Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Принципы работы синхронного двигателя





Экспериментальное исследование характеристик

Синхронного двигателя

 

Методическое указание к лабораторному практикуму по курсам: «Электрические элементы систем автоматического управления»

для студентов специальности 200600

физико-технического факультета

 

«Основы автоматизации физических установок»

для студентов специальностей 010800, 070500

физико-технического факультета

 

 

Томск, 2008


Список используемых терминов и сокращений

 

АЦП – аналого-цифровой преобразователь

Г – генератор

МК – микроконтроллер

ТГ – тахогенератор

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь

ШИМ – широтно-импульсная модуляция (широтно-импульсный модулятор)

СДПТ – Синхронный двигатель с постоянными магнитами

 


Техническое описание

Назначение устройства

 

Учебно-лабораторный стенд (УЛС), используемый в качестве лабораторной установки в рамках курса «Электрические элементы систем автоматического управления», предназначен для экспериментального исследования характеристик синхронного двигателя.


Технические данные

Таблица 1. Параметры УЛС и их значения

Наименование параметра устройства Значение
Напряжение питания, В  
Частота напряжения питания, Гц  
Ток ротора двигателя, А 2, не более
Мощность двигателя, Вт 40, не более
Номинальное напряжение обмоток статора, В  
Частота напряжения обмоток статора, Гц  
Номинальный момент, гсм  
Частота вращения двигателя при номинальных параметрах, об/мин  
Интерфейс связи с ЭВМ RS-232
Протокол связи ModBus

Принцип работы прибора

Принципы работы синхронного двигателя

 

Синхронные машины – это бесколлекторные машины переменного тока. По своему устройству они отличаются от асинхронных машин лишь конструкцией ротора.

Синхронная машина обратима и может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, т. е. потреблять из сети электрическую энергию и преобразовывать ее в механическую.

Рисунок 1 Упрощенная модель синхронного генератора

 

Конструктивно синхронный двигатель ничем не отличается от синхронного генератора. Неподвижная часть синхронной машины называется статором 1, который представляет собой полый шихтованный цилиндр с продольными пазами на внутренней поверхности. В этих пазах располагаются обмотки статора 2. Во внутренней полости сердечника статора расположена вращающаяся часть машины – ротор 4, представляющий собой магнит (постоянный или переменный), закрепленный на валу 3.

На рисунке 2 изображена схема четырехполюсной синхронной машины. На сердечнике статора 1 помещена обмотка якоря 3. Если обмотку статора 3 включить в трехфазную сеть, то в ней возникнут токи, создающие магнитное поле, вращающееся с неизменной синхронной частотой n при постоянной частоте тока f.

Рисунок 2 Электромагнитная схема четырехполюсной синхронной машины

На роторе двигателя размещают обмотку возбуждения 4, включаемую в сеть источника постоянного тока. Обмотка возбуждения в свою очередь создает поле полюсов, которое, вращаясь вместе с ротором с синхронной частотой n, будет неподвижно относительно поля статора. Вращающееся магнитное поле токов обмотки статора увлекает за собой полюсы ротора. При этом ротор может вращаться только с синхронной частотой, т. е. с частотой, равной частоте вращения поля статора. Таким образом, частота синхронного двигателя строго постоянна, если неизменна частота тока питающей сети.

В четырехполюсной машине один оборот ротора соответствует двум периодам, в машине, имеющей р пар полюсов, один оборот ротора соответствует р периодам, а частота э. д. с. f = р n /60 (Гц), где n - частота вращения ротора.

Рисунок 3 Принцип действия синхронного двигателя

а – при холостом ходе, б – при нагрузке

 

Скорость вращения ротора, равную скорости вращающегося магнитного поля, называют синхронной скоростью. При нагрузке ротор синхронного двигателя отстает на некоторый угол Θ от вращающегося магнитного поля, причем с увеличением нагрузки угол Θ увеличивается (рисунок 3, б). При номинальной мощности двигателя угол Θ = 20 – 30О.

 

Рисунок 4 Схема устройства ротора с явновыраженными (а) и неявновыраженными (б) полюсами

 

В зависимости от устройства ротора различают две конструкции синхронных машин:

- с явновыраженными полюсами;

- с неявновыраженными полюсами.

В машинах с относительно малой частотой вращения роторы выполняют с явновыраженными полюсами. На роторе (Рисунок 4, а) равномерно помещают явновыраженные полюсы, состоящие из полюсного сердечника 1, на котором расположена катушка обмотки возбуждения 3, удерживаемая полюсным наконечником 2. Такое устройство ротора облегчает выполнение обмотки возбуждения, но при большой частоте вращения не может быть использовано, так как не обеспечивает нужной механической прочности.

Поэтому при большой частоте вращения роторы выполняют с неявновыраженными полюсами (Рисунок 4, б). Такой ротор изготовляют в виде цилиндра, на части поверхности которого имеются пазы. В пазах укладывают проводники обмотки возбуждения, затем пазы заклинивают и лобовые соединения обмотки возбуждения стягивают стальными бандажами.

Необходимо отметить, что синхронные двигатели по сравнению с асинхронными имеют преимущество, заключающееся в том, что они могут работать с cosj = 1, не создавая в сети индуктивных токов, вызывающих дополнительные потери энергии. Более того, при работе с перевозбуждением син­хронные двигатели создают в сети емкостный ток, чем способст­вуют повышению коэффициента мощности энергосистемы в це­лом. Другое достоинство синхронных двигателей состоит в том, что, основная составляющая электро­магнитного момента пропорциональна напряжению сети , а у асинхронных двигателей электромагнитный момент пропорциона­лен . По этой причине при понижении напряжения в сети синхронные двигатели сохраняют большую перегрузочную способность, чем асинхронные. Синхронные двигатели имеют наиболее жесткие механические характеристики.

К недостаткам синхронных двигателей относятся их более сложная конструкция и повышенная стоимость по сравнению с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. Кроме того, для работы синхронного двигателя требуется устройство для питания постоянным током обмотки возбуждения.

 


Date: 2015-08-15; view: 839; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию