• Самостійна робота №31 Тема
  • Питання, що виносяться на самостійне вивчення
  • Література
  • Питання для самоконтролю
  • 1 Принцип дії гістерезисного двигуна
  • 2 Втрати, що виникають в гістерезисному двигуні
  • 3 Переваги та недоліки гістерезисних двигунів

  • Скачать 14.91 Mb.


    страница35/68
    Дата29.01.2019
    Размер14.91 Mb.
    ТипУчебник

    Скачать 14.91 Mb.

    Конструкція трансформаторів


    1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   68

    Простота конструкції й висока експлуатаційна надійність забезпечили СРД малої потужності широке застосування й пристроях автоматики для привода самописних приладів, і пристроях звуко- і відеозаписі й інших установках, що вимагає строгої сталості частоти обертання.

    Самостійна робота №31



    Тема: Гістерезисні двигуни.

    Мета: ознайомитися з особливістю принципу дії гістерезисних двигунів з їх перевагами та недоліками.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Принцип дії гістерезисного двигуна

    2 Втрати, що виникають в гістерезисному двигуні

    3 Переваги та недоліки гістерезисних двигунів



    Література: Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. М. Кацман. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.

    Питання для самоконтролю:

    1 На чому заснована робота гістерезисного двигуна?

    2 Поясніть явище магнітного запізнювання.

    3 Які втрати виникають в гістерезисному двигуні?

    4 Побудуйте механічні характеристики гістерезисного двигуна.

    5 Які переваги та недоліки гістерезисного двигуна?


    1 Принцип дії гістерезисного двигуна

    Робота гістерезисного двигуна заснована на дії гістерезисного моменту. На мал. 23.6, а показані два полюси постійного магніту (поле статора); між ними розташований циліндр (ротор) з магнітно-твердого матеріалу. Під дією зовнішнього магнітного поля ротор намагнічується. На стороні зверненої до північного полюса постійного магніту, збуджується південний полюс, а на стороні ротора, зверненої до південного полюса постійного магніту, - північний полюс. На ротор починають діяти сили , спрямовані радіально до його поверхні. Якщо полюсы постійного магніту обертати навколо ротора, то внаслідок явища магнітного запізнювання (гістерезису) активна частина ротора не буде перемагнічуватися одночасно зі зміною напрямку обертового магнітного поля й між віссю поля ротора й віссю зовнішнього поля з'явиться кут .


    Рис. 23.6. До поняття про гістерезисний момент
    Сили , що діють на ротор, також змінять свій напрямок на кут , а тангенціальних складових цих сил , створять гістерезисний момент Мг (мал. 23.6, б).

    Явище магнітного запізнювання полягає в тім, що частки феромагнітного матеріалу (поміщеного в зовнішнє магнітне поле), що представляють собою елементарні магніти, прагнуть орієнтуватися відповідно до напрямку зовнішнього поля. Якщо зовнішнє поле змінить свій напрямок, то елементарні частки міняють свою орієнтацію. Однак повороту елементарних часток перешкоджають у магнітно-твердих матеріалах внутрішні сили молекулярного тертя. Для зміни напрямку цих часток необхідна певна МДС, внаслідок чого перемагнічування ротора трохи відстає від зміні напрямку зовнішнього поля. Це відставання (магнітне запізнювання) характеризується кутом гістерезисного зрушення між вектором магнітного потоку ротора й вектором магнітного потоку обмотки статора , (мал. 23.6, в). Цей кут залежить винятково від магнітних властивостей матеріалу ротора.


    2 Втрати, що виникають в гістерезисному двигуні

    На подолання сил молекулярного тертя витрачається частина подводимой потужності, що становить втрати на гістерезис. Величина цих втрат залежить від частоти перемагнічування ротора , а отже, від ковзання:



    (23.2)

    де — втрати на гістерезис при нерухомому роторі (при =1),

    т. е. у режимі к. з.

    Тому що електромагнітна потужність, передана ротору, дорівнює втратам у роторі, діленим на ковзання [див. (13.5)]:

    , (23-3)

    а обертаючий момент - електромагнітної потужності, діленої на синхронну кутову швидкість:

    (23.4)

    те, мабуть, величина гістерезисного моменту не залежить від частоти обертання ротора (ковзання). Графік Мг = являє собою пряму, паралельну осі абсцис (мал. 23.7).

    Кут гістерезисного зрушення залежить від ширини петлі гістерезису: чим ширше петля гістерезису магнітного матеріалу, тим більше кут гістерезисного зрушення. На мал. 23.8, а представлені дві петлі гістерезису: звичайної сталі (крива 2) і сплави викаллой (крива 1).




    Рис. 23.7. Механічні характеристики гістерезисного двигуна


    Рис. 23.8. Петлі гістерезису звичайної електротехнічної сталі

    і сплаву викаллой (а) і пристрій збірний ротор;



    гістерезисного двигуна (б)
    Застосування звичайної сталі для виготовлення ротора не забезпечує гістерезисного моменту достатньої величини. Тільки магнітно-тверді матеріали, наприклад такі, як

    викаллой, дають можливість одержати великий гістерезисний момент. Ротори гістерезисних двигунів звичайно роблять збірнями. Магнітно-тверда частина виконується у вигляді шихтованого або масивного кільця 1, розміщеного на втулці 2 (мал. 23.8, б). Остання жорстко посаджена на вал 3.

    У машинах з нешихтованим (масивним) ротором обертове поле статора наводить у роторі вихрові струми. У результат взаємодії цих струмів з полем статора виникає електромагнітний момент , значення якого пропорційно ковзанню:

    (23.5)

    де — втрати на вихрові струми в роторі при = 1, тобто в режимі к. з., Вт; , — кутова синхронна швидкість, радий/с.

    Найбільшого значення момент досягає при нерухомому роторі ( = 1), тобто в момент пуску електродвигуна. Потім у міру зростання частоти обертання (зменшенні ковзання) момент убуває (див. мал. 23.7), при синхронній частоті він стає рівним нулю.

    Тяким образом, електромагнітний обертаючий момент гістерезисного двигуна створюється спільною дією моментів від вихрових струмів і гістерезисного Мг:

    М=Мвт + Мт= . (23.6)

    На мал. 23.7 представлена залежність результуючого моменту гістерезисного двигуна від ковзання: М = . Характер цієї кривої залежить від співвідношення моментів і Мг.
    3 Переваги та недоліки гістерезисних двигунів

    Гістерезисний двигун може працювати із синхронною й асинхронною частотами обертання. Однак робота двигуна в асинхронному режимі неекономічна, тому що зв'язано зі значними втратами на перемагнічування ротора, величина яких зростає зі збільшенням ковзання.

    Достоїнства гістерезисних двигунів — простота конструкції, безшумність і надійність у роботі, великий пусковий момент, плавність входу в синхронізм, порівняно високий КПД, мала зміна кратності струму від пуску до номінального навантаження ( ).
    1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   68

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Конструкція трансформаторів

    Скачать 14.91 Mb.