Принцип действия СГ

Синхронные машины

Являются бесколлекторными машинами переменного тока. От асинхронных машин отличаются в основном конструкцией ротора. Ротор СМ используется для создания магнитного поля, может быть явнополюсным и неявнополюсным.

Особенности синхронных машин:

- Частота вращения ротора такая же, как и поля статора (синхронная) при любой нагрузке.

- У синхронных машин есть возможность регулировать коэффициент мощности.

- На электростанциях практически вся электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами.

- Единичная мощность синхронного генератора может достигать миллиона киловатт.

- СД в основном применяются для привода устройств большой мощности, так как более эффективно потребляют энергию (более высокий КПД, чем у АД).

Принцип действия СГ

Неподвижная часть СМ называется статором. Подвижная – ротором.

Статор – такой же, как на АМ.

Ротор – постоянный магнит с полюсами. Во время вращения ротора магнитное поле ротора пересекает проводники обмотки статора и наводит в них переменную ЭДС.

Состоит из двух основных частей – статора и ротора.

Статор – полый цилиндр, выполненный шихтованным из листовой электротехнической стали. На внутренней поверхности выполнены пазы, в которые укладывается обмотка.

Вращающаяся часть – ротор, это магнит с полюсами. Может быть постоянным магнитом в машинах малой мощности и микромашинах. В крупных машинах на роторе обычно уложена обмотка постоянного тока – обмотка возбуждения, создающая магнитное поле.

Вал связан с приводным механизмом – турбиной или двигателем внутреннего сгорания. Под действием вращающего момента ротор вращается с частотой n1. В обмотке статора наводится ЭДС. Обмотка ротора замкнута на нагрузку, и в ней появляется ток i2.

Каждый проводник обмотки статора находится то под южным то под северным полюсом, поэтому направление тока в нём меняется с частотой вращения ротора. Следовательно, ток в обмотке статора наводится переменный. Эдс в обмотке статора:

То есть форма кривой ЭДС определяется законом распределения индукции в зазоре.

В идеале это синусоида, но достичь чисто синусоидальной формы очень тяжело.

Путём применения специальной формы полюсных наконечников распределение индукции приближают к синусоидальному.

Такое электромагнитное поле создаёт в трёхфазной обмотке статора ЭДС, сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов (1\3 периода). При подключении нагрузки в обмотке статора появляется трёхфазная система токов, при этом токи статора создают вращающееся с частотой n1 магнитное поле. Таким образом, в синхронном генераторе поле ротор и поле статора вращаются синхронно.