Схема синхронной машины показана на рис. 2.24.
Синхронная машина отличается от асинхронной
тем, что ток в обмотке ротора появляется не при вращении ее в магнитном
поле статора, а подводится к ней от постороннего источника постоянного
тока. Статор синхронной машины выполнен так же,
как и асинхронной, и на нем обычно расположена трехфазная обмотка.
Обмотка ротора образует магнитную систему с тем же числом полюсов
2р, что и у статора. Она создает магнитный поток возбуждения
и называется обмоткой возбуждения. Вращающаяся обмотка ротора соединяется
с внешней цепью источника постоянного тока
с помощью контактных колец и щеток. При вращении ротора с частотой
n2 его магнитное поле возбуждения наводит в статоре ЭДС E1, частота
которой
f1=p*n2/60
При подсоединении обмотки статора к нагрузке протекающий
по ней ток будет создавать магнитный поток, частота вращения которого
n1=60f1/p
Из сравнения этих выражений видно, что п1
=n2 т. е. магнитные поля статора и ротора вращаются с одинаковой
частотой, поэтому такие машины называются синхронными.
Рис. 2.24. Схема синхронной
машины:
В — обмотка возбуждения,
Uв — напряжение
В цепи возбуждения
Результирующий магнитный поток создается совместным
действием обмоток возбуждения и статора и вращается с той же частотой,
что и ротор.
Обмотка якоря в синхронной машине — обмотка, в
которой индуцируется ЭДС и к которой присоединяется нагрузка.
Индуктор в синхронной машине — часть машины, на
которой расположена обмотка возбуждения.
В схеме на рис. 2.24 статор является якорем, а
ротор — индуктором, но может быть и обращенная схема, в которой
статор — индуктор и ротор — якорь.
Синхронная машина может работать генератором или
двигателем.
В машине с неподвижным якорем применяются две разновидности
ротора: явнополюсный ротор имеет явно
выраженные полюсы, неявнополюсный ротор не имеет явно выраженных
полюсов.
Постоянный ток в обмотку возбуждения синхронной
машины может подаваться от специального генератора постоянного тока,
установленного на валу машины и называемого возбудителем, или от
сети через полупроводниковый выпрямитель.
Наибольшее распространение получил генераторный
режим работы синхронных машин, и почти вся электроэнергия вырабатывается
синхронными генераторами.
Синхронные двигатели применяются при мощности более
600 кВт и до 1 кВт как микродвигатели.
Синхронные генераторы на напряжение до 1000
В применяются в агрегатах для автономных систем электроснабжения.
Данные некоторых таких генераторов приведены в
табл. 2.42. Агрегаты с этими генераторами могут быть стационарными
и передвижными. Большинство агрегатов применяются с дизельными двигателями,
но приводом их могут быть газовые турбины, электродвигатели и бензиновые
двигатели.
Неисправности синхронных машин приведены в
табл. 2.44.
Таблица 2.42 СИНХРОННЫЕ
ЯВНОПОЛЮСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
|