Главная >  Асинхронные тахогенераторы переменного тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

микродвигателей создается только м. д. с. статора. Электромагнитный момент возникает в результате изменения энергии магнитного поля в зазоре при рассогласовании осей поля и ротора.

Изменение магнитного сопротивления вдоль окружности воздушного зазора двигателя осуществляют путем выбора соответствующей формы и материала ротора.

Роторы, схематически изображенные на рис. 2.46, а и б, отличаются от обычного короткозамкнутого ротора типа беличьей клетки асинхронного микродвигателя только наличием внешних открытых (явнополюсная конструкция, рис. 2.46, а) или внутренних (неявно-полюсная конструкция, рис. 2.46, б) пазов, которые обеспечивают изменение магнитного сопротивления вдоль окружности. У ротора, показанного на рис. 2.46, в, такой же эффект получают за счет выполнения его из двух разнородных по магнитным свойствам материалов.

На рис. 2.47 представлен синхронный реактивный микродвигатель СД-09М с ротором, соответствующим рис. 2.46, а.

Принцип действия реактивного микродвигателя рассмотрим на статической модели рис. 2.48. Вращающееся поле статора заменим постоянным магнитом. Угол между осью м. д. с. статора и продольной осью d ротора обозначим у. Будем считать, что на модели направления м. д. с. и потока статора совпадают.

На рис. 2.48, а показано положение ротора в т.ом случае, когда угол между осями ротора и потока статора, т. е. угол рассогласования =0. Магнитные силовые линии проходят по пути наименьшего сопротивления и не деформируются. Реактивный вращающий момент Мр-0. Ротор занимает положение устойчивого равновесия. Если принудительно повернуть ротор на угол у по часовой стрелке (рис. 2.48, б), то магнитные силовые линии изогнутся. Деформация магнитного поля вызовет вследствие упругих свойств силовых линий реактивный вращающий момент, стремящийся повернуть ротор против часовой стрелки. Очевидно, ротор установится под таким углом у к оси потока статора, при котором внешний момент уравновесится реактивным моментом двигателя. При устранении внешнего момента ротор снова вернется в положение устойчивого равновесия, при котором у=0. При повороте ротора на 90° (рис. 2.48, в) силовые линии поля будут вновь проходить прямолинейно, не изгибаясь, но магнит-вое сопротивление в этом случае больше, чем при у=0.

Реактивный момент М-О, т. е. ротор находится в равновесии. Однако между положениями равновесия при =0 и =90° имеется существенное различие: в первом случае равновесие устойчиво, так как при всяком отклонении от него ротор стремится вернуться в первоначальное положение, а во втором случае равновесие неустойчиво и достаточно малейшего возмущения, чтобы ротор вернулся в устойчивое положение максимальной магнитной проводимости, показанное на рис. 2.48, й или отличающееся от него на 180.

Таким образом, реактивный момент всегда стремится установить ротор в положение минимального магнитного сопротивления на пути потока двигателя. Положение устойчивого равновесия ротора будет при =0,180 и неустойчивого - при =90 или 270(электрических).




Алюминии

2 Л



Сталь

Рис 2.46. Схемы конструкций роторов синхронных реактивных микродвигателей!

i-сердечник йз электротехнической стали; 2-стерлни кфрфткозамк-нутой обмотки


Рис. 2.47. Синхронный реактивный микродвигатель СД-09М: J - статор с двухфгзвой обмоткой; 2 - ротор; 3 - подшипниковый щит



0<Г<90

.5 !

r=so°

Рис. 2.48. Принцип действия реактивного микродвигателя



Нами был рассмотрен физический процесс создания реактивного вращающего момента в статическом режиме при смещении оси ротора относительно оси полюсов постоянного магнита. В реальных синхронных реактивных микродвигателях обмотки статора / создают магнитное поле, вращающееся в пространстве с постоянной или переменной скоростью, а ротор 2 увлекается реактивным моментом вслед за полем и вращается со скоростью поля (рис. 2.49).

Аналитические выражения реактивного момента через угол у весьма громоздки. Поэтому при расчетах используют угол Э между пространственной волной напряжения статора и поперечной осью q ротора, величина которого тоже зависит от момента нагрузки.

Вид угловой характеристики реактивного двигателяопределяется законом изменения магнитного сопротивления вдоль окружности статора. Момент, соответствующий основной (второй) гармонике переменной составляющей магнитного сопротивления, без учета активного сопротивления обмотки статора находят по формуле, известной из общей теории явнополюсных электрических машин [1]:


Рис. 2.49. Модель синхронного реактивного микродвигателя

2ш, \ X

sin 2е

(2.67а)

где и Х - синхронные индуктивные сопротивления соответственно по продольной и поперечной осям.

Реактивный вращающий момент в отличие от активного изменяется в функции угла Э по закону sin 20 (сплошная линия на рис. 2.50). Установившийся режим в микродвигателе наступает при определенном угле Э , обеспечивающем равенство Мр=М где - статический момент сопротивления на валу двигателя.

У реальных синхронных микродвигателей активное сопротивление обмотки статора относительно велико и соизмеримо с Х и Х. Поэтому для расчета реактивного момента нужно пользоваться уточненными формулами (2.65а) и (2.656)

Л1р = Мр.поСТ

+Mp.

Ха

р. пер -

2Щ [XX+R\f

X [(Л - sin 2е + Ri (X,+XJ cos 2е - Ri (Х - Х)]. (2.676)

. При i?i=0 выражение (2.676) обращается в (2.67а). Из формулы (2.676) следует, что сопротивление R влияет на величину момента Мр. Максимум момента смешается с 45° в сторону меньших углов еи=(30-40°) (пунктирная линия на рис. 2.50).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79