Читайте также:
|
|
Характерная особенность микромашин переменного тока заключается в том, что в подавляющем большинстве случаев они являются несимметричными двухфазными машинами. Причиной несимметрии могут быть разные числа витков в обмотках статора, сдвиг намагничивающих сил в пространстве и во времени на углы, отличные от 90о, неравномерные воздушные зазоры и некоторые другие обстоятельства.
Однофазными принято называть микромашины не только с одной обмоткой на статоре, но и с двумя обмотками, сдвинутыми на 90 электрических градусов, но питающимися от однофазной сети. И хотя машины с одной обмоткой на статоре встречаются крайне редко, рассмотрение теории начнем с этих машин.
1.1. Намагничивающие силы и магнитные поля однофазных
микромашин
Известно, что при питании однофазной распределенной обмотки статора переменным током возникает пульсирующая намагничивающая сила (НС), первая гармоника которой в каждой точке воздушного зазора изменяется по следующему закону:
(1.1)
где: – амплитуда намагничивающей силы;
– координата времени (фаза);
– координата по расточке статора;
– полюсное деление.
Магнитное поле такой обмотки неподвижно в пространстве, но изменяется во времени с частотой сети от до
, т.е. пульсирует. Используя тригонометрические преобразования, выражению (1.1) можно придать вид:
(1.2)
Каждое слагаемое (1.2) представляет волну НС по величине равную половине амплитуды исходной НС, но в отличие от (1.1) не пульсирующую, а вращающуюся в пространстве с синхронной угловой частотой . Одна из них
вращается согласно с ротором и называется прямой, другая вращается встречно ротору и называется обратной.
Волны НС создают свои магнитные поля.
Таким образом, пульсирующее магнитное поле можно представить двумя круговыми, вращающимися в разные стороны одинаковыми магнитными полями.
Задача 1.1. построить и определить длину вектора пульсирующей НС как результат сложения двух векторов , вращающихся в разные стороны, в моменты времени
где
период (время одного оборота). В момент времени
НС совпадают.
1.2. Намагничивающие силы и магнитные поля несимметричных
двухфазных микромашин
Рассмотрим машину с двумя обмотками на статоре А и В, числа витков которых не равны друг другу . Обмотки сдвинуты в пространстве на угол
, токи в обмотках сдвинуты во времени на угол
(рис.1.1.).
Рис. 1.1. диаграмма НС несимметричной двухфазной микромашины
переменного тока.
При питании обмоток переменными токами и
возникают пульсирующие НС
и
, каждую из которых можно представить в виде двух половинок
и
(1.3)
вращающихся в разные стороны. При этом и
вращаются в одном направлении, а
и
– в противоположном.
В момент времени, когда и
совпадают с осью обмотки А,
и
будут сдвинуты относительно оси обмотки В на угол
, так как на такой же угол сдвинуты токи
и
.
Составляющие и
, вращаясь с синхронной скоростью, остаются неподвижными друг относительно друга, поэтому их можно сложить и получить результирующую прямовращающуюся НС
(1.4)
Поступая аналогично для обратновращающихся НС, получим
(1.5)
По правилам тригонометрии сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма равна , поэтому
Тогда с учетом (1.3) формулы (1.4) и (1.5) принимают вид
(1.6)
(1.7)
Поскольку , можно сделать вывод о том, что изменение пространственного или временного углов сдвига НС в одинаковой мере сказывается на величине и характере магнитного поля машины.
Намагничивающие силы F 1 и разные, но неизменные по величине, вращаются с угловой частотой
в противоположных направлениях. В любой момент времени эти силы можно сложить и получить результирующую НС
, которая, очевидно, вращается в сторону большей НС и при этом изменяется по величине. Построив траекторию, описываемую концом вектора
, получим эллипс.
Следовательно, в несимметричных двухфазных микромашинах в общем случае образуются эллиптические намагничивающие силы и эллиптические вращающиеся магнитные поля. Эти поля можно заменить двумя круговыми, разными по величине полями, вращающимися во встречных направлениях.
Задача 1.2. Построить вектор НС, получаемый как сумму двух вращающихся в разные стороны НС и
=
в моменты времени:
. При
и
совпадают.
Дата добавления: 2015-07-24; просмотров: 112 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Конспект лекций | | | Частота вращения эллиптического поля |