Основные сведения о переменном токе

Наиболее широкое распространение получили машины переменного тока, синхронные и асинхронные.

Схема статора машины переменного тока.

Схема статора машины переменного тока.

Любая электрическая машина переменного тока состоит из двух основных частей: неподвижной части, называемой статором, и вращающейся части, называемой ротором. Между статором и ротором имеется воздушный промежуток, или зазор, величина которого оказывает очень суще­ственное влияние на рабочие свойства машины. Так, например, в машинах постоянного тока и синхронных воздушный зазор делают сравнительно большим, так как его увеличение в машинах постоянного тока уменьшает пульсацию напряжения, а в синхронных машинах повышает перегрузочную способность. В асинхронных ма­шинах увеличение воздушного зазора резко уменьшает коэффициент мощности и вращающий момент машины. Поэтому в асинхронных машинах воздушный зазор всегда небольшой, 0,2—3 мм.

Сердечник статора собирают из стальных листов в виде колец, на внутренней окружности которых штампуют впадины или пазы для укладки обмотки статора. Стальные листы изолируют друг от друга лаком или окалиной для уменьшения потерь на вихревые токи. Сердечник статора с обмоткой помещают в станину, посредст­вом которой машина крепится на фундаменте и транспортируется.

Формы пазов электрических машин

Рисунок 1. Формы пазов электрических машин.

Устройство статора и его обмотки у синхронной и асинхронной машин одинаково. Пазы могут быть открытыми (а), полузакрыты­ми (б) и закрытыми (в) (рис. 1).

Открытые пазы делают в машинах постоянного тока и в синхронных машинах на роторе при не­явнополюсной их конструкции. При открытых пазах легко выпол­ять шаблонную обмотку, что уменьшает ее стоимость. Однако при такой форме паза магнитное поле в воздушном зазоре распре­деляется неравномерно.

Закрытые пазы выполняют для короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей, для пусковых и демпферных (успокоительных) обмоток синхронных машин.  При такой форме паза неравномерность распределения магнитного поля исключается, но выполнение обмотки значительно сложнее, методом протяжки, т. е. провод протягивают через изоляционную гильзу в пазу.

С полузакрытыми пазами статор машин переменного тока выполняют наиболее часто. Обмотка здесь может быть полушаблонной, т. е. предварительно заготовленной на шаблоне в виде мягких катушек, витки которых вкладывают или «всыпают» по одному через прорезь паза.

Устройство ротора и его обмотки у синхронной и асинхронной машин различное. Рабочий процесс в машинах протекает под дейст­вием вращающегося магнитного поля, создаваемого намагничива­ющей силой (н. с.) симметричной трехфазной обмотки статора. При этом в синхронных машинах процесс преобразования энергии происходит при синхронной частоте, т. е. при частоте вращения ро­тора, равной частоте вращающегося поля статора, тогда как в асинхронных машинах обратное, т.е. при работе частота ротора не может быть равной частоте вращающегося поля (асинхронная скорость).

Как и любая электрическая машина, синхронные и асинхронные машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Схема синхронного генератора.

Схема синхронного генератора.

Синхронные генераторы являются основным источником электрической энергии, вырабатываемой на электростанциях. Вся электрическая энергия, необходимая для нужд народного хозяйства, производится трехфазными синхронными гене­раторами. Синхронные двигатели находят менее широкое примене­ние. Их достоинство - высокий коэффициент мощности (cos ф), возможность потреблять опережающий ток из сети, компенсируя реактивную мощность, потребляемую другими приемниками энергии, включенными в эту сеть.

Поэтому применение синхронных двигателей целесообразно при сравнительно больших мощностях, с тем чтобы они работали с потреблением опережающего тока из сети и компенсировали реактивную мощность других потребителей, повышая cos ф всего предприятия. Кроме того, постоянство частоты вращения делает целесообразным применение синхронных двигателей в случаях, когда необходима жесткая скоростная характери­стика (звуковое кино, проигрыватели и др.).

Схема пуска асинхронного двигателя

Схема пуска асинхронного двигателя.

Асинхронный двигатель, изобретателями которого были Тесла и Доливо-Добровольский, - наиболее распространенный тип элек­трических машин. Простота конструкции, экономичность и высокая надежность в работе асинхронных двигателей обусловили их широ­кое применение в различных отраслях промышленности. Эти двига­тели изготавливают на различные мощности в пределах от несколь­ких ватт до нескольких тысяч киловатт.

Особенно велика потреб­ность в трехфазных асинхронных двигателях мощностью 0,4- 100 кВт. Асинхронные генераторы почти не находят практического применения, так как обладают рядом существенных недостатков: не вырабатывают реактивной мощности, не обеспечивают постоянства частоты индуктируемой э. д. с.

Помимо двух основных режимов работы, генератора и двигателя, синхронные и асинхронные машины используют в специальных режимах работы. Синхронные машины работают компенсато­ром, вырабатывая только реактивную мощность, асинхронные машины - в режиме электромагнитного тормоза, преобразователя частоты и др.

http://youtu.be/gderKWgRD6g

Синхронные и асинхронные машины делают в основ­ном трехфазными, но применяют и однофазные. Помимо синхрон­ных и асинхронных машин, применяются коллекторные машины переменного тока, рабочие свойства которых подобны рабочим свойствам машин постоянного тока.

КОММЕНТАРИИ
  1. сергей

    Алексей статья немного научная,но интересная спасибо!

    Ответить
  • Добавить комментарий

Top