25. Устройство, режимы работы, основные характеристики синхронных и асинхронных машин переменного тока.

Синхронные – частота вращения rot связана с частотой направления питания сети.

Асинхронные – частота может изменяться при изменении напряжения и других факторов.

Чаще используются асинхронные машины переменного тока.

В основе машин ~ I лежит:

ротор – подвижная часть,

статор – неподвижная часть.

В статоре (цилиндрической поверхности) есть пазы, в которые укладывается обмотка статора, и на которую подается U (3х фазное). 3х фазное напряжение подаётся для того, чтобы:

1. сэкономить медь, т.к. при подаче 2х фазового напряжение по 0 проводнику I = 0, и требуется в 2 раза больше меди.

2 . создаётся вращающееся магнитное поле.

Обмотка в статоре соединена звездой:

Создаётся вращающееся магнитное поле, т.е.

За период вектор совершает полный оборот.

По принципу работы, различают синхронные и асинхронные машины.

Асинхронные машины.

Как и любая электрическая машина, асинхронная обладает свойством обратимости, и может быть использована как генератор и как двигатель. В силу ряда существенных недостатков асинхронные генераторы практически не применяются, а вот двигатели применяются довольно широко.

Сердечник статора собирается из кольцеобразных пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. В статоре присутствуют пазы, о которых сказано выше.

Ротор так же собирается из стальных пластин. Так же штампуются впадины, куда укладывается обмотка ротора. В зависимости от типа обмотки асинхронные машины могут быть фазовыми и короткозамкнутыми.

Машины с короткозамкнутым ротором. Ротор выполняется по типу “беличьего колеса”. В пазах ротора укладываются массивные стержни, соединенные на торцевых сторонах массивными кольцами. Часто короткозамкнутая обмотка изготавливается из алюминия. Расплавленный алюминий под давлением заливается в пазы ротора.

1 пластина ротора.

При работе частота вращения rot отстаёт от вращения статора, иначе проводка будет неподвижна в магнитном поле. Если она за счёт трения отстаёт, возникает ЭДС, ток и магнитный момент. Мψ – вращающий момент. Можно принять за счёт разности частоты статора и ротора напряжение нужной частоты, увел. за счёт ЭДС, уменьшается за счёт реактивного сопротивления обмотки, если уменьшается тормозной момент (Mтор) ротора, то увеличивается частота, увеличивается Мψ, может наступить равновесие. Скольжение ротора:

Машины с фазовым ротором.

- если φ → 90˚ то Мψ ↓( по графику)

- параметрическое сопротивление обмотки rot (rр) ↑, max кривых смещается.

В мощных машинах существует процесс запуска, то есть плавное изменение (rр).

Однофазные асинхронные двигатели.

Е сли U 1фаз. то м.п. будет п еременным. Если м.п. переменное то вектор всегда будет так направлен.

Если сюда подать ~U то ротор не будет вращаться (пульсирующие поля). Для создания вращающегося момента на ОВ1 и ОВ2 подаётся U и U сдвинутое на 90˚.

Так как статор однофазный, нарисуем:

Работа однофазного асинхронного двигателя подобна работе двух одинаковых двухфазных двигателей, соединённых валами и создающих противоположно направленные моменты. Вращающий момент создаваемый прямым полем при изменении скольжения от 0 до 2 определяется такой же зависимостью как в трёхфазном двигателе. Аналогично с моментом образованным обратным полем.

Синхронный двигатель.

П ринцип действия: Магнитную стрелку помещают в магнитное поле статора и она будет вращаться с такой же частотой.

На роторе находится обмотка с постоянным током. Внутренний магнит следит за магнитным полем статора, может отставать по фазе. Пусковой момент мал, и тем меньше чем меньше υ. За счёт момента начального вращении начало оборотов ротора и статора близко.