С увеличением Ra максимальный момент Мтах уменьшается, и угловая характеристика сдвигается в область меньших углов θ. Максимальный момент реактивного двигателя соответствует углу
θ=25...45°.
Начальныйпусковоймоментуреактивныхдвигателей, такжекакиу синхронных двигателей с обмоткой возбуждения и постоянными магнитами, равен нулю. Следовательно, реактивные двигатели должны иметь пусковую обмотку типа «беличья клетка» для асинхронного пуска. Эта обмотка является одновременно демпферной, которая способствует быстрому затуханию колебаний ротора
Преимущества и недостатки реактивного двигателя. Реактивные двигатели проще по конструкции, надежнее в работе и дешевле по сравнению с синхронными двигателями с обмоткой возбуждения на роторе; при их использовании не требуется иметь источник постоянного тока для питания цепи возбуждения. Основными недостатками реактивного двигателя являются сравнительно небольшой пусковой момент и низкий cos φ, не превышающий обычно 0,5. Это объясняется тем, что магнитный поток создается только за счет реактивного тока обмотки якоря, значение которого из-за повышенного сопротивления магнитной цепи машины довольно велико.
Синхронныемашины с постояннымимагнитами
В синхронных машинах этого типа постоянно направленное пол возбужденияобразуетсяспомощьюпостоянныхмагнитов. Синхрон ныемашиныспостояннымимагнитаминенуждаютсяввозбудителе и благодаря отсутствию потерь на возбуждение и в скользяще контактеобладаютвысокимКПД, ихнадежностьсущественновыше, чемуобычныхсинхронныхмашин, вкоторыхвращающаясяобмотка возбужденияищеточноеустройстводостаточночастоповреждают ся; крометого,онипрактическиненуждаютсявобслуживаниивте чение всего срока службы. Постоянные магниты могут заменят обмотку возбуждения как в многофазных синхронных машина обычного исполнения, так и во всех специальных исполнения Синхронныемашиныспостояннымимагнитамиотличаютсяот своих аналогов с электромагнитным возбуждением конструкцие индукторныхмагнитныхсистем.
Синхронныемашиныс когтеобразнымиполюсами
Синхронные машины с когтеобразными полюсами отличаются от обычных конструкцией магнитопровода индуктора (ротора) и обмотки возбуждения. В настоящее время модификации когтеобразного исполнения применяются только в машинах небольшой мощности с большим числом полюсов в таком промежуточном диапазоне соотношений между угловой частотой сети и угловой скоростью ротора, в котором машина с когтеобразными полюсами превосходит по своим показателям и обычную, и индукторную синхронные машины. Особенно ценные качества приобретает машина с когтеобразными полюсами в исполнении с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения. Поскольку в такой машине исключен скользящий контакт в щеточном устройстве для питания обмотки возбуждения, она получила названиебесконтактной.
1 — кольцевойпостоянныймагнит;
2 — диск с системой южныхполюсов;
3 — диск с системой северных полюсов
есконтактные синхронные генераторы и двигатели применяются в лучаях, когда обслуживание щеточного устройства затруднено и ребуется высокая надежность машины в течение длительной ксплуатации в тяжелых условиях. Такие генераторы мощностью 10 Вт и более применяются, например, для электроснабжения елезнодорожныхвагонов.
Индукторные машины
Индукторными называют синхронные машины, в которых обмотка якоря и обмотка возбуждения неподвижны, а ротор представляет собой цилиндрический магнитопровод с равномерно распределенными по его поверхности выступами-зубцами. Электромеханическое преобразование энергии в этих машинах связано с изменением взаимной индуктивности между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения, которое происходит при перемещении зубцов магнитопровода ротора относительнозубцовмагнитопровода статора.
На статоре индукторного генератора расположены обмотка возбуждения и обмотка якоря, в которой индуцируется переменная ЭДС. Обмотка возбуждения питается постоянным током и создает неподвижное относительно статора магнитное поле. Роторы индукторных генераторов всех типов выполняют без обмоток с большим количеством зубцов. Отсутствие обмотки возбуждения на роторе, а следовательно, и скользящих контактов для подвода к ней тока, существенно повышает надежность индукторных генераторов по сравнению с синхронными генераторами нормального исполнения. Кроме того, индукторные генераторы позволяют получать токи повышенной частоты (4000...
30000 Гц),
Устройствоиндукторногогенераторасосевымвозбуждением 1 — ротор; 2 — пакет статора; 3 — корпус; 4 — обмотка якоря;
5 — обмотка возбуждения; 6—полюсы статора; 7—подшипни- ковыйщит;8 — втулка ротора.
ри вращении ротора переменное перемещается вместе с зубцам отора, индуцируя в проводниках обмотки якоря ЭДС, изменяющуюся стотой f1 =z2n2/60, где z2—число зубцов ротора.
ндукторные генераторы имеют более низкий КПД (0,4...0,5), чем нхронные генераторы нормального исполнения; это объясняетс ачительным увеличением добавочных потерь мощности в стал рдечникаиобмоткеякоряиз-завысокойчастотыперемагничивания. вигатели. Трех- и двухфазные индукторные машины широк рименяют не только в качестве генераторов, но и в качеств вигателей. Синхронная частота вращения их n2 = 60f1/z2, частот ащениямагнитногополястатора n 1 =60f1/р.
называют коэффициентом редукции', он показывает, во сколько р частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного пол поэтому индукторные двигатели часто называют редукторным Редукторные двигатели могут быть трех типов: с электромагнитны возбуждением (на статоре или роторе), с постоянными магнита
или без возбуждения (реактивные). Пуск редукторных двигател осуществляется с помощью короткозамкнутой обмотк расположеннойнароторе. Есличастотавращениянизка, ароториме малый момент инерции, то он может втягиваться в синхрониз непосредственно,безкаких-либопусковыхприспособлений.