Билет 12

1) В явнополюсных синхронных машинах (СМ) воздушный зазор не является постоянным из-за наличия большого межполюсного пространства. Синусоидальная кривая основной первой гармоники намагничивающей силы реакции якоря взаимодействует с основной первой гармоникой намагничивающей силы, при этом создается результирующая намагничивающая сила, ось которой смещена по отношению к осям полюсов синхронной машины (СМ). В синхронном генераторе (СГ) – против направления вращения, в синхронном двигателе (СД) – по направлению вращения.

При этом амплитуда реакции якоря по продольной оси равна:

Для составляющих намагничивающей силы обмотки возбуждения справедливы следующие формулы:

(9)

коэффициент приведения НС реакции якоря по продольной оси к НС обмотки возбуждения ( коэффициент продольной реакции якоря);

kf-коэффициент формы поля возбуждения;

kd-коэффициент формы поля продольной реакции якоря.

Отсюда можно получить значение составляющей тока обмотки возбуждения по продольной оси:

(10)

Ead пропорциональна Fad и соответственно Id. Откуда:

где Xad – индуктивное сопротивление якоря СМ по продольной оси.

(12)

D-диаметр ротора СМ;

lδ-длина пакета СМ;

kδ-коэффициент зубчатости;

kμ-коэффициент насыщения.

То есть Xad зависит от конструктивных параметров синхронной машины (СМ).

Величина индуктивного сопротивления якоря по поперечной оси определяется соотношением:

(13)

Здесь коэффициенты Кd, Кq, К , К для равномерных зазоров под полюсными наконечниками приводятся в специальных расчетных таблицах.

В реальных синхронных машинах (СМ) воздушный зазор под полюсным наконечником выполняется, как правило, неравномерным, а увеличивающимся по направлению к концам полюсов, для уменьшения высших гармоник магнитного потока.

Соответствующая ЭДС реакции якоря по поперечной оси:

(14)

2) Двигательный режим (0<s< 1). Схема замещений асинхронной машины отражает все основные процессы, происхбдящие в ней, и представляет собой удобную осно,ву для изучения режимов работы машины. Рассмотрим, имея в виду схему: замещения рис. 24-6, процесс преобразования активной энергии и мощности при двигательном режиме работы асинхронной машины. В этом режиме передача энергии в схеме рис. 24-6 совершается слева направо.

Асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность

Соотношение (24-74) совпадает с (24-24).

Часть механической мощности Р_мх теряется внутри самой машины в виде механических потерь р_нх (на вентиляцию, на трение в подшипниках и на щетках машин с фазным ротором, если эти щетки при работе не поднимаются), магнитных потерь в сердечнике ротора р_жП и добавочных потерь р_д. Последние вызваны в основном

высшими гармониками магнитных полей, которые возникают ввиду наличия высших гармоник н. с. обмоток и зубчатого строения статора и' ротора. Во-первых, высшие гармоники поля индуктируют э. д. с. и токи в обмотках, в связи с чем появляются добавочные электрические потери. Эти потери заметны по величине только в обмотках типа беличьей клетки. Во-вторых, эти гармоники поля обусловливают добавочные магнитные потери на поверхности (поверхностные потери) и в теле зубцов (пульсационные потери) статора и ротора. Вращение зубцов ротора относительно зубцов статора вызывает пульсации магнитного потока в зубцах, и поэтому соответствующая часть потерь называется пульсационны-ми потерями. Магнитные потери в сердечнике ротора при нормальных рабочах режимах обычно очень малы и отдельно не учитываются¹;

Добавочные потери трудно поддаются расчету и экспериментальному определению. Поэтому, согласно ГОСТ 183—66, их принимают равными 0,5% от подводимой мощности при номинальной нагрузке, а при других нагрузках эти потери пересчитывают пропорционально квадрату первичного тока. Отметим, что в обмотках возникают также добавочные потери от вихревых токов в связи с поверхностными эффектами. Однако эти потери в случае необходимости учитывают соответствующим увеличением сопротивлений г_х и г₂ и поэтому в величину р_д не включают.

Полезная механическая мощность на валу, или вторичная мощность,

В соответствии с изложенным на рис. 24-9, а изображена энер* гетическая диаграмма асинхронного двигателя. Сумма потерь двигателя

К. п. д. двигателей мощностью Р_н = 1 -т- 1000 кет при номинальной нагрузке находится соответственно в пределах т]_н =

= 0,72 н- 0,95. Более высокие к. п. д. имеют двигатели большей мощности и с большей скоростью вращения.