Электромагнитный момент

В синхронных машинах большой и средней мощности потери мощности в обмотке якоря малы по сравнению с электрической мощностью Р, отдаваемой (в генераторе) или потребляемой (в двигателе) обмоткой якоря. Следовательно, если пренебречь , то можно считать, что электромагнитная мощность машин . Электромагнитный момент пропорционален мощности со и , поэтому для СМ

- для неявнополюсных

- для явнополюсных

Полученное выражение показывает, что для явнополюсной машины электромагнитная мощность и момент зависят не только от возбуждения, но и от различия X_q и X_d.

Из выражения для явнополюсной машины видно, что она может работать без возбуждения, т.е. при Е_о =0. В этом случае она называется реактивной машиной. И тогда первое слагаемое выражения =0, а вторая его часть называется реактивным моментом.

Электромагнитный момент в СМ действует всегда в направлении уменьшения угла θ, т.е. стремиться поставить ротор так, чтобы ось полюсов совпадала с осью поля.

Зависимость или Р_эм=f(θ) называется угловой характеристикой. При помощи этой характеристики можно подробнее исследовать работу СМ, имея в виду ее устойчивость, т.е. способность держаться в синхронизме.

В неявнополюсной машине зависимость представляет собой синусоиду, симметричную относительно осей координат (т.е. М_осн пропорционален Sinθ).

В явнополюсной машине из-за X_d ≠ X_q возникает реактивный момент. Он возникает из-за стремления ротора сориентироваться по оси результирующего поля, что искривляет синусоиду (даже при отсутствии тока I_B (когда Ео=0)) и он пропорционален Sin2θ (график 3).

Зависимость результирующего и электромагнитной мощности Р_эм от угла θ определяется графиком 2, полученным сложением М_осн и М_р. Максимальное значение момента М_max соответствует критическому значению угла θ_кр = 90⁰.

Физически форма кривой обусловлена тем, что потоки Ф_В и ∑Ф сдвинуты между собой на тот же угол θ, на который сдвинуты векторы и (векторы Ф_В и ∑Ф опережают и на 90⁰).

Поэтому если θ=0 (х.х.), то между ротором и статором существуют только силы притяжения f₁, их направление радиально и электромагнитный момент равен 0.

При θ>0 (генераторный режим) ось потока возбуждения Ф_В (полюсов ротора) под действием вращающегося момента М_ВН опережает ось ∑Ф на угол θ, поэтому электромагнитные силы, возникающие между ротором и статором образует тангенциальные составляющие, которые создают электромагнитной тормозной момент.

При θ<0 (двигательный режим) ось потока возбуждения под действием тормозного момента нагрузки М_ВН отстает от оси суммарного потока ∑Ф, вследствие чего составляющие электромагнитных сил, возникающие между ротором и статором, создают электромагнитный вращающий момент М.

Дата добавления: 2015-08-13