Ротор

§ 2. Устройство СМ
Основные конструктивные элементы СМ:
 неподвижный статор (якорь),
 вращающийся ротор.
Статор (якорь) - как и у АМ в виде полого цилиндра,
набирается из листов электротехнической стали, по
внутренней поверхности укладывается трехфазная
обмотка
1
Ротор – электромагнит,
конструктивно выполняется 2 видов:
 с явно выраженными полюсами
 с неявно выраженными полюсами
2
Явнополюсной ротор
полюс
Обмотка возбуждения
полюсный наконечник
3
Используется :
в тихоходных машинах, для работы с малыми
скоростями (1500, 1000, 750 об/мин и т.д.) – генераторах
гидростанций, двигателях прокатных устройств и т.д.
Чем больше число полюсов, тем меньше скорость.
4
Неявнополюсной ротор
полюс
Обмотка возбуждения
5
Используется :
В быстроходных машинах:
турбогенераторах, двигателях турбокомпрессоров и т.д.
Количество полюсов небольшое – одна или две пары.
6
§ 3 Принцип работы СМ
в режиме двигателя
 Подключим статорную обмотка СД к 3фазной сети .
 Если ротор был приведен во вращение, то в статорной
обмотке
возникают
токи,
которые
имеют
противоположное направление ЭДС и создадут МП
статора.
 Вместе с ротором вращается МП ротора, созданное в
обмотке возбуждения ротора.
7
МП ротора и статора, неподвижные относительно друг
друга, образуют результирующее МП.
Это поле создает электромагнитные силы, действующие
на ротор и создается вращающий момент.
Т. об. СМ начнет работать в режиме двигателя.
Если к валу двигателя приложить Мс>0, то ось МП
ротора сместится относительно оси результирующего МП
на угол рассогласования Θ в сторону отставания.
8
В установившемся режиме Мс = Мвр.
Если увеличивать Мс, то будет возрастать Θ,
механическая мощность двигателя и электроэнергия,
потребляемая им из сети.
Но при этом частота вращения ротора будет
оставаться постоянной и равной синхронной частоте
вращения МП статора.
9
Схема замещения и уравнение электрического
состояния фазы статора СД
jX
I
U



U  E0  j  X  I
Е0
10
§ 4. Принцип работы СМ
в режиме генератора
 Ротор СГ приводится во вращение ПД.
 Вместе с ротором со скоростью n вращается МП
возбуждения машины, которое создается постоянным
током в обмотке возбуждения ротора.
(направление МП всегда совпадает с направлением оси полюсов)
 Это поле индуцирует ЭДС в проводниках обмотки
статора.
11
При подключении нагрузки к СГ в обмотке статора
появятся токи.
Эти токи создадут вращающееся МП статора
(направление МП зависит от нагрузки подключенной к СГ)
МП статора, неподвижное относительно вращающегося
ротора и создает электромагнитные силы, приложенные
к ротору.
При наложении полей ротора и статора в машине
образуется результирующее МП, ось которого опережает
ось МП ротора на угол рассогласования Θ.
12
Схема замещения и уравнение электрического
состояния фазы СГ
jX
I

U
ZН


U  Е0  jX  I
Е0
13
§ 6. Основные характеристики СГ
Характеристика холостого хода
Е0 ,В
При n=const ЭДС
пропорционально
магнитному потоку
прямо
E0  4.44  k  w  f  Ф0
IB ,A
При увеличении тока IB сначала наблюдается быстрое
увеличение магнитного потока и ЭДС, но по мере
насыщения магнитной цепи темп роста снижается
Внешние характеристики
cos   const , n  const , I B  const
U, B
<0 активно-емкостная
UXX=E0
=0 активная
UН
>0 активно-индуктивная
IГ
IН
uн 
А
U хх  U н
u
 100%  н  100%
Uн
uн
Регулировочные характеристики
cos   const , n  const
IB
>0
A
=0
>0
I
IН
A
Для поддержания напряжения постоянным при активной и
активно-индуктивной нагрузке следует увеличивать, а при активноемкостной нагрузке – уменьшать ток возбуждения.