Električni kompleksi i sustavi 25 ELEKTRIČNI KOMPLEKSI I SUSTAVI UDK 621.3.07 A.V. Grigoriev OPTIMALNO UPRAVLJANJE STROJEM S DVOSTRUKIM NAPAJANJEM Pojam "stroj s dvostrukim napajanjem" (DMM) odnosi se na asinkroni motor s namotanim rotorom, koji može primati snagu i od statora i od rotora. Razmotrimo problem upravljanja MIS-om s ciljem J = inf ∫ (M Z − M) 2 dt, gdje je Mz navedena 0 (potrebna) vrijednost elektromagnetskog momenta motora, M je trenutna vrijednost elektromagnetskog momenta motora. motor. Da bismo riješili problem upravljanja, predstavljamo MIS model u koordinatnom sustavu fiksnom u odnosu na vektor napona rotora: ⎧ dΨSX ⎛Ψ ⎞ k = U SX − R S ⎜⎜ SX − R Ψ RX ⎟⎟ + ω 2 ΨSY , ⎪ dt L " L " S ⎪ ⎝ S ⎠ ⎪ ⎞ ⎛ ΨSY k R ⎪ dΨSY = U − Ψ RY ⎟⎟ − ω 2 ΨSX , SY − R S ⎜⎜ ⎪ dt ⎝ LS " LS " ⎠ ⎪ ⎪ dΨ RX ⎪ dt = U RX − ⎪ ⎞ ⎛Ψ k ⎪ - R R ⎜⎜ RX − S ΨSX ⎟⎟ + (ω 2 − pω)Ψ RY , ⎨ L " L " R ⎠ ⎝ R ⎪ ⎪ dΨ ⎪ RY = U RY − ⎪ dt ⎪ ⎞ ⎛Ψ k ⎪ - R R ⎜⎜ RY − S ΨSY ⎟⎟ − (ω 2 − pω)Ψ RX , ⎪ ⎠ ⎝ LR " LR " ⎪ ω 1 d ⎪ = (M − M C), ⎪ dt J ⎩ gdje je ΨSX, ΨSY, ΨRX, ΨRY, - komponente vektora veze toka statora i rotora duž koordinatnih osi x-y sustavi , stacionarno u odnosu na vektor napona rotora; USX, USY, URX, URY, - komponente vektora napona statora i rotora po osi x-y koordinatnog sustava; ω 2 = 2πf 2 - kružna frekvencija napona rotora; f2 - frekvencija napona rotora; p - broj pari polova motora; ω - kružna brzina rotora motora; RS , RR , L S " = L Sl + k S Lm , L R " = L RL + k R Lm , kS , kR aktivni otpor statora, rotora, prijelazni induktiviteti statora i rotora, koeficijenti elektromagnetske sprege statora i rotor, odnosno; J je moment tromosti rotora motora; M, MC su elektromagnetski moment motora odnosno otporni moment mehanizma. Snimanje MIS modela u x-y koordinatnom sustavu omogućuje nam da upravljačko djelovanje s rotora podijelimo na dvije komponente - amplitudu napona rotora Urm i njegovu kružnu frekvenciju ω2. Potonji omogućuje uklanjanje ovisnosti između ovih utjecaja i vremena u sintetiziranom sustavu upravljanja. Kao upravljačko djelovanje uzimamo frekvenciju napona rotora. Rješenje problema optimalnog upravljanja tražit ćemo koristeći Pontrjaginov princip maksimuma. Potrebna pomoćna funkcija: H(ΨS ,ΨR ,US ,UR ,α) = ⎛ ⎞ ⎛Ψ ⎞ k =ψ1⎜USX − RS ⎜⎜ SX − R ΨRX ⎟⎟ + ω2ΨSY ⎟ + ⎜ ⎟ ⎝ LS" LS" ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ΨSY kR ⎞ +ψ 2⎜USY − RS ⎜⎜ − ΨRY ⎟⎟ − ω2ΨSX ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ LS" LS" ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛Ψ ⎞ k + ψ3⎜URX − RR⎜⎜ RX − S ΨSX ⎟⎟ + (ω2 − pω)ΨRY ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ LR" LR" ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ΨRY kS ⎞ +ψ 4⎜URY − RR⎜⎜ − ΨSY ⎟⎟ − (ω2 − pω) ΨRX⎟ ⎜ ⎟ ⎝ LR" LR" ⎠ ⎝ ⎠ 1 +ψ5 ⋅ ⋅ (C ⋅ (ΨSYΨRX − ΨSX ΨRY) − MC) + J +ψ0 ⋅ (MZ − C(ΨSYΨRX − ΨSX ΨRY))2 , gdje je ψ 1 , ψ 2 , ψ 3, ψ 4, ψ 5, ψ 0 - komponente vektorske funkcije različite od nule ψ. Uvjeti transverzalnosti dodatno osiguravaju: ∂f 0 (Ψ S , Ψ R ,U S ,U R) L S " ⎧ = ⎪ψ 1 = ψ 0 ∂Ψ RX RS ⋅ k R ⎪ ⎪ 2CL S " = Ψ SY (M Z − M) , ⎪ RS k R ⎪ ⎨ ⎪ψ = ψ ∂f 0 (Ψ S , Ψ R ,U S ,U R) L S " = 0 ⎪ 2 ∂Ψ RY RS ⋅ k R ⎪ 2CL S " ⎪ =− Ψ SX (M Z − M ), ⎪ RS k R ⎩ 26 A.V. Grigorijev sl.1. Promjena komponenti vektora napona MIS rotora Sl. 2. Promjene elektromagnetskog momenta, brzine vrtnje i momenta otpora motora Sl.3. Promjena struja statora i rotora motora Glavni uvjet za optimalnost regulacijskog procesa u odnosu na problem koji se razmatra je: ψ × U = max (1) gdje je U = vektor regulacijskih djelovanja. Ako kao kontrolne radnje uzmemo frekvenciju napona koji se dovodi u električne komplekse i sustave 27 Sl.4. Mijenjajući amplitude tokovnih veza statora i rotora rotora motora, tada će izraz (1) poprimiti oblik: 2CL S " Ψ SY (M Z − M)ω 2 + RS k R 2CL S " + Ψ SX ( M Z − M)ω 2 = max RS k R iz čega slijedi MDP kontrolni algoritam: (2) ⎧(M Z − M)(ΨSY + ΨSX)< 0, ω 2 = −ω 2 max , (3) ⎨ ⎩(M Z − M)(ΨSY + ΨSX) >0, ω 2 = ω 2 max, Jedna od mogućih tehničkih realizacija dobivene metode upravljanja je promjena redoslijeda faza na rotoru. Dobiveni način upravljanja ispitan je na računalnom modelu kompiliranom u programskom okruženju Delphi 7. Za modeliranje su korišteni parametri motora 4AHK355S4Y3 snage 315 kW. Pokretanje motora modelirano je kao neregulirano, opterećenje prije t = 1 s bilo je ventilatorsko, nakon toga pulsirajuće, varirajući po zakonu MC = 2000 + 1000 sin(62,8t) N×m. Rezultat upravljanja je održavanje elektromagnetskog momenta na razini MZ = 2000 N×m nakon vremena t = 1,4 s. Slika 1 prikazuje promjene komponenti vektora napona u α-β koordinatnom sustavu, stacionarnom u odnosu na stator. Slika 2 prikazuje grafikone elektromagnetskog momenta, momenta otpora i kružne brzine motora. Na slici 3 prikazani su grafovi modula vektora struja statora i rotora motora, a na slici 4 prikazani su grafovi modula vektora tokospoja statora i rotora. Na sl. 2 - 4 može se vidjeti da je skup zadataka sl. 5. Temeljno električni dijagram MIS s pretvaračem koji mijenja slijed faza 28 A.V. Grigorijev sl.6. Shematski dijagram MIS-a s pretvaračem koji mijenja redoslijed faza i ekvivalentnim krugovima trofaznog kruga naizmjenična struja je dovršen, a stabilizacija vektora veze toka statora također se događa na određenoj prihvatljivoj razini. Za implementaciju rezultirajuće metode upravljanja, možete koristiti krug pretvarača prikazan na sl. 5. Krug na slici 5 uključuje samo 4 potpuno upravljiva elementa (tranzistori VT1..VT4) i 16 dioda (VD1..VD16), što ga povoljno razlikuje od upravljačkih krugova s ​​frekvencijskim pretvaračima koji sadrže međuvezu istosmjerne veze i autonomni pretvarač napona , uključujući 6 potpuno upravljivih elemenata. Da biste pojednostavili dijagram strujnog kruga, možete zamijeniti trofazni AC krug s ekvivalentnim dvofaznim. Ako se fazni naponi koriste kao linijski naponi u ekvivalentnom krugu, tj. Potrebno je imati izlaz srednje točke transformatora N, tada se redoslijed faza mijenja uključivanjem napajanja faze B umjesto faze A kao što je prikazano na slici 6. U slučaju korištenja pretvarača drugog tipa, troškovi instalacije se smanjuju, ali za njegovu provedbu potrebno je imati izlaz srednje točke transformatora. LITERATURA 1, Chilikin M.G., Sandler A.S. Opći tečaj električnog pogona: Udžbenik za sveučilišta. – 6. izd., dod. i obrađeno – M.: Energoizdat, 1981. – 576 str. 2. Eschin E.K. Elektromehanički sustavi višemotornih električnih pogona. Modeliranje i upravljanje. – Kemerovo: Država Kuzbas. tehn. sveuč., 2003. – 247 str. 3. Teorija automatiziranog električnog pogona / Klyuchev V.I., Chilikin M.G., Sandler A.S. – M.: Energija, 1979, 616 str. 4. Pontryagin L.S., Boltyansky V.G., Gamkrelidze R.V., Mishchenko E.F.Matematička teorija optimalnih procesa.- 4. izdanje. -M.: Nauka, 1983. -392 c. Autor članka: Grigoriev Alexander Vasilievich - student gr. EA-02

OPIS IZUMA DO AUTORSKE POTVRDE Savez Sovjetskih i Socijalističkih Republika 773887 (23) Prioritet 12,10,78 Objavljeno 23.10.80.Bilten RI 39 u slučajevima izuma i otkrića Datum objave opisa 25.10. /80 A. A, Krugly, N. G. Bo Chkova i B. N. Abramovich (71) Podnositelj Središnji dizajn i tehnološki biro velikih električnih strojeva (54) STROJ S DVOSTRUKOM NAPAJOM Izum se odnosi na elektrotehniku, točnije na električnu izmjeničnu struju pogonom upravlja tiristorski pretvarač frekvencije i može se koristiti za pogon industrijskih instalacija velike snage, na primjer, mlinova za emajl. Poznat je uređaj koji sadrži asinkroni stroj s višefaznom armaturom spojenom na opskrbnu mrežu preko 30-rez. prekidač, i induktor spojen izravno na izlaz frekvencijskog pretvarača, čiji je ulaz spojen na izlaz izvora energije specificiranog pretvarača, kontrolnu jedinicu 15 frekvencijskog pretvarača; čiji je ulaz spojen na regulator stacionarnog načina rada preko sklopke, čiji je drugi ulaz spojen na izlaz upravljačke jedinice pri pokretanju motora.Međutim, poznati uređaj ima instaliranu snagu pretvarača frekvencije i njegov izvor snage veći od onog koji je potreban za regulaciju motora u ustaljenim režimima, a također zahtijeva korištenje složenog sklopnog kruga statora u obliku sklopke s kratkim spojem ili više sklopki.Svrha izuma je smanjiti instaliranu snagu i pojednostaviti ga. opreme, Cilj se postiže činjenicom da je jedan ulaz upravljačke jedinice pri pokretanju spojen na izlaz frekvencijskog pretvarača, a njen drugi ulaz spojen je na izlaz izvora napajanja navedenog frekvencijskog pretvarača. Osim toga, upravljačka jedinica, pri pokretanju, izrađena je u obliku serijski spojenog kondicionera signala, čiji izlaz čini izlaz upravljačke jedinice pri pokretanju, uređaj za usporedbu, čiji je prvi ulaz ini ulaz regulacijske jedinice pri pokretanju, te AC-to-DC konverter, iji ulaz ini drugi ulaz regulacijske jedinice pri startanju.3 7738Na crteu je prikazana shema ureaja.Ureaj sadrži asinkroni stroj 1 s višefaznom armaturom (stator) i induktorom (rotor). Preko sklopke 5. tijela 2 s jednim kontaktom za zatvaranje po fazi (tj. normalnog tipa) stator stroja 1 spojen je na opskrbnu mrežu, rotor stroja 1 slijepo je spojen na izlaz frekvencijskog pretvarača 3, frekvencijski pretvarač 3 spojen je na izlaz njegovog izvora energije 4. Ventile pretvarača 3 uključuje upravljački sustav pretvarača 5. Izlaz komutatora 6 dovodi se na ulaz sustava 5, koji postavlja fazu.Komutator ima dva ulaza povezana preko dioda. Na prvi ulaz sklopke spojen je izlaz regulatora stacionarnog režima 7. Izlazi regulatora 7, na primjer tahogeneratora 8, strujnih transformatora 9 i napona 10 u krugu statora stroja 1 spojeni su na ulaz regulatora 7. Izlaz upravljačke jedinice 11 pri pokretanju spojen je na drugi ulaz sklopke 6. Prvi ulaz 25 upravljačke jedinice pri pokretanju povezan je krugom 12 s izlazom pretvarača frekvencije 3, a drugi krugom 13 s izlazom izvora napajanja 4. Upravljački blok 11 pri pokretanju- gore sadrži oblikovatelj signala 14, povezan ulazom s izlazom uređaja za usporedbu 15, čiji se jedan ulaz napaja priključkom 12, a na drugom - priključkom 13, preko AC-to-DC pretvarača 16. Predloženi uređaj radi na sljedeći način. U početni položaj prije pokretanja 40 stroja 1, sklopka 2 je isključena, a uključeni su pretvarač 3, izvor 4 i upravljački elementi 5-16.U trenutku uključenja sklopke 2, rotor stroja 1, i, prema tome, na izlazu pretvarača 3 (koji je pri spoju isti) javlja se napon koji raste na vrijednost znatno veću od izlaznog napona pretvarača 3 u stacionarnom stanju Konačni napon u amplitudi 50 jednak je amplitudi izlaza izvora 4. Taj se napon, preko pretvarača 16, kontinuirano uspoređuje u uređaju 15 s naponom rotora. Oba napona se dovode do 55 uređaja 15, 16 kroz krugove 12, 13. Kada se napon rotora (krug 12) uspostavi u modulu većem od napon izvora (krug 13).prekidač 6 i potiskivanje izlaznog signala regulatora 7, postavlja fazu impulsa u sustavu 5 koja odgovara inverterskom načinu rada pretvarača 3. Potiskivanje signala regulatora 7 u prekidaču 6 događa se zbog činjenice da najveća vrijednost izlaznog signala elementa 7 manja je od vrijednosti signala na izlazu oblikovatelja 14 Diodni prekidač dopušta prolaz samo najvećeg broja signala. Kao rezultat toga, ventili pretvarača 3 se uključuju i ograničavaju napon rotora na napon izvora 4. Struja u krugu rotora određena je razlikom između primijenjene emf i napona izvora 4. Napon rotora počinje povećati u trenutku kada struja prolazi kroz nulu, dakle, na prstenovima rotora struja i napon se podudaraju u fazi, što znači da je djelovanje pretvarača 3 ekvivalentno uvođenju aktivnog otpora. U ovom slučaju, struja se malo smanjuje u usporedbi s pokretanjem s kratkospojenim rotorom, a moment se značajno povećava. Stroj 1 ubrzava, napon induciran u rotoru od statora opada, signal iz kruga 12 postaje manji od signala iz kruga 13, uređaji 15 i 14 ne proizvode signal, a regulator 7 dolazi u pogon. Stroj 1 prelazi u stacionarno stanje. formula 1, dvostruki izvor napajanja stroja, koji sadrži asinkroni stroj s višefaznom armaturom spojen na opskrbnu mrežu preko sklopke, i induktor spojen izravno na izlaz frekvencijskog pretvarača, čiji je ulaz spojen na izlaz izvora napajanja navedenog pretvarača, upravljačka jedinica pretvarača frekvencije, čiji je ulaz spojen na regulator ustaljenog stanja preko sklopke, čiji je drugi ulaz spojen na izlaz upravljačke jedinice pri pokretanju- gore, razlikuju se po tome što je, kako bi se smanjila instalirana snaga i pojednostavila oprema, ulaz upravljačke jedinice pri pokretanju spojen na izlaz frekvencijskog pretvarača, a njegov drugi ulaz na izlaz snage izvor navedenog pretvarača frekvencije, 5 773882, Stroj prema zahtjevu. 1, s tim da je upravljačka jedinica za pokretanje izrađena u obliku sekvencijalno spojenog tvornika signala, čiji izlaz čini izlaz upravljačke jedinice za pokretanje, uređaj za usporedbu, čiji prvi ulaz čini ulaz kontrolne jedinice za pokretanje, i pretvarač 7 izmjenične struje u istosmjerni ulaz koji čini drugi ulaz kontrolne jedinice pri pokretanju. Izvori informacija uzeti u obzir tijekom ispita 1. Autorska potvrda SSSR-a M 411597, klasa, N 02 R 7/46, 1972.kaz 7527/77 Tiraž 783 Sveruski znanstveno-istraživački institut za izume i 113035, Moskva, Zh. , Rauw

Primjena

1954690, 17.08.1973

SREDIŠNJI PROJEKTNO-TEHNOLOŠKI BIRO VELIKIH ELEKTRIČNIH STROJEVA

OKRUGLI ALEKSANDAR ARONOVIČ, BOČKOVA NINA GRIGORJEVNA, ABRAMOVIČ BORIS NIKOLAJEVIČ

IPC / oznake

Kod veze

Stroj za dvostruko uvlačenje

Slični patenti

Opto je spojen na izlaz izlaznog stupnja 30. Dioda 29 OR kruga 27 spojena je na tranzistor 22 minimalnog graničnog kanala preko otpornika 34. Kolektori tranzistora 2 i 22 povezani su preko otpornika opterećenja 35 i 36 na vlastiti izvor energije 37. Otpornik opterećenja kruga ILI 27 je otpornik 38. Oba emitera tranzistora 3 i 23 i emiter tranzistora 4 spojeni su na izlazne krugove izvora 37, redom, preko dioda 39 i 40. Između baze tranzistora 4 i izvod diode 40, nasuprot onog spojenog na emiter tranzistora 4, uključuje se otpornik 41. U mirnom stanju tranzistori 2 i 22 su zatvoreni zbog razlike u naponu kontroliranog stabiliziranog napajanja i praga ...

Omogućuje uklanjanje topline s grijaćih elemenata izvan kućišta. U tu svrhu, šipke za uklanjanje topline postavljaju se u unutarnju šupljinu elemenata za prijenos topline, čije su krajnje površine kruto pričvršćene na unutarnju površinu poklopca pomoću nosača. Crtež prikazuje predloženu samosigurnu jedinicu napajanja Sadrži protueksplozijsko kućište 1, koje je pričvršćeno spojnim vijcima 2 na prednjoj strani čvrsto zatvoreno poklopcem 3. Rashladna rebra 4 zavarena su na poklopac 3 izvana, a iznutra uz pomoć vijaka 5 čvrsto je pričvršćen metalni okvir 6 u kojem su smještene metalne šipke 7 s folijom 8 namotanom na središnji dio za čvrsto prianjanje otpornika 9 5 njegovog unutarnjeg promjera...

Razdjelnik frekvencije čiji se izlaz koristi za spajanje na ulaz za upravljanje frekvencijom pretvarača frekvencije. Na crtežu je prikazana shema autonomnog napajanja s uređajem za stabilizaciju frekvencije. Filtar koji se sastoji od asinkronog motora 3 i generator stabilne frekvencije 4. Uređaj za stabilizaciju frekvencije sadrži sinkronizaciju bloka 5 za pretvaranje sinusnog napona generatora 4 u kratkotrajni impulsni napon na prijelazu nule pozitivnog i negativnog poluvala sinusnog napona. Iz izlaza bloka 5, impulsi koji odgovaraju nultom prijelazu pozitivnog poluvalnog napona dovode se na ulaz postavljača referentnog trajanja. Postavljač referentnog trajanja određuje...

Značajan nedostatak svih razmatranih metoda regulacije brzine vrtnje asinkronog motora je povećanje gubitaka energije u krugu rotora pri opadanju brzine proporcionalno klizanju. Međutim, kod motora s namotanim rotorom ovaj se nedostatak može otkloniti uključivanjem izvora kontroliranog EMF-a u krug rotora, uz pomoć kojeg se energija klizanja može ili vratiti u mrežu ili koristiti za izvođenje koristan rad.

Sheme asinkronih električnih pogona s uključivanjem dodatnih stupnjeva pretvorbe energije u krug rotora za korištenje i regulaciju klizne energije nazivaju se kaskadne sheme (kaskade). Ako se energija klizanja pretvara u povratnu u električna mreža, kaskada se naziva električna. Ako se energija klizanja pretvara u mehaničku energiju pomoću elektromehaničkog pretvarača i dovodi do osovine motora, tada se takve kaskade nazivaju elektromehaničkim.

Električne kaskade u kojima je krug rotora spojen na pretvarač frekvencije koji može i trošiti energiju klizanja i isporučivati ​​energiju motoru sa strane rotora na frekvenciji klizanja, tj. kontrolirati protok energije u krugu rotora i naprijed i natrag smjerova, nazivaju se kaskade s asinkronim motorom koji radi u načinu rada stroja s dvostrukim napajanjem (DFM). Dijagram takve kaskade prikazan je na sl. 8.38, a.

Analiza ovog kruga omogućuje nam identificiranje najopćenitijih obrazaca karakterističnih za električne pogone s kaskadnim povezivanjem asinkronih motora. U stacionarnim radnim uvjetima bilo kojeg električnog stroja, polja statora i rotora moraju biti međusobno nepomična kako bi se stvorio konstantan zakretni moment. Stoga, ako je u dijagramu Sl. 8.38, i postavka frekvencije ne ovisi o opterećenju motora, tada brzina motora unutar dopuštenog preopterećenja ostaje nepromijenjena:

Ovaj način rada naziva se sinkroni MDP način. Da bismo ga matematički opisali, koristit ćemo jednadžbe mehaničkih karakteristika generaliziranog stroja u x i y osi, budući da

Polja rotora i statora rotiraju u razmatranom modu brzinom Kada pišemo po analogiji sa sinkronim strojem, usmjeravamo sve varijable u odnosu na vektor napona koji se dovodi na rotor:

U sinkronom načinu rada sinkronog motora moment je određen kutom a os polja rotora poklapa se sa smjerom vektora.U sinkronom MIS modu struja rotora ima frekvenciju

Što općenito nije jednako nuli. U ovom slučaju promjene opterećenja i klizanja uzrokuju promjene u kutu pomaka polja rotora u odnosu na napon, stoga je vektor napona statora pomaknut u odnosu na vektor za kut koji je jednak kutu samo pri tj. Kad je rotor pobuđen istosmjernom strujom. Na stvarni naponi primijenjeni na fazne namotaje statora motora mogu se napisati u obliku

MDP jednadžbe u x, y osi imaju oblik

Ograničimo se na razmatranje stabilnog stanja rada, stavljajući , a zanemariti aktivni otpor namota statora Za korištenje (8.111), korištenjem formula (2.15) i (2.16), transformiramo (8.109) i (8.110) u x, y osi

Kao rezultat preobrazbe koju dobivamo

gdje crtice označavaju vrijednosti napona primijenjene na krug statora.

Zamjenom svih prihvaćenih i primljenih vrijednosti u (8.111) i izvođenjem nekih transformacija, predstavljamo ga u obliku

Koristeći izraze za veze toka (2.20), možemo dobiti

Vrijednosti određuju se pomoću prve dvije jednadžbe (8.112):

zatim (8.113) pri zamjeni može se prikazati u obliku

Jednadžbe (8.114) omogućuju nam da dobijemo izraz za mehaničke karakteristike motora u MIS modu. Da biste to učinili, potrebno je riješiti prve dvije jednadžbe s obzirom na , zamijenite dobivene izraze u treću jednadžbu, transformirajte varijable dvofaznog modela na trofazni pomoću (2.37), prijeđite s maksimalnih vrijednosti napona na efektivne i izvršite potrebne matematičke transformacije. Kao rezultat toga dobivamo

Gdje
- kut pomaka između osi polja statora i rotora.

Analiza jednadžbe mehaničkih karakteristika asinkronog motora u MIS načinu rada omogućuje nam da utvrdimo niz zanimljivih i praktično važnih značajki kaskadnog kruga koji se razmatra. Moment motora u ovom načinu rada sadrži dvije komponente, od kojih jedna odgovara prirodnoj mehaničkoj karakteristici asinkronog motora, a druga sinkronom načinu rada, zbog napona koji se dovodi u krug rotora.

Doista, kada (8.115) poprima oblik

koja se podudara s jednadžbom (8.76) na S konstantnom postavkom frekvencije napona u krugu rotora
. Stoga proklizavanje motora pri radu u sinkronom načinu rada ostaje i asinkrona komponenta momenta. Ovisnost Mc o brzini prikazana je na sl. 8.38.6 (krivulja).

druga komponenta je posljedica interakcije naponski pobuđenog rotora s poljem statora stvorenim mrežnim naponom

Na sl. 8.38.6 prikazane su krivulje
(krivulja 2) i na (krivulja 3).

Rezultirajući moment motora

Ako fazna rotacija napona isti, polja statora i rotora imaju isti smjer vrtnje i vrijednosti klizanja s 0 i frekvenciju rotora su pozitivni. Motor pod opterećenjem kočenja radi u motornom režimu, a kut poprima vrijednost pri kojoj . Ovo je područje kaskadnog načina rada pri brzini manjoj od sinkrone . Ako promijenite opterećenje primjenom pogonskog momenta - M s - na osovinu motora, dogodit će se prijelazni proces u kojem će se pod utjecajem pozitivnog dinamičkog momenta rotor motora ubrzati, promijeniti položaj u odnosu na os polja statora a kut na kraju prijelaznog procesa poprimit će negativnu vrijednost koja odgovara uvjetu (8.118) .

Dakle, kada motor radi brzinom nižom od sinkrone, a ovisno o opterećenju osovine, može raditi i u motornom i u generatorskom režimu. U ovom slučaju prijelaz u generatorski način rada osigurava se promjenom sinkrone komponente (8.118) pod utjecajem promjena unutarnjeg kuta uzrokovanih promjenama opterećenja, a komponenta ostaje nepromjenjen. Mehaničke karakteristike koje odgovaraju dvjema vrijednostima prikazani su na sl. 8.38.5 (ravni 4, 5).

Kada radi u motornom režimu sa (pri subsinkronoj brzini), snaga koju troši motor, ako se zanemare gubici, dovodi se na osovinu motora (P 2) iu obliku klizne snage P s na pretvarač frekvencije:

Klizna snaga P s se pretvara frekvencijskim pretvaračem i vraća u mrežu (sl. 8.39o). Ako na stroj radi u generatorskom načinu rada tada se smjer tokova snage mijenja u suprotan (sl. 8.39.6):

Smanjenje frekvencije rotora povlači za sobom povećanje brzine motora, jer

Stoga je na Sl. 8.38,b smanjenje uzrokuje prijelaz sa karakteristike 5 na karakteristiku 4, a zatim na na karakteristiku 6.

Na krug rotora se napaja konstantnim naponom i motor radi u čisto sinkronom načinu rada. Doista, u ovom slučaju s 0 = 0, asinkrona komponenta a moment motora je potpuno određen (8. 117):

Uspoređujući ovaj izraz s (8.118) na , možete provjeriti njihovu potpunu slučajnost. Stoga je karakteristika 6 na Sl. 8.38, b je mehanička karakteristika sinkronog stroja bez istaknutih polova, koji asinkroni motor postaje kada se namot rotora napaja istosmjernom strujom.

Promjenom predznaka možete promijeniti slijed faza napona rotora. U tom slučaju polje rotora rotira u smjeru suprotnom od polja statora, , broj okretaja motora , a klizanje je negativno. Mehaničke karakteristike koje odgovaraju dvjema vrijednostima prikazani su na sl. 8.38.6 (ravni 7 i 8).

Gledajući ovu sliku, možete vidjeti da ovdje, ovisno o opterećenju osovine, možete imati i motorni i generatorski način rada motora. U ovom slučaju, komponenta asinkronog momenta pri zadanoj vrijednosti s 0< 0 отрицательна и неизменна, а значения момента, соответствующие обеспе­чиваются изменениями угла за счет поворота ротора относи­тельно поля статора под действием возникающих динамических моментов.

Kod supersinkrone brzine (s 0< 0) при работе в двига­тельном режиме механическая мощность Р 2 обеспечивается по­треблением мощности как по цепи статора Р 1 , так и по цепи ро­тора (мощность скольжения P s) :

Pri prelasku na generatorski način rada i isti s 0, snaga P 2 koja dolazi iz osovine prenosi se u mrežu kroz oba kanala, tj. smjerovi protoka se mijenjaju u suprotno, kao što je prikazano na slici. 8.39, c i d.

Mehaničke karakteristike na sl. 8.38.6 odgovaraju , dok je maksimum komponente sinkronog momenta (8.117) promjene funkcije klizanja s 0 (vidi krivulje 2 i 3). Budući da komponenta kada predznak s 0 promijeni predznak, kapacitet preopterećenja motora u MIS modu pri
pokazuje se bitno drugačijim. Pri brzinama ispod sinkronih motorički momenti značajno smanjiti kapacitet preopterećenja u generatorskom načinu rada: maksimalne vrijednosti momenta kočenja M za dano u ovom načinu rada ograničene su krivuljom 9. Pri brzinama većim od sinkronih kočni momenti ograničavaju maksimalne vrijednosti rezultirajućeg momenta koji odgovara u motornom načinu rada (krivulja 10 na slici 8.38, b).

Praktično potreban kapacitet preopterećenja u cijelom području regulacije brzine može se održavati promjenom napona kao funkcije s 0 i opterećenja. U tom slučaju, struje rotora i statora moraju biti ograničene na prihvatljivu razinu u svim načinima rada.

Promjene napona osiguravaju se odgovarajućim promjenama u signalu referentnog napona pretvarača frekvencije. Pri određenom opterećenju, na primjer pri promjenom se može utjecati na potrošnju jalove snage u krugu statora za sinkroni motor.

Analiza pokazuje da su u MIS načinu rada svojstva kaskade bliska svojstvima sinkronog motora, a pri poklapaju se. Specifičnost se očituje samo u prisutnosti jake asinkrone komponente momenta M c (s 0), u mogućnosti rada pri različitim brzinama određenim djelovanjem na napon, te u pobuđivanju rotora izmjeničnom strujom kutna frekvencija klizanja

Poznato je da je sinkroni motor sklon oscilacijama uzrokovanim elastičnom elektromagnetskom spregom između polja statora i rotora. a za borbu protiv njih opremljen je prigušnim namotom koji stvara asinkronu komponentu momenta. U razmatranom kaskadnom krugu postoji jača asinkrona komponenta, određena prirodnim mehaničkim karakteristikama asinkronog motora (bez uzimanja u obzir unutarnjih otpora pretvarača frekvencije). Stoga, kada se radi u području brzina bliskih brzini polja do 0, gdje - krutost karakteristika je visok, negativan i ima snažan učinak prigušivanja na vibracije rotora, sličan viskoznom trenju.

Međutim, kada krutost ove karakteristike mijenja predznak to jest, mehanička karakteristika ima pozitivan nagib i može imati učinak ljuljanja, a ne prigušenja, što dovodi do nestabilnog rada kaskade. Ova okolnost ograničava opseg primjene sinkronog načina rada kaskade na instalacije koje zahtijevaju mali raspon promjena brzine [regulacija unutar ±(20-30)% . pri čemu | a dinamička svojstva kaskade mogu u dovoljnoj mjeri zadovoljiti zahtjeve.

Treba napomenuti da za navedeni raspon dvozonska regulacija brzine vrtnje u kaskadnoj shemi ima prednosti u odnosu na druge metode, budući da osigurava ekonomičnu regulaciju brzine vrtnje uz relativno malu potrebnu snagu pretvarača frekvencije, koji mora biti projektiran za maksimalnu kliznu snagu.

Sukladno tome, pri regulaciji brzine unutar ±(20-30)%, potrebna snaga frekvencijskog pretvarača je 20-30% nazivne snage motora.

Ako je potrebno promijeniti brzinu vrtnje u širem rasponu, uvođenjem povratne sprege osigurava se frekvencijska ovisnost o brzini motora, slična frekvencijskoj ovisnosti u asinkronom načinu rada. U ovom slučaju, mehaničke karakteristike kaskade imaju konačnu krutost, određenu postavkama povratne veze, a način rada kaskade naziva se asinkronim.

Mogućnosti dvozonske regulacije brzine s radom u motornom i generatorskom načinu rada pri svakoj brzini u kaskadnim krugovima omogućene su samo kada se koriste potpuno kontrolirani pretvarači frekvencije koji imaju sposobnost prijenosa energije u smjeru naprijed i natrag (vidi sl. 8.39). ) . S navedenim ograničenim rasponom dvozonske regulacije brzine, potrebne su promjene frekvencije napona = Ove uvjete najpotpunije ispunjavaju pretvarači frekvencije s izravnom spregom; njihova je uporaba posebno ekonomski isplativa kod električnih pogona čija je snaga stotine i tisuće kilovata.

Nedostatak takvih kaskada je potreba reostatskog pokretanja motora na najnižu brzinu u regulacijskom području. Ovaj nedostatak nije značajan za mehanizme koji rade dugo vremena, bez čestih pokretanja.

Učinkovitost snažnih kaskadnih električnih pogona s radom asinkronog motora u MIS načinu rada određena je u određenim uvjetima visokom učinkovitošću tiristorskog pretvarača, mogućnošću smanjenja ukupne potrošnje jalove snage racionalnom regulacijom napona, kao i kao relativno male dimenzije, težina i cijena pretvarača. Posljednje dvije prednosti se očituju u većoj mjeri što je uže potrebno podešavanje brzine elektromotora u užim granicama.

Međutim, u većini slučajeva snaga elektromotora koji zahtijevaju regulaciju brzine vrtnje su deseci i stotine kilovata, a potrebno područje regulacije brzine vrtnje D prelazi područje koje je racionalno za kaskadu s MIS-om. Ako , snaga pretvarača frekvencije postaje razmjerna snazi ​​motora. U ovom slučaju, svrsishodnije je koristiti frekvencijsku regulaciju brzine, koja omogućuje implementaciju kontinuirane regulacije brzine u svim prijelaznim procesima asinkronog elektromotornog pogona, slično G-D i TP-D sustavima.

Ipak, zbog razmatranih značajki kaskade

sheme, postoji prilično širok raspon njihove primjene u slučajevima kada radni uvjeti mehanizama omogućuju smanjenje zahtjeva za upravljanjem protokom klizne snage na putu povratka u mrežu ili prijenosa na osovinu motora. Takvi mehanizmi uključuju nepovratne mehanizme koji rade s reaktivnim opterećenjem na osovini i ne zahtijevaju rad motora u generatorskom načinu rada tijekom procesa kočenja.

Pod tim uvjetima možemo se ograničiti na jednozonsku regulaciju brzine, u kojoj je u motornom načinu rada smjer kliznog toka snage nepromijenjen - od rotora motora do mreže (sl. 8.39) ili do osovine. To omogućuje značajno pojednostavljenje kaskadnih krugova korištenjem nekontroliranog ispravljača u kliznom kanalu za pretvorbu snage.

U električnim kaskadama struja rotora koju ispravlja ispravljač pretvara se u izmjeničnu struju i prenosi u mrežu. Ako se jedinica električnog stroja koristi za pretvorbu struje i povrat energije klizanja, kaskada se naziva stroj-ventil. Kada se u tu svrhu koristi mrežno upravljani ventilski pretvarač, kaskada se naziva ventilska (asinkrona ventilska) kaskada.

Elektromehaničke kaskade su strojno-ventilne. U njima se ispravljena struja šalje u armaturni namot istosmjernog stroja spojenog na osovinu asinkronog motora, koji električnu energiju klizanja pretvara u mehaničku energiju dovedenu na osovinu motora.

4. Poslovni e-mail motora na zajedničko mehaničko vratilo.

4.1 Raspodjela opterećenja između motora koji rade na zajedničkoj mehaničkoj osovini, ovisno o krutosti mehaničkih karakteristika i idealnim brzinama praznog hoda.

na sl. 2.16 govori o zajedničkom radu asinkronog motora s opterećenjem na vratilu. Mehanizam opterećenja (sl. 2.16.a) povezan je s osovinom motora i pri rotaciji stvara moment otpora (moment opterećenja). Pri promjeni opterećenja na osovini automatski se mijenja brzina rotora, struje u namotima rotora i statora te struja potrošena iz mreže. Neka motor radi s opterećenjem Mload1 u točki 1 (slika 2.16.b). Ako se opterećenje na osovini poveća na vrijednost Mload2, radna točka će se pomaknuti u točku 2. U tom slučaju će se smanjiti brzina rotora (n2 M1). Smanjenje brzine rotora dovodi do povećanja klizanja, povećanja struja u namotima rotora i statora, tj. do povećanja struje potrošene iz mreže.

Priključni krug za istosmjerni motor s neovisnom pobudom (slika 4.1), kada se za napajanje pobudnog kruga koristi zasebni izvor istosmjerne struje, koristi se u podesivim električnim pogonima

Sidro motora M i njegov namot polja LM obično primaju napajanje iz različitih, neovisnih izvora napona U I U V, što vam omogućuje odvojeno reguliranje napona na armaturi motora i na namotu polja. Trenutni smjer ja i rotacijski emf motora E, prikazano na sl. 4.1, odgovaraju načinu rada motora, kada motor troši električnu energiju iz mreže: R e= U c I a pretvara se u mehaničku snagu čija snaga R m= M ω. Ovisnost između trenutka M i brzina ω motor je određen njegovim mehaničkim karakteristikama.

Riža. 4.1. Shema spoja za uključivanje neovisnog istosmjernog motora
uzbuđenje: A– strujni krugovi namota armature; b– pobudni krugovi

U stabilnom stanju rada motora, primijenjeni napon U uravnotežen padom napona u armaturnom krugu ja∙R i rotacijska emf inducirana u armaturi E, tj.

, (4.1)

Gdje ja– struja u krugu armature motora; R= R i+ Rr 1 - ukupni otpor kruga armature, Ohm, uključujući vanjski otpor otpornika Rp 1 i unutarnji otpor armature motora R i(ako postoje dodatni polovi, njihov otpor se također uzima u obzir):

Gdje k– proračunski koeficijent motora; k = pN/2a (R– broj pari polova motora; N– broj aktivnih vodiča armaturnog namota; 2 A– broj pari paralelnih grana armaturnog namota; F– magnetski tok motora.

Zamijenivši u jednadžbu ravnoteže napona armaturnog kruga izraz za E i izražavanje ω , dobivamo:

. (4.3)

Ova se jednadžba zove elektromehaničke karakteristike motora.

Za dobivanje mehaničke karakteristike potrebno je pronaći ovisnost brzine o momentu motora. Zapišimo formulu za povezivanje momenta sa strujom armature motora i magnetskim tokom:

Izrazimo struju armature motora kao momentom i zamijenimo je u formulu za elektromehaničke karakteristike:

, (4.5a)

, (4.5b)

Gdje ω 0 = U/ kF– brzina vrtnje stroja u idealnom stanju mirovanja; β = (kF) 2 / R– krutost i mehaničke karakteristike stroja.

Mehaničke karakteristike motora s konstantnim parametrima U, R I F pojavljuje se kao ravna linija 1 (Slika 4.2). prazan hod ( M= 0) motor se okreće brzinom w 0 . Kako se moment opterećenja povećava, brzina vrtnje se smanjuje, nazivni moment opterećenja M N odgovara nazivnoj brzini vrtnje w 0. Promjena napona napajanja uzrokuje razmjerno smanjenje brzine vrtnje u svim režimima rada. U tom slučaju očuvana je krutost mehaničke karakteristike b, jer je njezina vrijednost, prema (4.5b), određena otporom lanca armature, proračunskim koeficijentom i magnetskim tokom stroja. Prema (4.5) promjenom napona napajanja U od nule do nominalne vrijednosti (na primjer, pomoću kontroliranog tiristorskog ispravljača), možete promijeniti frekvenciju rotacije osovine u širokom rasponu, što potvrđuje sl. 4.2 (karakteristike 2 ). U ovom slučaju, raspon glatke i ekonomične regulacije brzine - dubina regulacije - nalazi se prema formuli , (4.6)

gdje su w max, w min najveća i najmanja moguća brzina vrtnje za ovu metodu upravljanja.

U praksi, dubina regulacije doseže 10 ... 100 000. Tako veliki raspon regulacije omogućuje uklanjanje ili značajno pojednostavljenje mehaničkog prijenosa.

Drugi način reguliranja brzine motora je promjena otpora krugova armature - spajanjem otpornika za podešavanje R P1 u seriju s krugom armature (slika 4.1). U ovom slučaju, prema (4.5), s povećanjem otpora smanjuje se krutost karakteristike stroja (slika 4.2, linija 3). Kao što se može vidjeti sa Sl. 4.2, brzina vrtnje stroja pri idealnoj brzini praznog hoda: M = 0 se ne mijenja, a s povećanjem momenta opterećenja, brzina vrtnje značajno opada (β opada). Ova metoda upravljanja omogućuje vam promjenu brzine rotacije u širokom rasponu, međutim, zbog značajnih gubitaka snage u kontrolnom otporniku, učinkovitost pogona naglo se smanjuje:

. (4.7)

Regulacija brzine vrtnje istosmjernog stroja magnetskim tokom stroja F - promjenom uzbudne struje otpornikom. R P 2 (vidi sl. 4.1) - je ekonomična metoda, jer gubici u otporniku R P 2 nisu velike zbog male uzbudne struje. Međutim, ova metoda omogućuje samo povećanje brzine rotacije u usporedbi s nominalnom (dubina regulacije ne prelazi D = 2 ... 3). Ova metoda upravljanja dostupna je za većinu strojeva.

Prethodno je razmatran rad motora s neovisnom pobudom u motornom načinu rada, što je odgovaralo mehaničkim karakteristikama prikazanim na sl. 4.2 i nalazi se u prvom kvadrantu koordinatnih osi. No, time nisu iscrpljeni mogući načini rada elektromotora i njegovih mehaničkih karakteristika. Vrlo često u modernim električnim pogonima potrebno je brzo i točno zaustaviti mehanizam ili promijeniti smjer njegovog kretanja. Brzina i točnost kojom se te operacije izvode u mnogim slučajevima određuju rad mehanizma. Tijekom kočenja ili promjene smjera kretanja (rikverc) elektromotor radi u načinu kočenja koristeći jednu od mehaničkih karakteristika koja odgovara načinu kočenja koji se izvodi. Grafička slika Mehaničke karakteristike neovisnog uzbudnog stroja za različite načine rada prikazane su na sl. 4.3.

Riža. 4.3. Mehaničke karakteristike istosmjernog motora neovisne uzbude u različitim režimima rada: 1 – mehaničke karakteristike pri nazivnom naponu armature; 2 – mehanička karakteristika s armaturnim naponom jednakim nuli

Ovdje, uz odjeljak karakteristika koji odgovara motoričkom modu (kvadrant I), odjeljci karakteristika prikazani su u kvadrantima II i IV, karakterizirajući tri moguće načine električno kočenje generatora, i to:

1) kočenje s otpuštanjem energije u mrežu (regenerativno);

2) dinamičko kočenje;

3) kočenje protusklopkom.

Razmotrimo detaljnije karakteristike mehaničkih karakteristika na naznačene načine kočenje.

1. Kočenje s povratom energije u mrežu ili regenerativno kočenje(način rada generatora paralelno s mrežom) provodi se u slučaju kada je brzina vrtnje motora veća od idealne brzine praznog hoda i njegove emf. E više primijenjenog napona U. Motor ovdje radi kao generator paralelno s mrežom kojoj opskrbljuje električnu energiju; U tom slučaju struja mijenja smjer, stoga se mijenja predznak i moment motora, tj. postaje kočenje: M= – ja F. Ako moment kočenja označimo sa M T= –M, tada će jednadžba (4.5) za ω > ω 0 imati sljedeći oblik:

. (4.8)

Kao što se vidi iz izraza (4.8), krutost (nagib) mehaničke karakteristike u razmatranom generatorskom modu bit će ista kao i u motornom modu. Stoga, grafički, mehaničke karakteristike motora u režimu kočenja s odavanjem energije u mrežu nastavak su karakteristika motornog režima u područje kvadranta II (slika 4.3). Ovakav način kočenja moguć je, na primjer, u pogonima transportnih i diznih mehanizama pri spuštanju tereta i kod nekih načina upravljanja brzinom, kada motor, krećući se na manje brzine, prelazi vrijednosti ω >ω 0 . Takvo kočenje je vrlo ekonomično, jer je popraćeno oslobađanjem električne energije u mrežu.

2. Dinamičko kočenje nastaje kada je armatura motora isključena iz mreže i kratko spojena na otpornik (slika 4.4), stoga se ponekad naziva reostatsko kočenje. Namot polja mora ostati spojen na mrežu.

Riža. 4.4. Shema spoja za uključivanje neovisnog istosmjernog motora
uzbude tijekom dinamičkog kočenja.

Tijekom dinamičkog kočenja, kao iu prethodnom slučaju, mehanička energija koja dolazi s osovine pretvara se u električnu energiju. Međutim, ta energija se ne prenosi u mrežu, već se oslobađa u obliku topline u otporu armaturnog kruga.

Budući da su tijekom dinamičkog kočenja krugovi armature stroja isključeni iz mreže, u izrazu (4.5) napon treba postaviti na nulu U, onda će jednadžba imati oblik:

. (4.9)

Prilikom dinamičkog kočenja, mehanička karakteristika motora, kao što se vidi iz (4.9), je pravac koji prolazi kroz ishodište koordinata. Skupina dinamičkih karakteristika kočenja pri različitim otporima R sidreni lanac prikazan ranije (vidi sl. 4.3 kvadrant II). Kao što se može vidjeti na ovoj slici, karakteristike krutosti se smanjuju s povećanjem otpora lanca armature.

Dinamičko kočenje naširoko se koristi za zaustavljanje pogona kada je isključen iz mreže (osobito kada je zakretni moment reaktivan), na primjer, pri spuštanju tereta u mehanizmima za podizanje. Prilično je ekonomičan, iako je u tom pogledu inferioran u odnosu na kočenje s otpuštanjem energije u mrežu.

3. Natrag kočenje(generatorski način rada u seriji s mrežom) provodi se u slučaju kada su namoti motora uključeni za jedan smjer vrtnje, a armatura motora se okreće u suprotnom smjeru pod utjecajem vanjskih momenta ili sila tromosti. To se može dogoditi, na primjer, u pogonu dizala, kada je motor uključen za podizanje, a okretni moment koji razvija teret uzrokuje da se pogon vrti u smjeru spuštanja tereta. Isti način se dobiva kada se namot armature (ili namot polja) motora prebaci na brzo zaustavljanje ili promijeni smjer vrtnje u suprotno.

Grafički prikaz mehaničkih karakteristika za povratno kočenje, kada npr. dolazi do tzv. otpuštanja kočnice tereta, prikazan je na sl. 4.3, iz čega proizlazi da je mehanička karakteristika pri kočenju protusklopkom nastavak karakteristike motornog načina rada u kvadrantu IV.

Poglavlje četrdeset i prvo POSEBNE VRSTE SINKRONIH STROJEVA

U U armaturnom namotu istosmjernog stroja teče izmjenična struja. Ako spojite ovaj namot također s kliznim prstenovima (Sl. 41-1, A), tada na njima dobivamo izmjenični napon U^. Takav se stroj naziva jednokorni pretvarač. Njegov namot polja obično se napaja istosmjernom strujom sa strane kolektora, baš kao u paralelno pobuđenim istosmjernim strojevima. Prema tome, konstruktivno, pretvarač s jednom armaturom je istosmjerni stroj opremljen kliznim prstenovima. Prstenovi su postavljeni na osovinu na strani suprotnoj od komutatora. "Kako bi se poboljšala komutacija, stroj ima dodatne polove.

Za pretvaranje AC u DC obično se koristi jedan armaturni pretvarač. Istovremeno, u odnosu na izmjeničnu mrežu radi kao sinkroni motor, au odnosu na istosmjernu mrežu, kao generator istosmjerne struje. Ovaj stroj razvija samo mali okretni moment na osovini kako bi pokrio mehaničke, magnetske i dodatne gubitke. Razlika R"-R_ jednaka gubicima u automobilu. Stroj također može pretvarati istosmjernu struju u izmjeničnu.

Pretvarač jedne armature

Riža."41-1. Princip dizajna (A) i dijagram (b) običnog jednoarmaturnog pretvarača

Sinkroni motori obično se pokreću asinkronim načinom pokretanja, za što se u njihove polne dijelove postavlja namot za pokretanje. Ako je dostupno istosmjerno napajanje, može se pokrenuti na isti način kao i istosmjerni motor, a zatim sinkronizirati s izmjeničnim napajanjem.

Kao što je poznato, u generatorskom načinu rada aktivna komponenta struje armature je u fazi s e. d. s, au motornom načinu rada usmjeren je suprotno od e. d.s. Budući da pretvarač s jednom armaturom radi istovremeno kao generator i motor, strujna razlika od / i / teče u namotu armature. Stoga su gubici u namotu armature manji nego kod konvencionalnih izmjeničnih strojeva. Budući da su oblici krivulja izmjenične i istosmjerne struje u sekcijama namota različiti iu različitim sekcijama krivulje su pomaknute u fazi u vremenu za različite kutove, struje sekcija se tijekom vremena mijenjaju duž krivulja složenih oblika.

Budući da je napon U„ I U_ djeluju u istom namotu armature, tada su njihove vrijednosti čvrsto povezane jedna s drugom. Ako pretpostavimo da uzbudno polje inducira čisto sinusno npr. u kotvnom namotu. itd. zanemarimo otpore namota i pretpostavimo da broj sekcija namota

je vrlo velik, tada vektorski dijagram e. d s. presjek armature će izgledati kao krug (slika 41-2). U ovom slučaju napon U_ jednaka promjeru kruga, a amplituda Um~ = \"W~ jednaka stranici t-kuta upisanog u krug, gdje T- broj faza (na sl. 41-2 yg = 6). Na temelju Sl. 41-2

Na primjer, kada t= 3 i t= 6 odnosno U m ~= 0,612 £/_ i I"- 0,354 U_.

Iz navedenog proizlazi da ako vrijednost £/_. bude standardna, tada će vrijednost £U„ biti nestandardna, i obrnuto. Stoga se obično pretvarač s jednom armaturom spaja na mrežu preko transformatora Tr, a često dodatno i preko induktivnog svitka IR(Sl. 41-3). Promjenom uzbudne struje može se stroj opteretiti induktivnom ili kapacitivnom strujom i pri tome se, zbog pada napona u induktivnom svitku, može podešavati napon £/_ u određenim granicama.

Prethodno su se pretvarači s jednom armaturom naširoko koristili za napajanje kontaktnih mreža tramvaja i željeznice iu drugim slučajevima. Trenutno

Riža. 41-2. Vektorski dijagram e. d.s. i naponi namota armature jednoarmaturnog pretvarača

Riža. 41-3. Šestofazni jednoarmaturni pretvarač s transformatorom i induktivnim svitkom

U to vrijeme ih u tim područjima zamjenjuju živini i poluvodički ispravljači i koriste se u posebnim slučajevima, također s odvojenim AC i DC namotima. Pretvarač s jednom armaturom također se može koristiti kao generator dviju vrsta struje - istosmjerne i izmjenične - ako se okreće pomoću neke vrste primarnog pokretača. U nekim slučajevima se takvi generatori koriste na malim brodovima itd. Da bi se dobili naponi potrebne veličine, na armaturu se postavljaju odvojeni izmjenični i istosmjerni namoti. Ako se istosmjerni namot koristi samo za napajanje uzbudnog namota, tada dobivamo neku vrstu samouzbudnog sinkronog generatora. Takvi generatori snage do 5-10 kv-a također naći neku upotrebu.

§ 41-2. Strojevi za dvostruko uvlačenje

Motor s dvostrukom snagom po svojoj konstrukciji to je asinkroni stroj s namotanim rotorom, čija se oba namota napajaju izmjeničnom strujom, obično iz dijeljena mreža, s paralelnim ili serijskim spajanjem namota statora i rotora (sl. 41-4, A). Struje statora ja t i rotor / 2 stvaraju n. S. Fj, F 2 i tokovi F 1(F 2, koji se okreću u odnosu na stator i rotor brzinama n g= fjp. Ove n. S. a niti se rotiraju sinkrono ako

Gdje P - brzina vrtnje rotora, a znak plus se odnosi na slučaj kada je n. S. Rotor se okreće u odnosu na rotor u smjeru njegove rotacije, a znak minus je kada se ta rotacija događa u suprotnom smjeru. Prema ovoj relaciji u prvom slučaju P= Oh, što nije od praktičnog interesa, iu drugom slučaju

tj. Brzina rotora jednaka je dvostrukoj brzini konvencionalnog sinkronog stroja. U ovom slučaju, sinkrono rotirajuća polja statora i rotora stvaraju moment M, stroj može raditi u motornom i generatorskom načinu rada i u biti je sinkroni stroj. Trenutak M nastaje kada je prostorni kut 6 između J^ i F 2 (sl. 41-4, b) različit od nule ili 180°, jer se u protivnom polne osi magnetskih polja statora i rotora podudaraju i ne stvaraju se tangencijalne sile.

Strojevi s dvostrukim posmakom nalaze primjenu u posebnim slučajevima kao motori. Nedostatak im je što ih prilikom pokretanja treba tjerati u rotaciju pomoću pomoćnog motora. Osim toga, njihovi momenti slijeganja su mali i ovi su strojevi skloni ljuljanju. Općenito, moguće je napajati stator i rotor strujama različitih frekvencija.

asinkroni sinkroni stroj, predložio L. A. Gorev, razlikuje se od uobičajenog

sinkroni stroj po tome što ima dva uzbudna namota - jedan po uzdužnoj, a drugi po poprečnoj osi. Stoga njegov rotor ima u biti dvofazni namot. U normalnom radu, namoti polja se napajaju istosmjernom strujom, a ovaj način rada se ne razlikuje od načina rada konvencionalnog sinkronog stroja. Međutim, u hitnim načinima rada, kada je sinkrona rotacija rotora s poljem statora poremećena (kratki spojevi u mreži, ljuljačke rotora itd.), Namoti pobude se napajaju izmjeničnim strujama frekvencije klizanja, pomaknute u fazi za 90°, što rezultira rotiranjem pobudnog polja u odnosu na rotor. Frekvencija uzbudnih struja s/x podešava se automatski i kontinuirano na način da se uzbudno i armaturno polje sinkronizirano vrte, zbog čega stvaraju moment konstantnog predznaka. Time stroj ne ispada iz sinkronizacije i povećava se stabilnost njegovog rada, što je prednost ovog stroja.

Po svojoj prirodi razmatrani stroj sličan je stroju s dvostrukim napajanjem. Da bi se ostvarila navedena prednost ovog stroja, višestrukost

Riža. 41-4 (prikaz, ostalo). Shema (A) i vektorski dijagram n. S. i potoci (b) strojevi s dvostrukom hranom

(stropni) napon pobude treba biti visok (fy m E= 4 -*■ 5) i treba koristiti regulatore jakog djelovanja. Preporučljivo je napajati uzbudne namote iz ionskih ili poluvodičkih pretvarača frekvencije. Trenutno su proizvedeni prototipovi asinkroniziranih sinkronih strojeva.

§ 41-3. Sinkroni motori male snage

Neki mehanizmi zahtijevaju motore male snage s konstantnom brzinom vrtnje (kasetofonski mehanizmi filmskih kamera, električnih satova, aparata itd.). Kao takvi motori koriste se sinkroni motori bez namota polja. Odsutnost namota polja pojednostavljuje dizajn motora i njihov rad, a također povećava pouzdanost njihovog rada. U mnogim slučajevima takvi motori su jednofazni.

Struktura statora višefaznih sinkronih motora male snage o kojima se govori u ovom odlomku ne razlikuje se od strukture statora normalnih sinkronih i asinkronih strojeva, a statori jednofaznih sinkronih motora imaju istu strukturu kao i statori jednofaznih asinkronih motora (s radnim i startnim namotom, kondenzatorom, s oklopljenim polovima na statoru - vidi § 30-2), a pokretanje jednofaznih sinkronih i asinkronih motora provodi se na isti način (na kraju pokretanja, sinkroni motori se povlače u sinkronizam pod utjecajem sinkronog * elektromagnetskog momenta). Stoga se u nastavku raspravlja o značajkama rotora sinkronih motora bez pobudnog namota.

Snahroni motori s permanentnim magnetima obično imaju cilindrične rotore izrađene od magnetski tvrdih legura (alium, alnico i dr.) i uz to startni namot u obliku kaveza. Rotor od tvrde magnetske legure proizvodi se lijevanjem i teško ga je strojno obraditi. Stoga je izrada lijevanog kaveza za vjeverice u njemu nemoguća. U tom smislu, rotor se obično izrađuje kao kompozit - pravilan rotor kaveznog asinkronog motora u sredini i dva diska od tvrde magnetske legure na rubovima. Upotreba materijala za takve motore pokazuje se malom, pa se obično grade sa snagom do 30-40 uto Generatori s permanentnim magnetima ne. trebaju početni namot i izgrađeni su za snagu P„= 5-“- 10 kv-a, 4- u nekim slučajevima do R I= 100 kvadrat Međutim, zbog visoke cijene magnetski tvrdih legura, one se koriste u posebnim slučajevima kada je potrebna povećana pouzdanost rada.

Sinkroni mlazni motori. Sinkroni strojevi s istaknutim polom bez Namoti polja nazivaju se reaktivni namoti. Radne značajke takvih strojeva već su raspravljene u § 35-3.

Različite izvedbe rotora za sinkrone reluktantne motore prikazane su na sl. 41-5 (prikaz, ostalo). Rotor prikazan na Sl. 41-5, a, je najrašireniji, izrađen je od elektročeličnog lima i opremljen je početnim namotom u obliku kaveza vjeverice. Njegovi stupovi imaju oblik izbočina!” Rotori prikazani na sl. 41-5, b i c, izrađuju se punjenjem čeličnih paketa aluminijem, pri čemu aluminij djeluje kao početni namot.

Mlazni motori imaju nizak coscp i stoga nisku učinkovitost< (при R i= 20 - 40 uto učinkovitost %= 0,3 -z- 0,4), a njihova je težina obično veća od mase asinkronih motora iste snage. Za reluktantne sinkrone motore s jednofaznim kondenzatorom, cosq> se poboljšava pomoću kondenzatora.

Mlazni motori obično se izrađuju za snagu do 50-100 uto, nSh kada su jednostavan dizajn i povećana pouzdanost od velike važnosti, također se izrađuju za znatno veće snage.

Sinkroni histerezni motori. Niska energija i nepovoljne težinske karakteristike sinkronih reluktantnih motora su sti*

mazga za razvoj i primjenu histereznih motora.Rotori takvih motora izrađeni su od posebnih magnetski tvrdih legura koje imaju široku petlju histereze (npr. legura Vicalloy). S masivnim dizajnom rotora, ovi motori također razvijaju asinkronu rotaciju pri pokretanju.

Slika 41-5. Dizajn rotora sinkronih reluktantnih motora

slatki trenutak. Međutim, taj moment je znatno manji od histereznog momenta (vidi § 25-4), zbog čega dolazi do pokretanja, kao i povlačenja u sinkronizam i rad zbog histereznog momenta.

Razlika između motora s permanentnim magnetom i histereznih motora je u tome što je kod prvih rotor podvrgnut posebnom predmagnetiziranju, dok je kod drugih rotor magnetiziran poljem statora motora.

Histerezni motori imaju bolje performanse od reaktivnih motora i izgrađeni su za snagu do 300-400 em.

Reluktantno-histerezni sinkroni motor(Sl. 41-6) s mjenjačem predložio je 1916. Warren i naširoko se koristi do danas za pogon električnih satova, za crtanje vrpce u rekorderima i T.% Stator ovog motora ima oklopljene polove (vidi također § 30-2), a rotor se sastoji od šest do sedam ploča debljine 0,4 mm od kaljenog mag-

Riža. 41-6 (prikaz, ostalo). Histerezni reakcijski motor

/ - magnetski krug statora; 2 - okvir;

3 - uzbudni svitak; 4 - kratka brava-

valjani zavoji; 5 - rotor

čelik tvrd navoj. Ploče

imaju oblik prstenova s ​​skakačima.

Magnetska otpornost rotora

manje u smjeru skakača,

i stoga Ha f x q . Rotor je postavljen

na valjak pomoću utora u pločastim mostovima i spojen na mjenjač.

Rotor je zajedno s mjenjačem zatvoren u hermetičkom kućištu (na sl. 41-6

nije prikazan).

Motor se pokreće zbog asinkronih (vrtložnih) i histereznih momenata, a do rada dolazi zbog histereznih i reaktivnih momenata, pri čemu su potonji 2-3 puta veći od histereze. Reaktivni mlazovi proizvedeni u SSSR-u

histerezni motori f= 50 Hz tipovi SD-60, SD-2, SDL-2, SRD-2 imaju snagu osovine od 12 mkW, i motori SD-1/300 - 0,07 mkW(brojevi u oznaci tipa označavaju brzinu vrtnje izlaznog kraja osovine u broj okretaja u minuti). Njihova učinkovitost je manja od 1%.

§ 41-4. Spornobrzinski i koračni sinkroni motori

Jednofazni sinkroni reluktantni motori niske brzine odlikuju se činjenicom da je podjela polova njihovog statora višekratnik broja podjela zuba rotora (sl. 41-7, A) ili su podjele zuba na polovima statora jednake podjelama zuba rotora (Sl. 41-7, b)

Tok statora F ovih motora pulsira s frekvencijom struje f. Ako su pri F = 0 polovi (sl. 41-7, A) ili su zubi (sl. 41-7, b) statora pomaknuti u odnosu na zube rotora, tada kako se F povećava od nule, zubi rotora privlače se na polove ili zube statora i rotor će se okretati inercijom čak i kada se F ponovno smanji na nulu. Ako se do tog vremena zub rotora približi sljedećem polu ili zubu statora, tada će tijekom sljedećeg poluciklusa 1 promjene F sile djelovati na zube rotora u istom smjeru. Dakle, ako je prosječna brzina rotora takva da se tijekom jednog poluciklusa struje rotor okrene za jedan zubni odjeljak, tada će na njega djelovati pulsirajući moment istog predznaka i rotor će se vrtjeti prosječnom sinkronom brzinom

n = 2/ 1 /Z a , (41-3)

gdje je Z 2 broj zubaca rotora.

Na primjer, ako h = 50 Hz Riža. 41-7 (prikaz, ostalo). Jednofazni sporobrzinski sin- i 2 2 = 77 tada n= 1,3 r/sek = kronični mlazni motori s jasno- = 78 broj okretaja u minuti Pri napajanju namota-izraženih polova na statoru (a) preko ispravljača, brzina sa zupčastim statorom i zajedničkim namotom je prepolovljena.

stimulacija (b) za poboljšanje uvjeta rada

motora i povećati jednolikost vrtnje, rotor se obično izvodi s povećanom mehaničkom inercijom. U istu svrhu ponekad se izrađuju motori s unutarnjim statorom i vanjskim rotorom (npr. motori za električne svirače). Ako ostavite samo jedan zub na polovima (slika 41-7, b), dobit ćete motor koji se zove kotač La Cour.

Kada se motor uključi u stacionarnom stanju, dolazi do fenomena zapinjanja (vidi § 25-4), a motor se mora pokrenuti guranjem rukom ili korištenjem ugrađenog startnog asinkronog motora.

Sinkroni motori bez reduktora. Na sl. 41-8 prikazuje dizajn motora bez mjenjača koji su razvili američki inženjeri L. Cheb-bom i G. Watts. Motor ima dvofazni namot s 2r = 2 i faznom zonom od 90°. Na sl. 41-8 zavojnice namota statora namotane su kroz stražnju stranu, ali se može koristiti i konvencionalni tip namota. Namot se napaja iz jednofazna mreža, a jedna od faza se dovodi kroz kondenzatore, zbog čega se formira okretno polje. Rotor zupčanika nema namota.

Razlika u broju zubaca rotora i statora Z 2 - Z t = 2r na sl. 41-8 jednako je dva. Pod utjecajem okretnog polja rotor nastoji zauzeti takav položaj.

položaj u kojem će, duž linije osi magnetskog toka, zub rotora stajati nasuprot zubu statora (crta A na sl. 41-8). Kada se os strujanja okrene u položaj U, zubac 2" rotor će stati uz zub 2 statora, a kada se tok okrene iz položaja A 180° zub 9" rotor će stati uz zub 9 stator, tj. rotor će se okretati za jednu podjelu zuba. Prema tome, brzina vrtnje rotora A U

Na primjer, kada f x= 50 Hz, 2r - 2, Z 2= 400 i Z y - 398 će biti n= 1/4 rps= = 15 broj okretaja u minuti

Razmatrani motor radi uglavnom na principu interakcije harmonika zupčastog polja, uslijed čega se postiže niska brzina vrtnje. Taj se princip naziva električno smanjenje brzine. Stoga ovi motori ne zahtijevaju mehaničke mjenjače i nazivaju se bez mjenjača.

Postoje i druge vrste motora bez reduktora. Ovi se motori koriste u slučajevima kada su potrebne smanjene brzine vrtnje (na primjer, električni satovi i brojni uređaji za automatizaciju), kao i kada se koriste izvori s povećanom frekvencijom snage f = 400-1000 Hz.

Koračni motori se napajaju impulsima električne energije i pod utjecajem svakog impulsa vrše kutno ili linearno kretanje

Riža. 41-8 (prikaz, ostalo). Sinkroni mlazni motor bez zupčanika

Riža. 41-9 (prikaz, ostalo). Princip konstrukcije i rada reaktivnog koračnog motora

određenom, točno definiranom vrijednošću koja se naziva korak. Ovi motori služe za automatsko upravljanje i regulaciju, npr. kod strojeva za rezanje metala s programskim upravljanjem za dovod glodala itd. Na sl. Slika 41-9 prikazuje jednostavan koračni motor s tri para polova na statoru. Pri napajanju namota polova induktora strujom 1 -/ četveropolni rotor zauzima položaj prikazan na sl. 41-9, oh, i kod napajanja stupova 1-1 I 2-2 će zauzeti položaj prikazan na sl. 41.9, b, proradivši

Smanjenje koraka motora postiže se povećanjem broja polova ili postavljanjem nekoliko pari statora i rotora na zajedničko vratilo, međusobno zakrenutih pod odgovarajućim kutom. Umjesto koncentriranih namota (sl. 41-9) mogu se koristiti i raspodijeljeni namoti. Postoji niz varijanti koračnih motora za rotacijsko (u koracima do 180°, do 1° ili manje) i translatorno gibanje. Maksimalna brzina ponavljanja pulsa pri kojoj se motor može pokrenuti i zaustaviti bez gubitka visine tona i koja se također naziva akceleracija, kreće se od 10 do 10 000 Hz.

§ 41-5. Induktorski sinkroni strojevi

U brojnim instalacijama (indukcijsko zagrijavanje metala, zavarivanje specijalnih legura, žiroskopske i radarske instalacije itd.) jednofazna ili trofazna visokofrekventna struja (400-30000 Hz) Sinkroni generatori normalnog dizajna koji imaju frekvenciju f= pn, nije prikladno za ovaj slučaj,

Riža. 41-10 (prikaz, ostalo). Projektiranje istopolnog (a) i suprotnopolnog (b) jednofaznog induktorskog generatora

/ - uzbudni svitak; S- okvir; 3 - paket statora; 4 - AC namot; 5 - paket rotora> 6 - čahura rotora, 7 - osovina

Slika 41-11. Krivulja polja u rasporu induktorskih generatora” izrađena prema dijagramu na Sl. 41-10 (prikaz, ostalo).

budući da je povećanje brzine vrtnje l ograničeno uvjetima mehaničke čvrstoće, te povećanjem broja polova 2p ograničen minimalnom mogućom vrijednošću podjele polova prema uvjetima postavljanja namota. Stoga se u tim slučajevima koriste generatori posebne izvedbe koji se nazivaju induktorski i temelje se na djelovanju zubnih pulsacija magnetskog toka. Rotori svih tipova induktorskih generatora imaju oblik zupčastih tračnica i nemaju namota, što povećava pouzdanost njihova rada, a na statoru se nalaze istosmjerni pobudni namoti i izmjenični namoti armature.U nekim slučajevima namoti konstantne struje koriste se umjesto uzbudnih namota T gnjide.

Nedavno su također počeli pronalaziti primjenu induktorski motori koji razvijaju umjerene brzine vrtnje kada se napajaju visokofrekventnom strujom. Njihov dizajn je sličan onom induktorskih generatora

Generator prikazan na Sl. 41-10, A, ima dva paketa statora i rotora i uzbudni namot u obliku prstena. Naziva se istopolnim, budući da je magnetski polaritet svakog paketa duž cijelog opsega nepromijenjen.Generator prikazan na sl. 41-10, b, je jednopaketni i naziva se suprotnopolnim. U velikim utorima njegovog statora nalazi se uzbudni namot, a u malim utorima je namot izmjenične struje.

Krivulja indukcije magnetskog polja duž oboda rotora za generatore prikazane na sl. 41-10, prikazano na sl. 41-11 (prikaz, stručni). Može se to zamisliti

Riža. 41-12 (prikaz, ostalo). Princip uređaja (A) i krivulja magnetskog polja (b) jednofazni induktorski generator sa zonom češastog zuba

pulsirajući val ovog polja kreće se s rotorom, a konstantna komponenta magnetskog polja miruje u odnosu na stator i e.m.c. u zavojnici s bilo kojim korakom iz ovog polja je nula. Stoga ovaj dio toka ne proizvodi koristan rad i uzrokuje pogoršanje korištenja strojnih materijala. Zubi rotora oblikovani su tako da krivulja na Sl. 41-11 se približavao sinusnom valu. Zatim komponenta pulsirajućeg polja s amplitudom

Koraci zavojnica ovog namota trebaju biti takvi da na Sl. 41-10 jedna strana svitka bila je uz zub, a druga uz utor rotora, budući da je u ovom slučaju npr. d.s. Vodiči izmjenične zavojnice zbrojit će se aritmetički. Veza toka uzbudnih namota generatora prikazanih na sl. 41-10, kada se rotor vrti, oni ostaju konstantni, pa je stoga u tim namotima e promjenjiv. d.s. nije induciran, što je pozitivan faktor.

Na / 5 = 3000 Hz Preporučljivo je koristiti dizajn statora koji je predložio Guy. U ovom dizajnu, veliki zubi statora pokriveni namotima su u obliku češlja, a zubi susjednih polova statora pomaknuti su u odnosu na zube rotora za pola zuba (Sl. 41-12). Zbog toga su tokovi različitih polovica polova F" i F" različiti (sl. 41-12, b) a kada se rotor pomakne za polovinu zupčane podjele, protok se spaja sa zavojnicom

Riža. 41-13 (prikaz, ostalo). Princip trofaznog induktorskog generatora sa češljastom zonom zuba

namota armature 2, mijenja se od vrijednosti 4- (F" - F") do vrijednosti - (F" - F") i u ovom namotu se inducira e. d.s. frekvencija /, određena jednakošću (41-5). U isto vrijeme, tok spoj s namota polja 1 ne mijenja.

Također se koriste i druge vrste induktorskih strojeva. U trofaznim strojevima, umjesto dva velika zuba, kao na sl. 41-10, tijekom podjele dvostrukog pola napravljeno je šest velikih zuba, a mali zubi susjednih velikih zuba statora pomaknuti su u odnosu na zube rotora ne za polovicu, već za jednu šestinu male podjele zuba (sl. 41-14). ). Zbog toga se fluksevi susjednih velikih zuba statora mijenjaju s fazanskim pomakom od 180°, te za 60°, čime se dobiva fazno A, B, C armaturni namoti e. d. s, pomaknut za 120°.

Zbog povećane frekvencije, namot armature induktorskog stroja ima povećan sinkroni otpor x^ I xq. Stoga, da bi se poboljšala izvedba ovog stroja, kondenzatori su u mnogim slučajevima spojeni u seriju s namotom armature.

§ 41-6. Neke druge vrste sinkronih strojeva

Elektromagnetska spojka služi za fleksibilnu vezu dviju rotirajućih osovina, npr. dizel osovine brodske elektrane s osovinom propelera. Strukturno, elektromagnetska spojka je sinkroni stroj s istaknutim polovima, čiji je induktor, pobuđen istosmjernom strujom, postavljen na jednu osovinu (na primjer, pogonsku), a armatura je postavljena na drugu osovinu (na primjer, voženi). Armaturni namot može biti fazni (u ovom slučaju spojen je na reostat) ili kratko spojeni u obliku kaveza.

Ako se pogonsko i gonjeno vratilo vrte brzinama x i P%(i p x F p 2), tada se u armaturnom namotu spojke inducira struja frekvencije

te se stvara elektromagnetski moment pod čijim se utjecajem gonjena osovina okreće. Kod kratkospojenog namota armature, klizanje pogonskog vratila u odnosu na pogonsko

je 0,01 - 0,03. Kod faznog armaturnog namota, klizanja i brzine Hz može se podesiti promjenom otpora reostata ili struje uzbude.

Elektromagnetska spojka omogućuje glatko spajanje i odvajanje pogonske osovine pri vrtnji primarnog motora, a kod faznog namota i regulaciju brzine vrtnje. Osim toga, spojka štiti radni mehanizam od velikih preopterećenja, budući da se s velikim momentom kočenja pogonska osovina zaustavlja. Ako se gonjeno vratilo pokrene dok se pogonsko vratilo okreće brzinom od % = p a, zatim učestalost f je velik i da bi se dobio dovoljan početni moment, kratkospojeni namot armature mora se napraviti koristeći učinak pomaka struje (vidi Poglavlje 27).

Elektromagnetske spojnice obično se grade snage do Rn = 500 ket.

Beskontaktni sinkroni strojevi s kandžastim polovima. U modernim industrijskim i transportnim instalacijama, sinkroni strojevi često moraju biti izrađeni bez kliznih kontakata na rotoru zbog pouzdanosti. U tim slučajevima moguće je koristiti sinkrone strojeve bez uzbudnog namota (jalove), a na višim frekvencijama i induktorske i zupčaste strojeve. Međutim, mogu se koristiti i strojevi s kandžastim rotorom i fiksnim namotom polja. Takvi strojevi izgrađeni su na istom principu kao i beskontaktni sinkroni (vidi sl. 31-9), ali obično s 2p > 2. Na / = 50 Hz Preporučljivo ih je graditi s kapacitetom do P n = 20 -g-30 ket.

Udarni sinkroni generatori koriste se za ispitivanje prekidne moći visokonaponskih prekidača. Izgrađeni su na bazi turbogeneratora snage do 50-200 Meth i rade u načinu iznenadnog kratkog spoja. Da bi se postigla najveća moguća struja kratkog spoja, proizvode se sa smanjenim induktivnim otporom propuštanja i pouzdanim pričvršćivanjem namota, posebno njihovih prednjih dijelova.

Neki drugi tipovi sinkronih strojeva također postoje i razvijaju se.

Rotacijski transformatori

Kao pretvarač može se koristiti asinkroni stroj s blokiranim rotorom m 1-fazna struja in m 2-fazna struja: na primjer, trofazna struja u petofaznu ili sedmofaznu. Da biste to učinili, namoti statora i rotora moraju biti izrađeni u skladu s tim m 1 i m 2 faze Stroj će raditi kao transformator, u kojem će se energija rotirajućim poljem prenositi sa statora na rotor. Takvi se pretvarači koriste iznimno rijetko i samo za posebne namjene.

U praksi su rotacijski transformatori našli primjenu, dizajnirani su na isti način kao i asinkroni strojevi i imaju uređaj koji im omogućuje rotaciju rotora. Razmotrimo najprije stroj koji na strani statora dobiva struju iz mreže trofazne struje. Ako se na stezaljke njegovog statora dovodi konstantan napon, tada kada se rotor okreće na stezaljkama njegovog namota, dobit ćemo napon koji varira samo u fazi. Takvi se rotacijski transformatori nazivaju faznim regulatorima i koriste se, na primjer, za regulaciju faze mrežnog napona živinog ispravljača ili tiratrona iu mjernoj tehnici, au potonjem slučaju uglavnom za provjeru vatmetara i brojila (slika 3-108). ).

Riža. 3-108 (prikaz, stručni). Rotacijski transformator za ispitivanje uređaja.

Na sl. 3-109 prikazano kružni dijagram ovjera AC brojila pomoću rotacijskog transformatora.

Riža. 3-109 (prikaz, ostalo). Shematski dijagram provjere brojila pomoću rotacijskog transformatora (PT).

Na sl. 3-110 prikazana je načelna shema dvopolnog rotacijskog transformatora s dva međusobno okomita namota na statoru i na rotoru.

Riža. 3-110 (prikaz, stručni). Dijagram spajanja namota sinusno-kosinusnog rotacijskog transformatora.

Dijagram linearnog rotacijskog transformatora prikazan je na sl. 3-111 (prikaz, stručni).

Riža. 3-111 (prikaz, stručni). Dijagram spajanja namota linearnog rotacijskog transformatora.

Ako se namoti statora i rotora asinkronog stroja napajaju mrežom (ili mrežama) izmjenične struje, tada se takav stroj naziva asinkroni stroj s dvostrukim napajanjem. U ovom slučaju obično mislimo na trofazni stroj, čiji se namoti napajaju istom trofaznom strujnom mrežom. Ti se namoti mogu spojiti paralelno ili serijski. Naziv "stroj s dvostrukom snagom" karakterizira spojni krug njegovih namota, a ne njegova radna svojstva, koja će biti različita ovisno o smjeru vrtnje statora i rotora.

Ako namoti statora i rotora asinkronog stroja, spojeni na istu mrežu, stvaraju NS koji se okreću u različitim smjerovima, tada takav dvostruki asinkroni stroj može raditi kao motor ili generator. Međutim, da bi se to postiglo, prvo ga mora ubrzati vanjski motor do brzine vrtnje jednake dvostrukoj sinkronoj 2 n 1 .

Ovi strojevi s dvostrukom snagom nisu našli praktičnu primjenu. Kada se koriste u motornom načinu rada, potreban je motor za ubrzanje, pomoću kojeg bi bilo moguće dovesti njihovu brzinu vrtnje na dvostruku sinkronu brzinu. Osim toga, kada uključite stroj, naići ćete na poteškoće pri sinkronizaciji s mrežom. Drugi veliki nedostatak ovih strojeva je njihova sklonost ljuljanju i, u nekim slučajevima, povezan nedostatak stabilnosti u radu (vidi § 4-12).