Синхронные реактивные

Синхронные микродвигатели — электрические машины малой мощности от десятых долей ватта до сотен ватт. Частота вращения роторов микродвигателей, как и обычных синхронных двигателей, не зависит от нагрузки и равна частоте вращающегося магнитного поля п = 60///?. По этой причине синхронные микродвигатели используются для привода различных устройств, частота вращения которых должна сохраняться неизменной и пропорциональной частоте питающей сети. К таким устройствам относятся самопишущие приборы, электрические часы, киноустановки и т. п. Существуют как трехфазные, так и однофазные синхронные микродвигатели. Вращающееся магнитное ноле трехфазных и однофазных двигателей создается с помощью обмоток статора, которые не отличаются от обмоток статора соответствующих трехфазных и однофазных асинхронных двигателей.

Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами по сравнению с гистерезисными и реактивными имеют более высокий КПД, созф и значительно устойчивее в работе. Однако они более дорогие и имеют относительно большой пусковой ток.

Гистерезисные синхронные микродвигатели надежны в работе, имеют большой пусковой момент и малый пусковой ток, высокий КПД (ц = 0,5 4- 0,6), плавно входят в синхронизм. К недостаткам можно отнести низкий coscp 5; 0,4-0,5 и трудоемкость обработки магнитно-твердых материалов, из которых выполнено кольцо двигателей.

11.13. Синхронные микродвигатели......... 494

Синхронные микродвигатели отличаются от двигателей нормального исполнения тем, что их роторы не имеют обмоток возбуждения, питаемых постоянным током. При этом исключаются два важнейших недостатка синхронных машин — наличие скользящих контактов и необходимость в источнике постоянного напряжения. В микродвигателях электромагнитный вращающий момент возникает вследствие специальной формы ротора или в результате изготовления ротора из магнитно-твердых материалов, обладающих коэрцитивной силой порядка нескольких сотен ампер на сантиметр.

Синхронные микродвигатели, у которых обмотка статора питается импульсами напряжения, следующими с определенной частотой, называют импульсными или шаговыми. Название «шаговые» определяется тем, что под воздействием каждого импульса ротор двигателя поворачивается на определенный угол (шаг).

Синхронные микродвигатели используются в электропривода? малой мощности устройств автоматического управления, для целе? звукозаписи и в других случаях, когда требуется постоянная скорость вращения.

В автоматических устройствах широко применяют синхронные микродвигатели мощностью от долей ватта до нескольких сотен ватт. Характерной особенностью таких двигателей является то, что их частота вращения я2 = «1 жестко связана с частотой питающей сети /lf поэтому их используют в различных устройствах, где требуется поддерживать постоянную частоту вращения (в электрических часовых механизмах-лентопротяжных механизмах самопишущих приборов и киноустановок, радиоаппаратуре, программных устройствах и пр.), а также в системах синхронной связи, где частота вращения механизмов управляется изменением частоты питающего напряжения. В ряде случаев синхронные микромашины применяют в качестве генераторов, например для получения переменного тока повышенной частоты (индукторные генераторы) и измерения частоты вращения (синхронные тахоге-нераторы).

Принцип действия. Шаговые (импульсные) двигатели представляют собой синхронные микродвигатели, у которых питание фаз обмотки якоря осуществляется путем подачи импульсов напряжения от ка-какого-либо (например, электронного) коммутатора. Под воздействием каждого такого импульса ротор двигателя совершает определенное угловое перемещение, называемое шагом. Коммутатор преобразует заданную последовательность управляющих импульсов в т-фазную систему одно- или двухполярных прямоугольных импульсов напряжения.

В настоящее время синхронные машины широко используются также в качестве двигателей самых различных мощностей. В звукозаписи и во многих других областях техники применяются синхронные микродвигатели, обеспечивающие постоянную скорость вращения при колебаниях напряжения сети и изменении нагрузки на валу. В счетно-решающих машинах, в системах автоматики и в реактивной технике нашли широкое применение синхронные шаговые микродвигатели с дискретным вращением ва- _ . ла. Выпускаемые электропромыш- п

Двигатели с постоянными магнитами. В последнее время получают распространение синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. Они относительно просты по конструкции и обладают значительной устойчивостью работы. Двигатели с постоянными магнитами надежны в работе и хорошо сохраняют первоначальные магнитные характеристики в течение длительного времени. В настоящее время в Советском Союзе изготовляются высококачественные магнитные сплавы на основе системы железо — никель — алюминий в ряде случаев с примесью меди,, кремния, кобальта и титана.

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).

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.

В общем случае явление самовозбуждения машин переменного тока, работающих параллельно сети, нарушает нормальную работу системы. Однако явление самовозбуждения получает и промышленное применение. В АД применяется способ торможения, использующий явление самовозбуждения при замыкании обмотки статора на батарею конденсаторов. В ряде отраслей промышленности используются самовозбуждающиеся генераторы переменного тока (синхронные, реактивные и асинхронные). Специальные генераторы с емкостным самовозбуждением перспективны в силовых импульсных системах [6, 42].

30. Кононенко Е- В- Синхронные реактивные машины. — М.: Энергия, 1970. — 280 с.

В некоторых устройствах бывают необходимы синхронные ма-цины, главным образом двигатели, небольшой мощности, исчисляемой ваттами или долями ватта. Их называют микромашинами. 3 качестве микромашин применяют специальные синхронные маши-ш без обмотки возбуждения. Рассмотрим синхронные реактивные i гистерезисные двигатели.

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.

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.

Глава XXIX. Трех- и однофазные синхронные реактивные двигатели малой мощности .............. 190

В системах автоматического управления, звуко- и видеозаписи, фототелеграфии и связи, где требуется обеспечить синхронную работу механизмов и постоянство частоты вращения отдельных элементов системы при изменении нагрузки и напряжения питания, широко применяются синхронные двигатели малой мощности. До недавнего времени в качестве таких двигателей использовались в основном синхронные реактивные и гистерезисные двигатели. С последние годы в связи с разработками новых магнитотвердых л!атериалов с большой удельной магнитной энергией были созданы синхронные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, способные успешно конкурировать по массовым и энергетическим показателям с синхронными двигателями других типов [7].