Реактивные двигатели

чай нагрузочной характеристики при /н=0. Разность ординат кривых 1 и 2 обусловлена размагничивающим действием реакции якоря и падением напряжения в сопротивлениях машины. Наглядное представление об этих факторах дает характеристический, или реактивный, треугольник ABC ( 6.3, а). Если к отрезку аА, равному в определенном масштабе напряжению U при некоторых токах нагрузки /н и возбуждения /в, прибавить отрезок АВ, равный в том же масштабе падению напряжения /02/? в генераторе, то получится отрезок аВ, равный ЭДС Е. При холостом ходе такая ЭДС индуцируется в обмотке якоря при меньшем токе Гв, соответствующем абсциссе точки С. Следовательно, отрезок ВС характеризует размагничивающее действие реакции якоря в масштабе тока возбуждения. При неизменном токе /н катет АВ характеристического треугольника постоянен; катет ВС зависит не только от тока нагрузки /„, но и от степени насыщения магнитной системы, т. е. от тока

В случае пренебрежения влиянием насыщения стороны характеристического треугольника изменяются пропорционально току якорной обмотки. Если известна характеристика холостого хода, то пользуясь характеристическим треугольником, можно построить все другие характеристики генератора, например индукционную (без учета насыщения). Для этого следует реактивный треугольник абв передвигать параллельно самому себе таким образом, чтобы его вершина б нахо-

Индукционная нагрузочная характеристика является вспомогательной характеристикой и используется для определения индуктивного сопротивления рассеяния. Для этого необходимо иметь характеристику холостого хода XXX и индукционную нагрузочную характеристику, снятые опытным путем ( 4.39). Имея эти характеристики, можно построить реактивный треугольник ABC. В треугольнике

Реактивный треугольник показывает, что уменьшение напряжения при снятии нагрузочной характеристики происходит вследствие падения напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния хаа (катет АВ) и размагничивающего действия реакции якоря (катет ВС).

Если известны катеты реактивного треугольника, то по характеристике холостого хода XXX можно построить нагрузочную характеристику, передвигая реактивный треугольник параллельно самому себе (треугольник AiBiCi). Если имеются снятые опытным путем XXX и нагрузочная характеристика, можно определить хаа, зная продольную реакции якоря (катет ВС в масштабе тока возбуждения). Приближенно катеты реактивного треугольника определяются по спрямленной XXX так, как это показано на 4.39.

Разбег асинхронного двигателя при пуске 508 Реактивный треугольник синхронного генератора 213, 236 Реакция якоря синхронной машины 171

Характеристический (реактивный) треугольник определяет реакцию якоря и падение напряжения в цепи якоря. Он строится для нахождения реакции якоря по экспериментальным данным и используется также для построения некоторых характеристик машины, если они не могут быть сняты экспериментально. Характеристический треугольник можно построить по экспериментальным данным с помощью х. х. х. и любой другой основной характеристики машины, а также по расчетным данным. Рассмотрим здесь .его построение с помощью х. х. х. и х. к. з., для чего обратимся к 9-5, где изображены х. к. з. / = / (t'B) (прямая /) и начальная, прямолинейная часть х. х. х. U — f (/„) (прямая 2), проходящие через начало координат.

Реактивный треугольник, или треугольник Потье. Реактивным треугольником синхронной машины называется Д СВА ( 33-12),

вертикальный катет СВ которого равен падению напряжения в сопротивлении рассеяния якоря хаа1,„' а горизонтальный катет СА равен н. с. реакции якоря в масштабе тока возбуждения ktdfu. Если известны: 1) ток возбуждения i(K = ОА при коротком замыкании и / = /,„ 2) сопротивление хаа и 3) начальная прямолинейная часть х. х. х., то реактивный треугольник СВА нетрудно построить, как это следует из 33-12. Составляющая ОС тока возбуждения при коротком замыкании ОА индуктирует э. д. с. Еоа = хаа1н, а другая составляющая этого тока С А компенсирует размагничивающее действие реакции якоря, и поэтому СА — kiaIH.

соответствующей схемой замещения. Для приведения, вообще говоря, могут быть использованы обмоточные данные ротора и статора. Однако значительно проще и нагляднее его можно произвести, используя известные реактивный треугольник, паспортные параметры машины.

Обратимся к 5-3, где показан основной реактивный треугольник (или треугольник Потье), построенный в относительной системе координат с принятыми для нее масштабами: для единицы тока возбуждения mf, мм, и единицы э. д. с. тЕ, мм. Горизонтальный катет ВС треугольника определяет продольную реакцию статора, созданную его трехфазным номинальным током. 96

Другой разновидностью синхронных двигателей малой мощности являются так называемые синхронные реактивные двигатели. Особенность этих двигателей заключается в том, что их ротор имеет магнитную анизотропию, т. е. различное магнитное сопротивление в различных радиальных направлениях. На 15.20 приведен поперечный разрез конструкции двухполюсного анизотропного ротора, представляющего собой набор пакетов из листовой электротехнической стали, разделенных слоями алюминия (заштрихованная часть). Продольное направление легкого намагничивания пакетов листовой электротехнической стали определяет форму магнитных линий поля токов статора. Искривление магнитных линий поля токов статора при наличии тормозного момента на валу двигателя создает вращающий момент, уравновешивающий тормозной момент.

Реактивный синхронный электродвигатель. Трех- и однофазные синхронные реактивные двигатели малой мощности (от еди^ ниц до нескольких сотен ватт) применяют в автоматике и телемеханике, в схемах сигнализации, синхронной связи, в киноаппаратуре, бытовых электро- и радиоприборах. Основные преимущества таких двигателей состоят в том, что они просты по устройству, включаются в обычную силовую или осветительную сеть и при постоянной частоте в сети имеют постоянную частоту вращения; основной недостаток — низкий коэффициент мощности (cos ф« «0,6). Принципиальной особенностью реактивных двигателей является отсутствие обмотки возбуждения на роторе с явновыра-женными полюсами ( 8.25).

равной частоте вращения поля. Для пуска реактивные двигатели имеют на роторе пусковую обмотку (асинхронный пуск).

Другой разновидностью синхронных двигателей малой мощности являются так называемые синхронные реактивные двигатели. Особенность этих двигателей заключается в том, что их ротор имеет магнитную анизотропию, т. е. различное магнитное сопротивление в различных радиальных направлениях. На 15.20 приведен поперечный разрез конструкции двухполюсного анизотропного ротора, представляющего собой набор пакетов из листовой электротехнической стали, разделенных слоями алюминия (заштрихованная часть). Продольное направление легкого намагничивания пакетов листовой электротехнической стали определяет форму магнитных линий поля токов статора. Искривление магнитных линий поля токов статора при наличии тормозного момента на валу двигателя создает вращающий момент, уравновешивающий тормозной момент.

Другой разновидностью синхронных двигателей малой мощности являются так называемые синхронные реактивные двигатели. Особенность этих двигателей заключается в том, что их ротор имеет магнитную анизотропию, т. е. различное магнитное сопротивление в различных радиальных направлениях. На 15.20 приведен поперечный разрез конструкции двухполюсного анизотропного ротора, представляющего собой набор пакетов из листовой электротехнической стали, разделенных слоями алюминия (заштрихованная часть). Продольное направление легкого намагничивания пакетов листовой электротехнической стали определяет форму магнитных линий поля токов статора. Искривление магнитных линий поля токов статора при наличии тормозного момента на валу двигателя создает вращающий момент, уравновешивающий тормозной момент.

Для увеличения максимального гистерезисного момента и други; показателей двигателя можно прибегнуть к кратковременному (ш доли секунды) повышению напряжения на зажимах двигателе в рабочем режиме. По сравнению с реактивными гистерезисньи двигатели имеют несколько выше к. п. д. (до 60%) и cos ср. Важныь их преимуществом является возможность изменения скорости вра щения путем переключения числа пар полюсов обмотки статора Реактивные двигатели, имеющие явнополюсный ротор, такой возможности не имеют.

Реактивные двигатели, как это следует из векторной диаграммы на 15-0, работают при низком значении cos ф и с небольшими к. п. д. Поэтому находят применение реактивные двигатели только малой мощности, простоту устройства которых (отсутствие возбуждения ротора) предпочитают высоким эксплуатационным иокачателям обычных двигателей. Реактивные машины, маг-

Для пуска двигателей служат пусковые клетки роторов. Синхронные реактивные двигатели при наличии пусковой клетки, как и обычные двигатели, работают при пуске до входа в синхронизм как асинхронные.

Редукторные реактивные двигатели служат для получения малых скоростей вращения без применения редукторов, что устраняет шум от механической передачи и делает привод более компактным. В простейшем виде это — двигатель, статор и ротор которого набраны из штампованных листов электротехнической стали. Статор имеет трехфазную или двухфазную обмотку, пазы статора открытые; пазы ротора также открытые и без обмотки. Разность чисел палов статора ?! и ротора г3 должна быть кратной двойному числу пар полюсов р, обмотки статора. На 15-8 изображена часть магнитной системы статора и ротора для zt— 16, z2 = 18 и р, = 1. В показанном положении против зубца / статора расположен зубец /' ротора и магнитное сопротивление для потока наименьшее. В это положение ротор стремится установиться, когда ось магнитного поля вертикальна. Зубцовый шаг для статора 300''/16= 22,5", а для ротора 360'-/18 = 20°. Когда ось вращающегося магнитного потока повернется по часовой стрелке на угол 22,5'', то положение, которое стремится занять'' ротор, и наименьшее магнитное

В зависимости от особенностей электромагнитной системы синхронные микромашины подразделяют на следующие типы: двигатели и генераторы с постоянными магнитами; реактивные двигатели; гистере-зисные двигатели; индукторные генераторы и двигатели (в том числе редукторные двигатели); шаговые (импульсные) двигатели.

Более высокие показатели получены при использовании современных усовершенствованных конструкций роторов ( 10.5, б и в), в которых пазы или вырубки в листах заливают алюминием. Реактивные двигатели с роторами новой конструкции имеют приблизительно такие же технико-экономические показатели, как и другие типы синхронных и асинхронных микродвигателей.