62

№1

Принцип действия аид

Основан на явление электромаг индукции.

1. Ротор неподвижен, тормозной момента на его валу отсутствует, при подключении трехфазной обмотки статора в сеть переменного тока, создается вращающиеся магнитное поле статора с угловой скоростью

n₁= f₁2π/p (1)

f₁ – частота сети, р – число пар полюсов

2. Вращающееся маг поле пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них ЭДС с частотой п₁.

3. Так как проводники замкнуты, то в них появляется ток I₂, активная составляющая которого по направлению совпадает с ЭДС

4. Ток I₂ взаимодействует с вращающимся магнитным полем статора и создает вращающийся момент под действием которого ротор придет во вращение. Направление моментов и вращения ротора будет совпадать с направлением вращения поля.

5. По мере разгона ротора его угловая скорость n будет возрастать, но даже на холостом ходу она некогда не достигнет поля статора. (n₁≠n) Ток в роторе, а следовательно, и момент могут возникнуть только тогда, когда магнитное поле пересекает проводники ротора. Ток I₂ и момент двигателя М увеличиться с ростом ЭДС в роторе, которое пропорционально разности n₁-n.

Таким образом для АИД характерно асинхронное вращение его ротора с магнитным поля статора. Разницу между скоростями вращения n₁-n оценивают величиной называемой скольжением.

S = (n₁ – n)/n₁

№2

Принцип действия исполнительных синхронных двигателей

Синхронный явнополюсный двигатель с электромагнитным возбуждением представляет собой две разделенные воздушным зазором магнитные системы с явно выраженными полюсами: внешнюю (статор) и внутреннюю (ротор). Если внешняя система полюсов неподвижна, то благодаря силам магнитного притяжения внутренняя система полюсов расположится так, что ее полюсы будут находиться под полюсами внешней системы противоположной полярности. При этом силы F_м магнитного притяжения, действующие на внутреннюю систему, не будут создавать электромагнитного момента, так как они направлены радиально (по оси полюсов).

Если внешнюю систему полюсов вращать с небольшой частотойn₁ то в начальный момент времени эта система сместится относительно внутренней на некоторый угол Θ (рис. 1.11). При этом вектор силы магнитного притяжения F_м также повернется относительно оси полюса ротора.

Теперь эта сила состоит из двух составляющих: F_м = F_n + Ft, причем нормальная составляющая Fn направлена по оси полюса ротора, а тангенциальная Ft - перпендикулярно оси полюса. Совокупность составляющих Ft, действующих на все полюсы ротора, создает на роторе электромагнитный вращающий момент М, приводящий ротор во вращение с синхронной частотой n₁ т. е. синхронно вращению внешней системе полюсов (рис. 1.11).

№3

Принцип действия машины постоянного тока

Между полюсами N иS постоянного магнита находится якорь. Выводы витка обмотки якоря подключены к коллекторным пластинам. При вращении вала в витке наводится ЭДС. В момент соприкосновения коллекторных пластин и щеток во внешней цепи через нагрузку протекает постоянный ток. Направление тока всегда одинаковое: ток течет от щетки, находящейся под северным полюсом с положительным потенциалом, к щетке, находящейся под южным полюсом. Одна и та же электрическая машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Это свойство электрических машин называют обратимостью.

Предположим, что к двигателю подводится постоянное напряжение. Результатом взаимодействия тока I с постоянным магнитным полем являют :я электромагнитные силы Рэм, создающие на якоре электромагнитный момент М. Под действием этого момента двигатель вращается в направлении момента с постоянной частотой n. Электромагнитный момент двигателя:

M = c_MI_яФ (33)

создается в результате взаимодействия основного магнитного поля Ф и тока в обмотке якоря I_я, и расходуется на преодоление тормозящих моментов: момента х.х. М_о, полезного момента М₂, динамического момента М_j. Момент х.х. М₀ существует при любом режиме работы двигателя и определяется трением в подшипниках, трением щеток о коллектор, вентиляционными потерями и потерями в стали. Полезный момент М₂ определяется свойствами рабочей машины и характером производственного процесса. Динамический момент возникает при всяком изменении частоты вращения двигателя. Зависимость между вращающим и тормозным моментами двигателя на его валу определяется законом равновесия моментов: в любых условиях работы двигателя эти моменты находятся во взаимном равновесии, то есть равны друг другу по величине, но направлены в противоположные стороны. При n = const момент М_j = 0 и тогда

M =M₀ + M₂ = M_cт (34)

где М_ст - статический момент сопротивления на валу двигателя.

Следовательно, двигатель работает устойчиво и вращается с посто­янной частотой, если сумма развиваемого и вращающего моментов равна противодействующему моменту М = М_СТ.

№4