- •1. Расчет магнитный цепей
- •1.1. Магнитные цепи c постоянной магнитодвижущей силой
- •1.2. Расчет магнитной цепи постоянного магнита
- •1.3. Механические усилия в магнитном поле
- •1.4. Магнитная цепь с переменной магнитодвижущей силой (мдс)
- •1.5.1. Основные соотношения для однофазного трансформатора
- •1.5.2. Холостой ход трансформатора
- •1.5.3. Режим нагрузки трансформатора
- •1.5.4. Эквивалентная схема и параметры приведенного трансформатора
- •Так как реактивная мощность должна оставаться постоянной, то
- •Эквивалентную схему замещения трансформатора (рис.1.20) заменяем схемой замещения приведенного трансформатора (рис.1.21).
- •1.5.5. Режим короткого замыкания трансформатора
- •1.5.6. Падение напряжения в трансформаторе и его кпд
- •1.5.7. Особенности работы трехфазных трансформаторов
- •1.5.8. Автотрансформатор Автотрансформатор (рис. 1.31) имеет одну обмотку – обмотку высшего напряжения.
- •1.5.9. Измерительные трансформаторы
- •2. Машины переменного тока
- •2.1. Получение кругового вращающегося магнитного поля
- •2.2. Основные принципы выполнения многофазных обмоток
- •2.3. Асинхронная электрическая машина
- •2.3.1. Пуск в ход асинхронных двигателей
- •2.3.2. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей
- •2.4. Асинхронные исполнительные двигатели
- •2.4.1. Создание вращающегося магнитного поля
- •2.4.2. Пульсирующее поле
- •2.4.3. Круговое вращающееся магнитное поле
- •2.4.4. Эллиптическое поле
- •2.4.5. Требования, предъявляемые к исполнительным двигателям
- •2.4.6. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением
- •2.4.6.1. Уравнения токов идеализированного двигателя
- •2.4.6.2. Механические характеристики
- •2.4.6.3. Регулировочные характеристики
- •2.4.6.4. Мощности управления и возбуждения
- •2.4.6.5. Механическая мощность
- •2.4.7. Исполнительный двигатель с фазовым управлением
- •2.4.7.1. Механические и регулировочные характеристики идеализированного двигателя
- •2.4.7.2. Мощность управления
- •2.4.8. Исполнительный двигатель с амплитудно-фазовым управлением (конденсаторная схема)
- •2.4.8.1. Механические характеристики
- •2.4.9. Электромеханическая постоянная времени исполнительных двигателей
- •2.4.10. Сравнение исполнительных двигателей при различных методах управления
- •3. Синхронные электрические машины.
- •3.1. Общие сведения
- •3.1.1. Векторные диаграммы синхронного генератора
- •3.1.2. Электромагнитный момент синхронной машины
- •3.2. Реактивный двигатель
- •3.3. Гистерезисный двигатель
- •3.4. Синхронные шаговые двигатели
- •4. Машины постоянного тока
- •4.1. Устройство, принцип действия и электромагнитный
- •4.3. Коммутация в коллекторных машинах постоянного тока
- •4.4. Генераторы постоянного тока
- •4.5. Двигатели постоянного тока
- •5. Информационные машины
- •5.1. Поворотный трансформатор
- •5.1.1. Синусно – косинусный поворотный трансформатор.
- •5.1.2. Линейный поворотный трансформатор
- •5.2. Сельсины
- •5.2.1. Сельсины с одной обмоткой синхронизации.
- •5.2.2. Дифференциальные сельсины.
- •5.3. Магнесины
- •5.4. Трехфазные сельсины
- •5.5. Асинхронный тахогенератор
- •Динамические свойства тахогенераторов. Дифференциальное уравнение тахогенератора:
- •1.1. Магнитные цепи c постоянной магнитодвижущей силой. . . . . . . . . . . . . 2
2.4.6.1. Уравнения токов идеализированного двигателя
Воспользуемся упрощенными схемами замещения ротора, в которых пренебрегается индуктивными сопротивлениями рассеяния ротора (рис. 2.26а, б):
а) б)
Рис.2.26. Схема замещения идеализированного двигателя для токов прямой (а) и
обратной (б) последовательностей
Основанием для идеализации двигателя является выполнение двигателя с повышенным активным сопротивлением ротора.
Для идеализированного двигателя:
(2.66)
Составляющие тока управления:
(2.67)
(2.68)
2.4.6.2. Механические характеристики
Электромагнитные мощности для полей прямой и обратной последовательностей:
(2.69)
. (2.70)
Мощность поля обратной последовательности создает тормозной момент, следовательно, она является отрицательной. Поэтому результирующая мощность двигателя:
(2.71)
Вращающий момент двигателя
. (2.72)
Выразим момент в относительных единицах, приняв за базовую величину значение момента при круговом вращающемся поле и неподвижном роторе . Так как
, (2.73)
то относительный момент
, (2.74)
откуда
. (2.75)
По этой формуле строится механическая характеристика исполнительного двигателя в относительных единицах , т.е. общая для всех двигателей (при идеализированных условиях) независимо от их индивидуальных свойств, абсолютного значения момента, скорости вращения и т. д. При неизменном значении коэффициента сигнала зависимость является линейной (рис.2.27а).
а) б)
Рис.2.27. Механические (а) и регулировочные (б) характеристики идеализированного двигателя с амплитудным управлением.
С уменьшением , она становится “мягче”. Это является недостатком асинхронного исполнительного двигателя. Относительный момент при трогании численно равен эффективному коэффициенту сигнала . Скорость холостого хода можно получить из условия :
(2.76)
Снижение скорости холостого хода при меньших значениях объясняется тормозящим действием обратного поля.
2.4.6.3. Регулировочные характеристики
Эти характеристики показывают, как изменяется скорость исполнительного двигателя при изменении коэффициента сигнала, если момент (нагрузка) на валу двигателя остается неизменным. Уравнение регулировочной характеристики (2.74):
На рис.2.27 б показаны зависимости при различных значениях , построенные по этому уравнению. Начальные точки кривых, лежащие на оси абсцисс, характеризуют чувствительность двигателя. Минимальное напряжение, при котором двигатель начинает вращаться, преодолевая заданный тормозной момент, называется напряжением трогания. Даже в идеализированном двигателе регулировочные характеристики являются нелинейными.
2.4.6.4. Мощности управления и возбуждения
Ток идеализированного двигателя является чисто активным, поэтому мощности обмоток управления и возбуждения будут определяться следующим образом:
(2.77)
Ток управления с учетом выражений для и (2.67 и 2.68):
(2.78)
Мощность управления:
(2.79)
Аналогично, ток возбуждения:
(т. к. )
(2.80)
и мощность в обмотке возбуждения:
. (2.81)
При круговом вращающемся поле и неподвижном роторе:
, (2.82)
т. е. вся мощность , потребляемая двигателем при круговом поле поровну подводится из обеих обмоток, так как питание является симметричным. Относительные мощности и (по отношению к мощности ) можно определить по формулам:
; (2.83)
Рис.2.28. Зависимости мощностей управления и возбуждения (а) и механической
мощности (б) идеализированного двигателя с амплитудным управлением от относительной частоты вращения.
. (2.84)
Графики зависимости относительных мощностей и возбуждения (рис. 2.28) наглядно показывают следующие характерные особенности исполнительных двигателей:
а) мощность обмотки управления резко падает с уменьшением коэффициента сигнала так, что с точки зрения уменьшения мощности управления выгодно работать при малых коэффициентах сигнала;
б) при пуске мощность обмотки возбуждения не зависит от коэффициента сигнала. Объясняется это тем, что при неподвижном роторе обмотки управления и возбуждения электромагнитно не связаны между собой и не могут влиять друг на друга.