Задача 6.2

Визначити критичне ковзання трифазного асинхронного двигуна (дивись умови задачі 14), який має коефіцієнт короткочасної перевантажувальної здатності

Розв’язання

З рівняння механічної характеристики (при )

отримуємо .

6.3. Однофазні та двофазні асинхронні двигуни

Це машини невеликої потужності. Вони мають аналогічну будову з трифазними асинхронними машинами. В однофазному двигуні використовують властивість пульсуючого магнітного поля, яке може створювати обертовий момент для ротора, що уже обертається (рис. 8.5)

Рис. 6.5. Механічні характеристики однофазного асинхронного двигуна.

У однофазного асинхронного двигуна в пазах статора є дві обмотки: С1,С2– робоча, В1,В2– пускова (рис. 6.6 а). Кнопкою Кн вмикають пускову обмотку з фазорушильним пристроєм Z на короткий час. Утворюється обертове магнітне поле при двофазномурежимі роботи та ротор починає обертатися. Після відпуску кнопки Кн машина переходить в однофазний режим роботи. У двофазного асинхронного двигуна обидві обмотки С1,С2 та В1,В2 є робочі (рис. 6.6 б), магнітні осі яких зсунуті на кут 90 електричних градусів.

а б

Рис. 6.6. Схеми вмикання асинхронних двигунів:

а – однофазного; б – двофазного.

Конденсатор Ср (рис. 6.6 б) використовується для створення зсуву струму в обмотці з затискачами В1 і В2. Внаслідок чого утворюється обертове магніте поле.

7. Синхронні машини

Синхронні машини - машини змінного струму, у яких кутова швидкість ротора незмінна, не залежить від навантаження на валу. Їх використовують як генератори, двигуни та синхронні компенсатори.

Ротор генератора обертають паровою або газотурбіною і він перетворює механічну енергію на електричну. До синхронного двигуна підводять електричну енергію, а на валу мають механічну енергію.

7.1. Будова трифазної синхронної машини

Основні елементи:

- статор практично не відрізняється від статора асинхронні машини, в пазах циліндра, що виготовлений з листової електротехнічної сталі, розміщено 3 р однакових котушок, магнітні осі яких зсунуті одна відносно другої на 120 електричних градусів (p – кількість пар полюсів). Виводи обмоток статора С1 і С4, С2 і С5, С3 і С6. Їх з’єднують трикутником або зіркою.

- ротор уявляє собою електромагніт постійного струму з двома або більшою кількістю полюсів (при чому кількість полюсів завжди парна).

7.2. Трифазні синхронні генератори

Схема трифазного синхронного генератора на рис. 7.1. Його ротор обертають будь-яким двигуном з незмінною синхронною кутовою швидкістю

,

якій відповідає частота обертання . Магнітне поле ротора перетинає вітки обмоток статора, тому в кожній її фазній обмотці збуджуються ЕРС

,

,

.

Рис. 7.1. Схема трифазного

синхронного генератора.

Якщо регулювати змінним резистором R_Р струм збудження I_З, будуть змінюватися амплітуди ЕРС та одночасно будуть змінюватись і напруга на приймачах.

7.3. Зовнішні характеристики

Якщо до генератора підключити навантаження, то в його обмотках з’явиться струм. При зміні навантаження будуть змінюватися також і струми, адже змінюється і напруга на приймачах. Залежність U(I) – зовнішня характеристика (рис. 7.2.).

Рис. 7.2. Зовнішні характеристики синхронного генератора.