1. Синхронные машины

1.1. Классификация и области применения синхронных машин

В синхронных машинах ротор вращается точно с такой же частотой, как и магнитное поле статора, т.е. синхронно с ним. Эти машины используются в качестве генераторов, двигателей, компенсаторов. В дальнейшем рассматриваются наиболее распространенные трехфазные синхронные машины.

Трехфазные синхронные генераторы (СГ) являются основными источниками электрической энергии. Их устанавливают на электростанциях, первичными двигателями для них являются паровые или гидравлические турбины. По этому признаку генераторы называют турбогенераторами и гидрогенераторами.

В синхронных двигателях (СД) электрическая энергия преобразуется в механическую. В основном они предназначены для привода крупных механизмов, работающих в длительном равномерном режиме. Имеются также синхронные микродвигатели, используемые в схемах автоматики.

Синхронные компенсаторы – это двигатели, работающие на холостом ходу. Они вырабатывают реактивную мощность (компенсируют ее потребление нагрузкой) с целью повышения коэффициента мощности сети.

1.2. Устройство синхронных машин Слайд № 12

Основными частями синхронной машины являются статор и ротор. Статор синхронной машины состоит из корпуса, в котором размещен сердечник, представляющий собой цилиндр, набранный из тонких листов электротехнической стали с пазами по внутренней поверхности. В пазы укладывается трехфазная обмотка статора. Это три обмотки, каждая из которых состоит из нескольких катушек. Обмотки сдвинуты относительно друг друга в пространстве на угол . Статор синхронной машины является якорем (т.е. той частью машины, в которой при работе наводится ЭДС).

Ротор синхронной машины – это вращающийся постоянный электромагнит, создающий основной магнитный поток , т.е. ротор – индуктор. Как правило, магнитное поле ротора создается обмоткой возбуждения, питаемой от источника постоянного тока.

Обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока через токосъемник. Он представляет собой два кольца, к которым подключена обмотка возбуждения ротора и две щетки, которые подключены к внешнему источнику постоянного напряжения.

Слайд № 13

По конструкции ротор может быть явнополюсным или неявнополюсным, их разрез показан на Слайде № 13. Явнополюсные роторы обычно выполняют наборными. На вал насаживается цилиндрическое основание, к которому соединением типа «ласточкин хвост» крепятся полюса, на которые насаживаются полюсные катушки. Явнополюсные роторы применяют в малых и тихоходных машинах с частотой вращения до 1000, 1500 об/мин.

В быстроходных машинах при скоростях более 1500 об/мин из соображений механической прочности, а также для уменьшения трения о воздух применяют цилиндрические неявнополюсные роторы.

Обмотка возбуждения, подключается к источнику постоянного тока через кольцевой токосъемник. Он представляет собой два кольца, к которым подключена обмотка возбуждения ротора и две щетки, которые подключены к внешнему источнику постоянного напряжения.