Тема 5. Синхронные исполнительные двигатели

5.1 Принцип действия

Рассмотрим систему магнитов.

Если вращать статор, то ротор отстает на . F_{взаимодействия} будет иметь tg составляющую:

F_ЭМtg = F() = Fcos

Главная особенность СД - n₂ – const., (₂ - const)

5.2 Конструкция

1. Статор 3-х, 2-х фазн. обмотка явнопол. или неявнопол.

2. Ротор – явнопол. как правило с пост. магн. На роторе КЗ обмотка «БК» в специальных пазах

Достоинства: нет скользящих контактов ОВ.

Но недостаток: – нет М_пуск = 0

5.3 Пуск в ход

СД не имеет пускового момента. Пуск осуществляется следующими способами:

а) асинхронный пуск (обеспечивает КЗ-обмотка)

Асинхронный пуск – разгон до s=0.05 (=0.95₁).

Далее втягивание в синхронизм.

б) плавным повышением частоты (преобразователь частоты; реализовано в БДПТ)

5.4 Электромагнитный момент и электромагнитная мощность.

Потребляемая мощность: Р₁=m U cos

Эл. магнитная мощность: Р_эм  Р₁ , при =-

Из векторной диаграммы: I_q=I cos = E_q/x_q=U sin/x_q

I_d=I sin = E_d/x_d=E₀-U cos/x_d

Подставив I_q, I_d в P₁ и произведя тригонометр. Преобразования cos(-) и sin(-) получим:

Р_эм=m_i U I cos(-)=m U E_o/x_d sin+m U²/2 (1/x_q – 1/x_d) sin2

Выразим: М_эм=Р_эм/=М_осн + М_реакт.

Вывод

а) М_осн зависит от Фв (т.к Е_о=Фв) и является const

б) Мреак на завист от Фв и М_реак 0 при Фв = 0

в) В явнополюсной машине Xd  Xq только тогда M _p 0

5.5 Характеристики СИД

Угловая характеристика

2. Рабочие характеристики

3. Ток статора I1=I1(Iв)

_max – угол выход из синхронизма 45m90, m_max =23

Mmax/Mном – пергрузочная способность

5.6 Варианты конструкции типов двигателей

6.1 Сд с постоянными магнитами

1. Конструкция

а) Статор обычный - Ш/МП с 3-х, 2-х фазной обмоткой

б) Ротор – Ш/МП +магнит и К3 обмотка явнополюсный либо гладкий. Магниты радиальные либо аксиальные.

2. Пуск в ход:

Сначала, как АD до S=0.05. Далее Мсинхр. Особенность пуска – пуск в возбужденном состоянии. При этом магн. поле ПМ наводит в обмотке статора ЭДС, которая создает ток и асинхронный момент М₁ противопол. знака. Результ. М_=М_а+М₁ и может быть М_. Необх. учитывать степень возбужд. при проектир. Фв увелич Мсинх, но уменьшать Ма

3. Достоинства

а) Нет контактов надежность.

б) Нет Ов  не надо источника U_║ возбуждения. Не требуется мощность Рв на возбуждение.

в) , сos

6.2. Реактивные сд

1.Конструкция

а) статор the same

б) роторы а, б, в, г

а) б) нешихтованный в) алюминий г)

2.Принцип работы.

Принцип работы основан на Мосн=0, Мреак0.

Реактивный момент:

Мр=mU2/2(1/xd – 1/xq) sin2

Обязательно ХdXq , т.е. явнополюсная конструкция

Макс. момент М_max  M(=45), если r_стат=0

 М(=3040), если r_стат

3.Особенности (недостатки)

1. 1.Мреакт~U²чувствителен к колебаниям U сети

2. 2.М~(Xq-Xd) (d-продольная, q – поперечная) ограничено

3. 3.сред, сos, (=3040)