­вую скорость ротора определим из баланса мощностей :