Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

Для возможности самосинхронизации сельсины всегда выпол­ няются двухполюсными.

Точность работы синхронной передачи в значительной степени определяется крутизной зависимости синхронизирующего момента

Мс от угла рассогласования Ѳ роторов обеих машин (рис. 31-21). Для увеличения крутизны этой характеристики, особенно в началь­ ной части, первичную обмотку располагают на явно выраженных полюсах, а при неявнополюсном роторе применяется поперечная короткозамкнутая обмотка.

31-5. Асинхронные тахогенераторы

Асинхронные тахогенераторы, так же как и тахогенераторы постоянного тока, применяются для получения электрического сигнала, пропорционального скорости вращения.

Наибольшее распространение получили асинхронные тахогене­ раторы с полым ротором (рис. 31-22), хотя для этой цели могут быть использованы и другие двухфазные асинхронные машины.

Основными частями являются наружный 1 и внутренний 2 ста­ торы и полый ротор 3. В пазах наружного статора располагается обмотка 5 возбуждения, приключаемая к сети. На внутреннем статоре размещается обмотка б, с которой снимается напряжение. Для возможности регулирования угла между осями обмоток преду­ сматривается специальное устройство 4, с помощью которого внутрен­ ний статор может быть повернут относительно наружного и закреп­ лен в определенном положении. Ротор обычно выполняется из мате­ риала с высоким и мало зависящим от температуры сопротивлением, например бронзы или манганина.

Принцип действия тахогенератора поясняется на рис. 31-23. При включении обмотки возбуждения в сеть возникает пульсирующий

372

магнитный поток Фв. Амплитуда этого потока зависит от приложен­ ного к обмотке напряжения.

Если ротор неподвижен, то этот поток будет наводить в роторе только трансформаторную э. д. с., иод влиянием которой возникнут токи, замыкающиеся но образующим цилиндра ротора и торцевым частям. Э. д. с. и токи в левой половине ротора направлены в одну сторону, а в правой — в противоположную (рис. 31-23). Эти токи создают магнитный поток Фй, направленный навстречу потоку Фв. В генераторной обмотке э. д. с. наводиться не будет, так как ось этой обмотки перпендикулярна направлению магнитных потоков Фв И Фгг.

При вращении ротора в нем будет наводиться э. д. с. вращения вследствие пересечения линий магнитного потока Фв, которая может

1 г з

Рис. 31-22. Асинхронный тахогенератор с полым немагнитным ротором

быть определена по правилу правой руки. Величина этой э. д. с. будет пропорциональна магнитному потоку и скорости вращения, а частота равна частоте тока в обмотке возбуждения. Токи в роторе от этой э. д. с. будут замыкаться по образующим цилиндра и по краям его.

Направления э. д. с. и токов будут совпадать вследствие малого индуктивного сопротивления ротора. В верхней половине ротора токи направлены в одну сторону, в нижней — в противоположную. Эта вторая система токов создает магнитный поток Фд, совпадающий по направлению с осью генераторной обмотки. Величина потока Фч при ненасыщенной магнитной цепи будет пропорциональна току от э. д. с. вращения, т. е. току обмотки возбуждения и скорости вращения ротора. В результате при постоянстве тока возбуждения в генераторной обмотке будет наводиться э. д. с. потоком Ф5, про­ порциональная по величине скорости вращения ротора, а частота этой э. д. с. равна частоте тока возбуждения.

Основная характеристика тахогенератора — зависимость напря­ жения генераторной обмотки от скорости вращения (рис. 31-24) — напоминает характеристику тахогенератора постоянного тока.

373

Под влиянием активного сопротивления обмоток статора и индук­ тивного сопротивления обмоток статора и ротора наблюдается откло-

нение характеристик от линейной зависимости. Кроме того, фаза напряжения генераторной обмотки зависит от характера и величины нагрузки и скорости вращения.

Гл а в а т р и д ц а т ь в то р а я АСИНХРОННЫЕ КОЛЛЕКТОРНЫЕ МАШИНЫ

32-1. Основные сведения

Асинхронные бесколлекторные двигатели имеют два существен­ ных недостатка: сравнительно низкий cos ср, в особенности в тихоход­ ных двигателях, и малоудовлетворительные регулировочные харак­ теристики. В отношении cos ф асинхронный бесколлекторный дви­ гатель уступает синхронному, а в отношении регулировочных харак­ теристик — двигателю постоянного тока. Но если асинхронной машине придать коллектор, то она приобретает особые свойства, которые позволяют использовать ее для работы в режиме двигателя, имеющего разнообразные и гибкие регулировочные характеристики; в режиме компенсатора, предназначаемого для улучшения cos ф асинхронного бесколлекторного двигателя; в режиме генератора, включаемого в каскад с асинхронным бесколлекторным двигателем и служащего чаще всего как для регулирования скорости вращения последнего, так и улучшения его cos ф.

Асинхронные коллекторные машины получили значительное раз­ витие в 1900—1914 гг. как двигатели однофазного тока и как машины трехфазного тока, используемые в самых различных установках и для самых различных целей. Однако эксплуатация коллекторных машин переменного тока показала, что они относительно тяжелы

374

и дороги, требуют внимательного ухода, имеют менее благоприятные рабочие характеристики, чем машины нормального исполнения, и, главное, менее надежды в работе из-за тяжелых условий коммута­ ции.

. Этим и объясняется то, что коллекторная машина переменного тока относится к числу машин специального типа и не получила сколько-нибудь широкого распространения. Поэтому ниже описы­ ваются лишь однофазный и трехфазный асинхронные коллекторные двигатели, как наиболее типичные машины этого рода.

32-2. Однофазный коллекторный двигатель последовательного возбуждения

Схема этого двигателя изображена на рис. 32-1. Здесь 1 — якорь с обмоткой и коллектором; 2 — обмотка возбуждения; 3 — компенса­ ционная обмотка, служащая для улучшения соэф путем компенсации реакции якоря; 4 — добавочные полюсы, шунтированные активным сопротивлением 5 и служащие, так же как и в машинах постоянного

«— Рис. 32-1. Схема однофазного коллектор­ L _ J ного двигателя последо­ вательного возбуждения

Рис. 32-2. Вращающий момент однофазного кол­ лекторного двигателя —*

тока, для улучшения коммутации. Для регулирования скорости вращения применяется секционированный трансформатор 6. Вся магнитная система двигателя выполнена из листовой стали, чтобы уменьшить потери от вихревых токов. Щетки устанавливают так,

чтобы переключаемые секции располагались на линии геометрической нейтрали.

Так как в двигателе последовательного возбуждения одновременно изменяются ток в якоре і и поток индуктора ф8, то вращающий момент тш двигателя имеет все время одно направление (рис. 32-2), пульсируя с частотой 2/, где / — частота тока I. Обычно под моментом однофазного двигателя понимают его среднее значение Мш, равное половине наибольшего момента.

Пульсирующий магнитный поток наводит в обмотке якоря в общем случае две разного рода э. д. с.: трансформаторную э. д. с. етр, поскольку обмотки возбуждения и якоря можно рассматривать как первичную и вторичную обмотки трансформатора и э. д. с. вращения евр — наводимую в обмотке якоря при пересечении потока <р8.

Действие етр выясняется на схеме рис. 32-3, б при неподвижном якоре, т. е. п = 0. Так как плоскость секции 1—1' параллельна

375