Электрические машины переменного тока

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

2. Асинхронные машины

1.
2.
3.
Асинхронная машина – это
бесколлекторная машина переменного тока,
у которой при работе возбуждается
вращающееся магнитное поле, но ротор
вращается асинхронно, т.е. с угловой
скоростью, отличной от угловой скорости
поля.
Асинхронные двигатели являются самыми
распространенными из всех двигателей.
Преимущества:
простота устройства
большая надежность
сравнительно низкая стоимость

3. Устройство асинхронного двигателя

Обмотка ротора:
-короткозамкнутая (выполняется из
алюминиевых или медных стержней,
замкнутых с обоих торцов ротора
накоротко)
-фазная (имеет трехфазную обмотку,
соединенную в звезду)
Статор – неподвижная часть
двигателя – имеет
цилиндрическую форму.
1-корпус
2-сердечник
3-обмотка
Магнитопровод статора
собирается из тонких листов
электротехнической стали.
Ротор асинхронного
двигателя – вращающаяся
часть – состоит из:
4-стальной вал,
5-магнитопровод,

4. Соединение обмотки статора осуществляется в коробке, в которую выведены начала фаз С1, С2, С3 и концы фаз С4, С5, С6.

Звездой
Треугольником

5. Получение вращающегося магнитного поля

Если по системе проводников, распределенных в пространстве по
окружности, протекают токи, сдвинутые по фазе, то в пространстве
создается вращающееся поле.

6.

При t=0
t1 T 4
t2 T 2
3
I
3
I
m
i
0
;i
m
;i
.
A
O
B
O
C
O
2
2
;
3
Ф
3
Ф
m
m
ФA 0 Ф
Ф
;
B
C
2
2
I
m
i
I
;
i
i
A m BC
2
Ф
m
Ф
ФA Фm ; Ф
B
С
2
3
I
3
I
m
m
i
0
;
i
;
i
. p – число пар полюсов машины; f
A
B
C
2
2
3
Ф
60f
3Фm ;
m
ФB
Ф
n1
C
2
2
p
– частота тока статора.

7. Принцип действия асинхронной машины и режимы ее работы

Трехфазная обмотка статора создает магнитное поле,
вращающееся со скоростью
60f
n1
p
n
n
1
s
1
0
0
%Скольжение асинхронной машины
n
1
В зависимости от соотношения n1 и n различают
три режима работы:
•в режиме двигателя;
•в режиме генератора;
•в режиме электромагнитного тормоза.

8. Работа в режиме двигателя

При
n n1
линии поля статора перемещаются
относительно ротора также по
часовой стрелке со скоростью
n1 n
n 0 до n n1
т.е. при скольжении от
.
s 1 до s 0

9. Работа в режиме генератора

ротор приводится во вращение в том
n n1
же направлении со скоростью
Асинхронная
машина
может
работать в режиме генератора
параллельно с сетью в пределах от
.
n n1 до n
т.е. при скольжении от
.
s 0
до
s

10. Работа в режиме электромагнитного тормоза

Ротор приводится во вращение против направления
вращения магнитного потока статора.
Возникает при скольжении от s 1 до
s
Примером практического применения режима
электромагнитного тормоза является опускание груза
в подъемно-транспортных устройствах.

11. Синхронные машины

Синхронными машинами называют электрические
машины переменного тока, у которых частота
вращения ротора находится в строго постоянном
соотношении с частотой тока электрической сети.
Преимущества:
– способность вырабатывать как активную, так и
реактивную мощность (с возможностью ее
регулирования);
– возможность регулирования выходного
напряжения;
– возможность работы как с сетью, так и в
автономном режимах без применения каких-либо
сложных дополнительных устройств;
– высокий КПД.

12. Устройство синхронной машины

два типа роторов:
1. Явнополюсный а)
2. Неявнополюсный б)
Явнополюсный ротор – имеет
выступающие полюсы,
применяют у машин с частотой
вращения до 1000, 1500
об/мин.
Неподвижный статор – выполняет
функции якоря,
Вращающийся ротор – служит
индуктором.
Неявнополюсный ротор – имеет
вид цилиндра, применяют при
скоростях 1500 и 3000 об/мин.

13. Холостой ход синхронного генератора

обмотка якоря (статора)
разомкнута и магнитное поле
машины создается только
обмоткой возбуждения ротора
E
4
,44
k
wfФ
oб
0
k oб – обмоточный коэффициент;
w
– число витков одной фазы
обмотки статора
pn1
f – частота синусоидальных ЭДС;
60
при
E f Iв
p – число пар полюсов;
I 0
характеристика холостого хода
Ф0 – максимальный магнитный
поток полюса ротора;
n1– синхронная частота вращения.

14. Вентильные генераторы с клювообразным ротором

15. Вентильные генераторы индукторного типа

e
sin
t
1 E
m
E
w
m
кzФ
s 1 – амплитудное значение ЭДС,
wк – число витков в катушке и
z s – число последовательно включенных катушек.
z
n
2
E
2
,
22
w
z
Ф
Ф
1
ђ
ђ
max
min
60
z2
– число зубцов ротора.

16. Автотракторные генераторы переменного тока с постоянными магнитами

магнитные цепи выполняют независимыми