Принцип действия. Разноименные полюса магнитов притягиваются – это явление создает вращающий момент

Разноименные полюса магнитов притягиваются – это явление создает вращающий момент СД или момент сопротивления СГ. Полюса ротора притягиваются к вращающимся полюсам статора, поэтому ротор вращается с той же скоростью, что и поле статора (синхронно, отсюда и название машины).

Вращающееся магнитное поле ротора наводит в неподвижной трехфазной обмотке статора синусоидальные ЭДС, которые создают трехфазное напряжение СГ или компенсируют часть трехфазного напряжения питания СД.

ЭДС, наводимую в одной фазе статора полем ротора, мы обозначим . Согласно закону электромагнитной индукции, пропорциональна магнитному полю ротора и частоте его вращения. В свою очередь, поле ротора пропорционально току возбуждения, поэтому:

, (4.2)

где k – коэффициент, зависящий от конструкции машины, n – частота вращения, – ток возбуждения.

Если момент на валу машины равен нулю, то полюса ротора располагаются точно напротив полюсов поля статора.

Если на валу действует внешний вращающий (у СГ) или внешний тормозной (у СД) момент, то полюса ротора сдвигаются относительно полюсов статора на угол , где р – число пар полюсов СМ, q – сдвиг фаз между напряжением фазы статора и ЭДС фазы статора .

При этом получается, что у генератора ротор повернут относительно поля статора в сторону вращения (ротор как бы тащит за собой поле статора, совершая над ним работу), а у двигателя – противоположно вращению (поле статора приводит в движение ротор).

Магнитное поле ротора – это основное поле машины, оно еще называется полем возбуждения, оно создается током возбуждения обмотки ротора. Магнитное поле статора складывается из поля ротора и поля, создаваемого током обмотки статора.

Дополнительные пояснения.

Рис. 4.3. Изменение магнитного поля вдоль зазора СМ с двумя парами полюсов.

Рассмотрим подробнее сказанное про угол q. Все рассуждения будем вести относительно одной фазы трехфазной обмотки статора. Обозначим через ЭДС, наводимую в фазе обмотке статора вращающимся полем статора.

Если пренебречь малым активным сопротивлением фазы обмотки статора, то согласно закону электромагнитной индукции, . Поэтому сдвиг фаз q между и – это сдвиг фаз между и . Но сдвиг фаз между и равен сдвигу фаз между волнами магнитного поля ротора и магнитного поля статора, бегущими вдоль зазора машины, потому что эти ЭДС возникают вследствие движения магнитных полей. Так как один период изменения магнитного поля вдоль зазора занимает пространственный угол , то фазовому сдвигу синусоид q соответствует пространственный угол сдвига осей магнитных полей ротора и статора (рис. 4.3).

Дата добавления: 2015-07-17