Неподвижный сердечник

ротор неподвижен относительно поля статора, причем его положение строго определено. При отсутствии момента сопротивления под действием сил магнитного поля ротор повернется так, что ось его легкого намагничивания совпадет с осью вращающегося потока двигателя ( 21.3, а). Если теперь к ротору приложить момент сопротивления, то он заставит ротор несколько затормозиться, в результате чего появится угол рассогласования 9 ( 21.3, б). Полюсы статора и ротора сместятся, и появится электромагнитный момент, который уравновесит момент сопротивления. С увеличением момента нагрузки на валу возрастает угол 0; соответственно увеличиваются тангенциальные составляющие сил взаимодействия полюсов ротора и статора, т. е. электромагнитный момент. Максимальный момент зависит от разности магнитных сопротивлений ротора вдоль и поперек оси его полюсов. Сделать эту разность значительной нельзя, так как тогда придется уменьшить толщину пакетов стали и тем самым ослабить поток машины; величина потока в конечном счете также определяет максимальный момент.

Ротор асинхронной машины ( 4.2,6) обычно состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали. Сердечник запрессовывают на вал или втулку ротора (при больших размерах машины) и сжимают специальными нажимными шайбами. В пазах, размещенных на наружной поверхности ротора (сходных по форме с пазами статора), располагают обмотку ротора. В синхронных машинах ротор выполняют массивным, так как на нем расположены полюсы с обмотками возбуждения, магнитный поток которых неподвижен относительно ротора. При изготовлении листов ротора и статора в них штампуют пазы ( 4.3, а и б) для укладки проводников обмотки ротора и статора, а также вентиляционные каналы для прохода охлаждающего воздуха.

Синхронная машина может работать автономно в качестве генератора, питающего подключенную к ней нагрузку, или параллельно с сетью, к которой присоединены другие генераторы. При работе параллельно с сетью она может отдавать или потреблять электрическую энергию, т. е. работать генератором или двигателем. При подключении обмотки статора к сети с напряжением U и частотой /х протекающий по обмотке ток создает, так же как в асинхронной машине, вращающееся магнитное поле, частота вращения которого определяется по (9.2). В результате взаимодействия этого поля с током /в, протекающим по обмотке ротора, создается электромагнитный момент М, который при работе машины в двигательном режиме является вращающим, а при работе в генераторном режиме — тормозным. В рассматриваемой машине в отличие от асинхронной поток возбуждения (холостого хода) создается обмоткой постоянного тока, расположенной обычно на роторе. В установившемся режиме ротор неподвижен относительно магнитного поля и вращается с частотой вращения nt = n2 независимо от механической нагрузки на валу ротора или электрической нагрузки.

Скольжение s характеризует отставание скорости ротора относительно скорости поля статора. Частота /1 тока в обмотке статора пропорциональна пь а частота /2 тока, индуктируемого в обмотке ротора, пропорциональна ма. Поэтому s=/z/A и, следовательно, скольжение определяет отношение частот токов в обмотках ротора и статора. Если скорости вращения ротора и поля статора одинаковы (s=0), то магнитный поток неподвижен относительно обмотки ротора и не наводит в ней э. д. с., вызывающей токов, вследствие чего не возникает электромагнитного момента. Поэтому ротор и поле статора всегда вращаются с разной скоростью, т. е. асинхронно. Отсюда и название машин.

а затем начинает падать. При скольжении s=0 машина вращается с синхронной скоростью. В этом случае ротор неподвижен относительно поля статора, вследствие чего в обмотке ротора не индуктируется э. д. с. и не возникает тока. Поэтому при s=0 момент М асинхронной машины равен нулю. В диапазоне от s=l (неподвижный ротор) до s=0 (синхронное вращение) асинхронная машина работает в двигательном режиме. Если посторонним двига-

Электромашинный усилитель (ЭМУ) поперечного поля имеет на якоре две пары щеток, причем щетки по поперечной оси машины qq замкнуты накоротко ( 5.77). Небольшой ток /1 в обмотке управления ОУ создает небольшой поток управления fl>i по продольной оси dd машины. Поток управления наводит в короткозамкнутом контуре по поперечной оси машины ток /г, который создает по поперечной оси машины поток Фа- Поток Фа неподвижен относительно щеток, а в витках обмотки якоря, которые вращаются в поперечном поле, наводится ЭДС Е3. Эта ЭДС на щетках в продольной оси создает выходное напряжение {/вы*. Ток нагрузки /з создает поток реакции якоря Ф3, который направлен навстречу потоку Фь Чтобы скомпенсировать действие потока нагрузки на поток управления, в ЭМУ поперечного поля устанавливается компенсационная обмотка КО. Для точной компенсации в ЭМУ поперечного поля имеется регулировочный резистор /?рег, с помощью которого производится настройка компенсации.

может быть осуществлено с помощью пружинного динамометра или любого другого прибора, реализующего тот же принцип. При этом один конец динамометра закрепляется на свободно расположенном в пространстве теле, а второй неподвижен относительно земли. Измерение осуществляется между двумя областями — телом и землей. Сила, с которой вращающийся вал давит на опору, может быть измерена, например, с помощью месдозы, расположенной между недеформируемой опорой и фундаментом. При этом сам фундамент не обязательно должен быть неподвижным. Указанное измерение, очевидно, осуществляется между двумя областями — опорой и фундаментом.

В установившихся режимах работы генератора поток Фст замыкается через сталь ротора. В переходном процессе сказывается наличие на этом пути упомянутых выше контуров. Контуры демпферной обмотки и обмотки возбуждения обладают индуктивностью, в которой под действием Фст наводятся ЭДС и возникают свободные токи - соответственно !св>д и f'CBj. Поток Фст неподвижен относительно ротора, поэтому токи i'CB д и iCBj имеют апериодический характер (см. 3.6, б, в). Замкнутые контуры свободных токов *с„,д в переходных режимах возникают также и в массивном теле ротора турбогенератора ( 3.7).

Скорость п, с которой вращается ротор, должна непременно отличаться от скорости вращающегося магнитного поля пг, так как при и—пг ротор неподвижен относительно поля статора, э. д. с. в обмотке ротора и ток равны нулю и отсутствует электромагнитный момент.

Приведение обмотки возбуждения к обмотке якоря. При нормальном установившемся режиме работы синхронной машины с симметричной нагрузкой фаз процесс взаимной индукции между якорем и индуктором происходит односторонне: поток возбуждения вращается относительно якоря и индуктирует в его обмотке э. д. с., но поток реакции якоря неподвижен относительно индуктора, и поэтому в обмотках возбуждения и успокоительной, расположенных на индукторе, э. д. с. не индуктируются. Однако в неустановившихся, несимметричных и других особых режимах работы синхронной машины процесс взаимной индукции протекает двусто-ронне, т. е. потоки якоря индуктируют э. д. с. и токи также в обмотках индуктора. При этом обмотку якоря синхронной машины можно рассматривать как первичную. При такой двусторонней трансформаторной связи для исследования указанных режимов работы целесообразно привести обмотку индуктора к обмотке якоря подобно тому, как это делается для трансформаторов и асинхронных машин.

Если бы индуктор обладал полной магнитной и электрической симметрией, то токи-^п и гу-п создали бы поток Ф/у.ш вращающийся с синхронной скоростью относительно ротора -в направлении, противоположном его вращению. Поэтому поток Ф/у п будет неподвижен относительно статора и направлен против потока Фа.

Устройство одного элемента линейного асинхронного трехфазного двигателя можно наглядно представить, если мысленно разрезать двигатель с вращающимся ротором плоскостью аа, проходящей через ось вращения ( 10.53, я), и развернуть его на горизонтальную плоскость ( 10.53,6). В линейном двигателе ( 10.53, б): 4 — неподвижный сердечник статора, 3 — обмотка статора, 2 — короткозамкнутая обмотка ротора, / — сердечник ротора. Скорость перемещающего магнитного поля, м/мин,

В механизме с плоской катушкой ( 12.11) якорь 1 втягивается в катушку 2 с измеряемым током. Для усиления магнитного поля и регулирования вращающего момента служит неподвижный сердечник 3. Противодействующий момент создается спиральной пружиной. Для зашиты от внешних магнитных полей измерительный механизм со всех сторон закрыт ферромагнитным экраном 4 (на 12.11 верхняя крышка экрана снята).

В механизме с плоской катушкой ( 12.11) якорь 1 втягивается в катушку 2 с измеряемым током. Для усиления магнитного поля и регулирования вращающего момента служит неподвижный сердечник 3. Противодействующий момент создается спиральной пружиной. Для защиты от внешних магнитных полей измерительный механизм со всех сторон закрыт ферромагнитным экраном 4 (на 12.11 верхняя крышка экрана снята).

В механизме с плоской катушкой ( 12.11) якорь 1 втягивается в катушку 2 с измеряемым током. Для усиления магнитного поля и регулирования вращающего момента служит неподвижный сердечник 3. Противодействующий момент создается спиральной пружиной. Для защиты от внешних магнитных полей измерительный механизм со всех сторон закрыт ферромагнитным экраном 4 (на 12.11 верхняя крышка экрана снята).

В механизмах с круглой катушкой неподвижный сердечник и подвижный, укрепленный на оси, располагаются внутри катушки. При протекании тока в обмотке катушки оба сердечника намагничиваются одноименно и отталкиваются друг от друга. Поэтому подвижный сердечник вместе с осью и другими деталями, укрепленными на ней, поворачивается на некоторый угол.

/ — неподвижный сердечник ротора; 2 — вал; 3 — пакет статора; 4 -цилиндр

На 37.3 представлена схематически конструкция управляемого асинхронного двигателя с немагнитным полым ротором. Этот двигатель имеет обыкновенный статор с пазами и двумя распределенными в них обмотками, неподвижный сердечник ротора, укрепленный на одном из подшипниковых щитов, и вращающийся ротор в виде тонкостенного немагнитного полого металлического цилиндра. Этот цилиндр вращается в воздушном зазоре между внутренним диаметром статора и наружной поверхностью неподвижного сердечника ротора. Статор и неподвижный сердечник ротора представляют собой пакеты, собранные из листовой электротехнической стали. О:рдеч-ник ротора в этом двигателе не имеет пазов и выполняет только роль магнитопровода.

На 99 показан контактор переменного тока. Катушка /, неподвижный сердечник // и якорь 3, укреплённый на валу, образуют магнитную систему контактора. Подвижные контакты 4 и неподвижные 10 являются главными контактами. Вспомогательные блок-контакты 7 нормально открыты, а блок-контакты 6 нормально закрыты.

/ — катушка, 2 — короткозамкнутый виток, 3 — якорь, 4 и 10 — контакты, 5 •— проводник, 6 и 7 — блок-контакты, 8 — дугогаси-тельная камера, 9 — набор металлических пластин, 11 — неподвижный сердечник

В ИМ с внешним магнитом магнитная цепь ( 5.5) состоит из магнита /, магнитопровода 2, полюсных наконечников 3 и цилиндрического сердечника 4. Магнитопровод, полюсные наконечники и сердечник с концентрическими цилиндрическими поверхностями выполняют из магнитномягкого материала для получения более равномерного и радиального распределения магнитных силовых линий в воздушных зазорах между сердечником и полюсными наконечниками. В этих зазорах может поворачиваться катушка 5 с вертикально расположенными рабочими сторонами, охватывающая неподвижный сердечник. При повороте катушки ее рабочие стороны пересекают магнитные силовые линии под прямым углом.

Механизм с подвижным элементом во внешней магнитной цепи катушки показан на 5.9, б. Внутри катушки / находится набранный из листовой стали неподвижный сердечник 2, к концам которого прикреплены полюсные наконечники 3 и 5. Магнитный поток, проходя через полюсные наконечники 3, элемент 4, укрепленный на подвижной части, и наконечники 5, намагничивает последние и ближайшую к ним часть элемента 4 разноименно, вследствие чего подвижный элемент 4 втягивается в зазор между наконечниками 5.