Автомобили

Синхронный реактивный двигатель

Принцип работы синхронного реактивного двигателя

В синхронных реактивных электродвигателях принцип создания момента вращения ротора несколько отличается от асинхронных и традиционных синхронных двигателей. Здесь решающая роль отводится самому сердечнику ротора.

Ротор реактивного синхронного двигателя не имеет обмоток, даже короткозамкнутой обмотки на нем нет. Вместо этого сердечник ротора сделан сильно неоднородным по магнитной проводимости: магнитная проводимость вдоль ротора отличается от магнитной проводимости поперек. Благодаря такому необычному подходу отпадает необходимость как в обмотках ротора, так и в постоянных магнитах на нем.

Что касается статора, то обмотка статора реактивного синхронного двигателя может быть сосредоточенной либо распределенной, при этом сердечник статора и корпус остаются обычными. Вся особенность — в сильно неоднородном сердечнике ротора.

Для реактивных синхронных двигателей характерны три основных типа роторов: поперечно-расслоенный ротор, ротор с явновыраженными полюсами и аксиально-расслоенный ротор.

Физика процесса следующая. Переменный ток подается на обмотки статора, и создает вокруг ротора вращающееся магнитное поле, которое максимально в воздушном зазоре между статором и ротором. Момент вращения получается благодаря тому, что ротор все время пытается повернуться так, чтобы магнитное сопротивление для формируемого статором магнитного потока оказалось бы минимальным.

Максимальный момент вращения оказывается прямо пропорциональным разнице между продольной и поперечной индуктивностями, и чем больше эта разница, тем большим получается вращающий момент ротора.

Для понимания данного принципа обратимся к рисунку. Анизотропный объект 1 обладает различной магнитной проводимостью по осям a и b. При этом изотропный объект 2 обладает одинаковой магнитной проводимостью по всем направлениям. Приложенное к объекту 1 магнитное поле порождает момент вращения когда угол между осью b и линиями магнитной индукции B не равен нулю. Когда неравный нулю угол существует, объект 1 станет искажать приложенное магнитное поле B, и направление искажения будет совпадать с осью a объекта 1.

Синусоидальное магнитное поле, создаваемое в синхронном реактивном двигателе обмоткой статора, вращается с определенной синхронной угловой частотой, и следовательно всегда будет иметь место момент вращения, стремящийся вернуть систему в состояние с наименьшим значением полной потенциальной энергии.

То есть момент вращения будет все время стремиться уменьшить искажение магнитного поля статора в направлении оси a, путем уменьшения угла между линиями индукции B и осью b. Так, если управление двигателем направлено на сохранение постоянства этого угла, то и механическая энергия постоянно будет получаться из электромагнитной.

Таким образом, ток обмотки статора обеспечивает намагничивание с существованием вращающего момента, направленного на устранение искаженности поля, и управляя фазой тока в соответствии с положением ротора во вращающейся системе координат (в соответствии со значением угла искажений), получается управление моментом синхронного реактивного электродвигателя.

Синхронные реактивные электродвигатели сегодня

Ведущие мировые производители электродвигателей на сегодняшний день проявляют особый интерес к синхронным реактивным электродвигателям, хотя запатентованы первые версии были еще в конце 19 века. Дело в том, что КПД синхронных реактивных электродвигателей принципиально значительно превышает КПД популярных асинхронных электродвигателей, не говоря уже об удельной мощности.

Потери энергии в роторе отсутствуют, а ведь обычно процентов 30 потерь приходится именно на ротор. Так повышается и срок службы электродвигателя — снижается вредный нагрев. Масса синхронного реактивного электродвигателя и его габариты на 20% меньше чем у асинхронного той же мощности.

Возобновленный интерес к синхронным реактивным электродвигателям в наши дни связан прежде всего с широкими возможностями современного компьютерного моделирования, позволяющими находить наиболее эффективные версии конструкций роторов и статоров — научные исследования получаются более продуктивными, и КПД современных версий синхронных реактивных двигателей уже достигает 98%, в то время как для асинхронных версий КПД традиционно не превышает 90%.

Синхронные реактивные двигатели изготавливают сегодня на базе асинхронных, и при тех же габаритах и установочно-присоединительных размерах получается более высокий КПД, достигается более высокая удельная мощность.

Преимущества и недостатки

Набранный из тонколистовой электротехнической стали, ротор реактивного синхронного двигателя имеет простую и надежную конструкцию без короткозамкнутой обмотки и без магнитов, поэтому в роторе исключены токи вызывающие вредный нагрев, — срок службы повышается, а отсутствие магнитов удешевляет себестоимость продукта, включая до минимума сниженные затраты на техобслуживание.

Благодаря сравнительной легкости ротора, его собственный момент инерции низок, поэтому двигатель быстрее разгоняется до номинальных оборотов, что приводит к экономии электроэнергии.

Частотный преобразователь в качестве регулятора скорости делает управление двигателем очень гибким в широком диапазоне рабочих скоростей. Что касается недостатков, то он всего один: потребность в преобразователе частоты.

Применение преобразователя частоты с активной коррекцией коэффициента мощности позволяет добиться максимального коэффициента мощности системы, что очень важно на любом современном производстве.

Из всех типов синхронных двигателей малой мощности реактивный двигатель является самым распространенным. Он применяется в системах синхронной связи, в установках звукового кино, звукозаписывающих аппаратах (магнитофоны), в лентопротяжных механизмах магнитной памяти вычислительных устройств, в медицинской и бытовой аппаратуре — как приводной двигатель. Двигатель прост по конструкции и дешев.

Синхронный реактивный двигатель мало отличается от асинхронного с коротко-замкнутым ротором. На статоре имеются две обмотки, последовательно с одной из которых включен конденсатор (рис. 12-5) для получения вращающегося магнитного потока. Ротор — с короткозамкнутой обмоткой, но имеет на окружности осевые вырезы (рис. 12-12), благодаря чему образуются выступы, без которых двигатель в синхронном режиме работать не может. Принцип работы двигателя объясняется на рис. 12-13.

Рис. 12-11. Однофазный асинхронный двигатель с встроенным пусковым сопротивлением.

Четырехполюсный поток заменен условно полюсами магнитов. Если между ними поместить ротор в виде цилиндра, то он будет находиться в покое при любом положении.

Однако в том случае, когда он имеет выступы по числу полюсов, он будет в равновесии только в двух положениях: когда угол между осями полюсов и осями выступов равен нулю (ϴ = 0) или когда этот угол равен 90 эл. град (рис. 12-13, а и 12-13, б). Однако в последнем случае равновесие неустойчивое. При малейшем отклонении от него ротор возвращается в положение, соответствующее углу ϴ = 0, при котором магнитное сопротивление наименьшее. Если полюсы (поток) начнут вращаться (рис. 12-13, в) и появляется угол рассогласования 8, то ротор всегда будет вращаться синхронно с потоком (с полюсами), так как будет существовать усилие, стремящееся уменьшить угол ϴ.

Рис. 12-12. Ротор однофазного синхронного реактивного двигателя.

Для того чтобы получилось указанное положение, ротор должен быть предварительно приведен во вращение со скоростью, близкой к синхронной. Поэтому ротор снабжен короткозамкнутой обмоткой и в начале двигатель работает, как асинхронный, а затем ротор втягивается в синхронизм. Ток в обмотке ротора становится равным нулю и двигатель вращается за счет реактивного момента между вращающимся потоком и выступами ротора. Эти двигатели в однофазном исполнении строятся на мощность до двух десятков ватт при п1 = 1 000 ÷ 1 500 об/мин. Недостатки этих двигателей — большой вес на единицу мощности, низкие к. п. д. и cos φ.

Рис. 12-13. Принцип работы однофазного синхронного реактивного двигателя.

ДВУХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ФЕРРОМАГНИТНЫМ ПОЛЫМ ИЛИ МАССИВНЫМ РОТОРОМ

Этот двигатель имеет обычную двухфазную обмотку и ферромагнитный ротор в виде полого, или сплошного массивного цилиндра. Так как вращающийся магнитный поток замыкается через ферромагнитный ротор, то внутренний статор подобно показанному на рис. 12-6, отсутствует. Вращающийся поток наводит в поверхности ротора вихревые токи, которые совместно с потоком создают вращающий момент. Активное сопротивление ротора велико (r2 > х2), что обеспечивает большой пусковой момент, устой чивость работы двигателя на всем диапазоне работы и отсутствие самохода. Механические и регулировочные характеристики (рис 12-9 и 12-10) близки к прямолинейным и тем ближе, чем больше частота питающей сети. Скорость двигателя широко регулируется, а конструкция проста и надежна в эксплуатации. Недостаток двигателя — малые к. п. д. и cos φ. Двигатели широко применяются в схемах автоматики при мощности 5—300 вт и являются конденсаторными двигателями.

В тех устройствах, где стремятся увеличить момент инерции вращающихся частей (магнитофоны, гироскопы), указанные двигатели применяются в обращенном исполнении, когда обмотка статора помещается неподвижно на цилиндре, подобном показанному на рис. 12-7, а ротор в виде стального полого цилиндра вращается вокруг статора.

ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СО ВСТРОЕННЫМ ПУСКОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Для пуска такого двигателя требовалось включение конденсатора, который даже при мощностях двигателя 50—200 вт должен иметь емкость 20—30 мкф. Размеры этого конденсатора обычно превышают размеры двигателя, что совершенно исключает их применение для многих схем автоматики.

Двигатель данного типа работает без конденсатора (рис. 12- 11) и устроен следующим образом. Статор двигателя, подобно показанному на рис. 10-31, имеет две обмотки. Рабочая обмотка 1 занимает дне трети пазов статора, имеет большое; число витков и обладает большим индуктивным сопротивлением. Пусковая обмотка 2 лежит в оставшейся части пазов и при малом числе витков имеет большое активное сопротивление по сравнению с индуктивным. Таким образом, по обмоткам, смещенным на 90 эл. град, протекают два тока, сдвинутые по фазе почти на четверть периода и образуют вращающийся маг нитный поток, увлекающий ротор 3. Эти двигатели выгодно отличаются от трехфазных с пусковой емкостью по своим пусковым характеристикам и строятся при р = 1 —2 на мощности 18 —600 вт в закрытом обдуваемом исполнении.

ТРЕХФАЗНЫЙ И ОДНОФАЗНЫЙ СИНХРОННЫЕ ГИСТЕРЕЗИСНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Указанные выше недостатки реактивных синхронных двигателей заставляют при малых мощностях (3—20 вт) применять гистерезисные синхронные двигатели. Двигатель имеет трехфазную или однофазную (рабочую и пусковую) обмотку статора и массивный (или шихтованный) ферромагнитный ротор.

Однако если для электрических машин обычно применяется сталь с узкой петлей гистерезиса, то для ротора гистерезисного двигателя применяется магнитно-твердый материал — викеллой с широкой петлей гистерезиса. Для удешевления ротор делается сборным (рис. 12-14) и состоит из втулки 1, сидящей на валу 2, и наружного цилиндра 3 из магнитно-твердого материала.

Рис. 12-14. Ротор синхронного гистерезисного двигателя.

Если представить, что ротор помещен во вращающийся магнитный поток, который на рис: 12-15 заменен двумя полюсами то в его наружном цилиндре элементарные магнитики вследствие молеку лярного трения не смогут мгновенно поворачиваться вслед за осью вращающегося потока. На эти магнитики будут действовать тангенциальные силы FT и создавать гистерезисный момент Мг.

Рис. 12-15. Принцип работы синхронного гистерезисного двигателя.

Ротор будет увлекаться с синхронной скоростью вслед за потоком. Между осью вращающегося потока и осью элементарных магнитиков образуется угол рассогла сования ϴ, который зависит только от коэрцитивной силы материала.

При пуске двигателя результирующий момент состоит из суммы: гистерезисного момента и момента, создаваемого вихревыми токами Мв. Поэтому пусковой момент значителен. В нормальном режиме двигатель вращается синхронно за счет гистерезисного момента, так как при синхронной скорости вихревые токи в роторе отсутствуют.

Статья на тему Синхронный реактивный двигатель

Синхронный реактивный двигатель (СРД) или в английском варианте Synchronous reluctance motor (SynRM) был изобретен около ста лет назад, однако его серийное производство налажено совсем недавно. В чем причина — в сложности решения задачи управления СРД, или толчком ко второй волне интереса стал спрос на рост энергоэффективности, заставивший производителей осваивать новые и забытые типы электродвигателей? С этого вопроса начался наш разговор с экспертами Алексеем Захаровым и Павлом Мазуровым.

Синхронный реактивный мотор компании «Сименс»

Захаров А.В., к.т.н., ведущий специалист по математическому моделированию и расчетам, ПАО «НИПТИЭМ»

Повторное появление интереса к синхронно-реактивным двигателям обусловлено, с одной стороны, высокими и постоянно растущими требованиями по повышению КПД электрических машин, а с другой — снижением числа сложных технических применений, реализуемых на базе общепромышленных нерегулируемых электродвигателей.

Современные тенденции на рынке электродвигателей характеризуются снижением потребности в модификациях общепромышленных асинхронных электродвигателей (полюсно-переключаемых, с повышенными пусковыми характеристиками — повышенным скольжением и т. п.), обусловленной широким внедрением частотно-регулируемых электродвигателей. Это дало возможность разработчикам сосредоточиться на повышении КПД электродвигателей за счет снижения некоторых других характеристик машины, а также предложить электрические машины, ориентированные на использование только в частотно-регулируемом электроприводе, но обладающие высоким КПД, в том числе на машинах альтернативных конструкций. Проведенные исследования показали, что модификации синхронно-реактивных двигателей, имеющих короткозамкнутую обмотку на роторе, также могут быть применены при непосредственном питании от сети переменного тока в вентиляторных приложениях с невысокой инерцией сопряженного механизма.

Мазуров П., технический консультант, департамент «Непрерывное производство и приводы», ООО «Сименс»

Как это часто бывает, развитие СРД вызвано сразу несколькими факторами. С одной стороны, технологии силовой электроники сейчас позволяют массово производить простые и дешевые частотные преобразователи, обладающие функциями управления, о которых нельзя было мечтать раньше. Благодаря этому исчезла проблема управления СРД, из-за которой эти машины не могли массово использовать десятки лет назад. С другой стороны, феноменальные значения эффективности дают по-новому взглянуть на синхронные реактивные двигатели, и европейские предприятия, стремящиеся любой ценой оптимизировать технологические процессы на своем производстве, действительно видят в приводах на основе СРД новые возможности. А ужесточение требований по энергоэффективности только подталкивает к этой оптимизации.

Синхронные реактивные двигатели характеризуются высокой энергоэфффективностью, компактностью, надежностью, отсутствием потерь в обмотке ротора, но имеют и серьезный недостаток – низкий коэффициент мощности. Для его преодоления рядом разработчиков предложен PMaSynRM – синхронно-реактивный двигатель с постоянными магнитами в сердечнике ротора. Создаете ли вы подобные машины и на каких типах магнитов? В чем плюсы и минусы PMaSynRM, особенно в сравнении с классическим СРД?

Павел Мазуров, «Сименс»

Главные преимущества классических СРД – очень высокие значения КПД, причем не только в номинальном режиме, но и при сильно пониженных скоростях, низкая инерционность благодаря отсутствию обмотки в роторе, а также высокий (по сравнению с классическим асинхронным двигателем) сервис-фактор из-за отсутствия электрических потерь в роторе. Основной минус при этом, если не считать низкий коэффициент мощности, – то, что СРД требует наличие преобразователя, который будет им управлять. Двигатели PMaSynRM призваны решить проблему невозможности работы без ЧРП, но одновременно оказывают негативное влияние на все три главных преимущества. Наличие магнитов в роторе снижает КПД, увеличивает инерционность, и понижает сервис-фактор. Компания Siemens в данный момент сосредоточилась на производстве классических синхронных реактивных двигателей, без постоянных магнитов в роторе. КПД наших СРД серии 1FP1 превышает значения уровня класса энергоэффективности IE4. А проблема низкого коэффициента мощности решается правильным подбором преобразователя частоты.

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

НИПТИЭМ проводит исследования и разрабатывает синхронные двигатели с внутренними магнитами ротора, которые могут подходить под указанное вами название. Их достоинства — это высокие КПД и коэффициент мощности. Недостатки тоже есть: завышенное значение тока на холостом ходу при работе от сети с нерегулируемой амплитудой напряжения; опасность возникновения высокого напряжения на повышенных частотах вращения, в зоне работы с постоянством мощности, при ошибках управления преобразователя частоты; отсутствие возможности свободного вращения ротора без генерации напряжения, что в аварийных режимах (витковой, фазный пробои обмотки статора) может привести к опасности дальнейшего разрушения технического объекта в случае невозможности остановить вращение вала машины.

Целесообразна ли разунификация сердечника статора СРД с сердечником асинхронного двигателя? Если да, то в каком сегменте — повышенной мощности или повышенной энергоэффективности — у этого шага бóльшие перспективы?

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

Считаем, что унификация радиальной геометрии сердечника статора для синхронных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов (СДПМ) и СРД при разунификации с геометрией сердечников статора АЭД с КЗ с классами энергоэффективности IE1, IE2, IE3 имеет смысл, но экономически не оправдана.

В СРД можно выделить еще две градации – двигатели повышенной мощности и двигатели повышенной энергоэффективности. Какое из направлений вы считаете приоритетным?

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

Направление машин повышенной мощности.

Встает ли вопрос целесообразности освоение производства АЭД мощностью до 100 кВт классов энергоэффективности выше IE3 при наличии энергоэффективных СРД?

Павел Мазуров, «Сименс»

Расчеты показывают, что приобретение двигателя классом энергоэффективности IE4 и частотного преобразователя к нему оказывается дороже, чем покупка СРД и соответствующего ЧРП той же мощности, если рассматривать мощности не более 45-55кВт. Поэтому, согласно нашему опыту рассмотрение двигателей класса IE4 целесообразно только в качестве нерегулируемого привода. Тогда как двигатели класса IE3 все ещё дешевле СРД той же мощности.

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

Да, АЭД с КЗ имеют более широкие диапазоны работоспособности при изменении внешних условий работы.

Каковы показатели компактности СРД по сравнению с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором?

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

В СРД возможно получение равной мощности в меньшем на одну ступень габарите.

Павел Мазуров, «Сименс»

Серия синхронных реактивных двигателей 1FP1 была спроектирована таким образом, что присоединительные размеры полностью совпадают с аналогичными по мощности асинхронными двигателями. Причиной банальна – предприятия, модернизирующие свои приводные системы, не хотят сталкиваться с проблемами сильного несовпадения по размерам нового оборудования с заменяемым, поэтому было решено унифицировать по присоединительным размерам серии СРД и асинхронных двигателей.

К типовым сферам применения СРД обычно относят устройства с вентиляторной механической характеристикой — насосы, вентиляторы, компрессоры. Встречаются упоминания о применении в запорной аппаратуре, намоточных устройствах, сервонасосах, экструдерах. Какие приложения включает в список применений СРД ваша компания, а какие нет?

Павел Мазуров, «Сименс»

Благодаря очень высоким значениям эффективности в широком диапазоне скоростей СРД особо интересны для использования в машинах, работающих в долговременном режиме. Это не только насосы и вентиляторы, но и конвейеры, и даже промышленное оборудование. Особенностью СРД Siemens является возможность работы с постоянным моментом в диапазоне регулирования 1:10 без принудительного охлаждения, что вкупе с высоким сервис-фактором и высокой динамикой очень на руку как раз-таки в конвейерных машинах. Поэтому Siemens рассматривает сферу применения СРД как максимально широкую. Преимущества СРД перед асинхронными двигателями классов IE3 и IE4 — не только в КПД, синхронные реактивные двигатели можно рассматривать практически в любом промышленном приложении с регулируемым электроприводом.

Сферы применения СРД «Сименс»

Насосы, вентиляторы, компрессоры

• Энергоэффективное решение для насосов, вентиляторов и компрессоров в непрерывном производстве и воднохозяйственном комплексе

Конвейеры, транспортеры

• Энергоэффектиное и динамичное решение для технологий перемещения и транспортировки груза

Машиностроение

• Решение для машиностроителей с простым управлением и точным регулированием скорости

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

Для частотно-регулируемого привода с СРД практически нет ограничений по применению в технических приложениях. Важным ограничением, пожалуй, является ограничение по максимальному и длительному значению развиваемого электромагнитного момента, имеющееся у электродвигателей любых типов.

Возможности СРД, получающих питание от сети переменного тока, имеют ограничения по применению. Однозначно можно рекомендовать использование таких электроприводов при вентиляторной механической характеристике нагрузки и низких значениях инерции сопряженного механизма.

Существует точка зрения, что при решении задачи повышения энергоэффективности ряд компаний выбрал направление «синхронные двигатели с постоянными магнитами» (СДПМ), а другие сделали ставку на СРД? Связываете ли вы это с технологическими возможностями производства?

Алексей Захаров, «НИПТИЭМ»

Современное производство, отвечающее уровню развития постиндустриального общества, не может иметь сложностей при производстве как СДПМ, так и СРД.

Отличительная особенность синхронных реактивных двигате­лей (СРД) — отсутствие у них возбуждения со стороны ротора. Основной магнитный поток в этом двигателе создается исключи­тельно за счет МДС обмотки статора. В двух- и в трехфазных СРД эта МДС является вращающейся.

Для выяснения принципа действия СРД обратимся к выраже­нию электромагнитного момента явнополюсной синхронной ма­шины [см. (21.10)], из которого следует, что если отключить об­мотку возбуждения ( = 0), то основная составляющая момента становится равной нулю и на ротор машины продолжает действо­вать лишь реактивная составляющая момента [см. (21.12)]

Принцип действия СРД заключается в следующем. При вклю­чении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное

Рис.23.4. Принцип действия синхронного реактивного двигателя

поле. Как только ось этого поля займет положение в про­странстве расточки статора, при котором она будет смещена относительно продольной оси невозбужденных полюсов ротора на угол в сторону вращения (рис. 23.4, а), между полюсами этого поля и выступающими полюсами невозбужденного ротора возникнет реактивная сила магнитного притяжения полюса ротора к полюсу вращающегося поля статора . Вектор этой силы смещен относительно продольной оси ротора также на угол , поэтому сила имеет две составляющие: нормальную , направленную по продольной оси ротора, и тангенциальную , на­правленную перпендикулярно продольной оси полюсов ротора. Совокупность тангенциальных составляющих реактивных сил на всех полюсах невозбужденного ротора создаст вращающий ре­активный момент , который будет вращать ротор с синхронной частотой . С ростом механической нагрузки на вал СРД угол увеличивается и момент Мр растет.

Однако при значении угла = 90° реактивный момент Мр = 0. Такая зависимость момента Мр от угла является принципиаль­ной для реактивного момента, отличающей его от основной со­ставляющей электромагнитного момента синхронного двига­теля с возбужденным ротором (см. рис. 22.2, график 1), который при =90° имеет максимальное значение. Из рис. 23.4, б видно, что при = 90° реактивные силы магнитного притяжения , действующие на каждый полюс невозбужденного ротора, взаимно уравновешиваются и реактивный момент . Максимальное значение реактивного момента наступает при значении угла = 45°. Поэтому зависимость реактивного момента Мр от угла определяется выражением

26. (23.1)

Графически эта зависимость представлена кривой 2 на рис.22.2. Непременное условие создания реактивного момента Мр явнополюсная конструкция ротора, так как только в этом случае .

Мощность СРД и развиваемый им момент меньше, чем у синхронного двигателя с возбужденными полюсами ротора. Объясняется это тем, что у СРД из-за отсутствия магнитного потока ротора ) ЭДС Е0 = 0, поэтому основная составляющая электромагнитного момента

= 0 [см. (21.11)] и электромагнитный момент СРД определяется лишь реактивной составляющей ( = Мр). Поэтому при одинаковых габаритах синхронного двигателя с возбужден­ными полюсами ротора и СРД мощность на валу и развиваемый момент у СРД намного меньше.

Рис. 23.5. Конструкция роторов синхронного реактивного двигателя

К недостаткам СРД следует также отнести невысокие значе­ния коэффициента мощности и КПД. Объясняется это значитель­ным намагничивающим током статора, так как возбуждение СРД происходит за счет магнитного поля статора.

В СРД применяют асинхронный пуск. Для этого ротор снабжают короткозамкнутой пусковой клеткой. На рис. 23.5, а показа­ми традиционная конструкция ротора СРД, отличающаяся от ротора асинхронного двигателя лишь наличием впадин, обеспечивающих ротору явнополюсную конструкцию. Чем больше эти впадины, тем больше отношение , а следовательно, и реактивный момент Мр. Однако с увеличением впадин растет средняя величина воздушного зазора, что ведет к повышению намагничивающего тока статора, а следовательно, к снижению энергетических показателей двигателя — коэффициента мощности и КПД. Кроме того, с увеличением впадин сокращаются размеры пусковой клетки, что ведет к уменьшению асинхронного момента, т. е. к уменьшению пускового момента и момента входа в синхро­низм.

Наилучшие результаты дает следующее соотношение разме­ров ротора:

и .

В этом случае удается добиться отношения 2.

Более совершенна секционированная конструкция ротора СРД, представляющая собой цилиндр, в котором стальные полосы 2 залиты алюминием 1(рис. 23.5 ).Такая конструкция ротора позволяет получить отношение . За счет этого суще­ственно возрастает момент Мртах при сохранении намагничиваю­щего тока на допустимом уровне.

На торцах секционированного ротора имеются отлитые из алюминия кольца, замыкающие алюминиевые прослойки ротора, образуя короткозамкнутую пусковую клетку.

Простота конструкции и высокая эксплуатационная надежность обеспечили СРД малой мощности широкое применение и устройствах автоматики для привода самопишущих приборов, и устройствах звуко- и видеозаписи и других установках, требующего строгого постоянства частоты вращения.

Вам также может понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *