Основные характеристики электропривода с синхронным двигателем.
На статоре с.д. расположена 3-х фазная обмотка создающая вращающее магнитное поле. Ротор с постоянными магнитами вращается со скоростью магнитного поля. Для питания обмотки ротора служит генератор постоянного тока небольшой мощности, который называется возбудителем. Промышленностью выпускается СД-2, СД-3, СД- 4, СДК=Р=130-1000 кВт и более. Основным преимуществом мощных СД является высокий коэффициент мощности, cos f, близкий к 1. Повышение cos f необходимо для уменьшения потерь энергии в линиях электропередач. При увеличении тока возбуждения cos f увеличивается и СД может работать в режиме компенсатора реактивной мощности. Целесообразно использовать СД при мощности более 300 кВт. Преимуществом СД являются абсолютно жесткие характеристики. Ротор двигателя движется синхронно с магнитным полем статора, отставая от него на угол , зависящий от электромагнитного момента. Для пуска СД на роторе имеется дополнительная к/з обмотка (типа беличье колесо). При увеличении момента сопротивления увеличивается угол отставания ротора от вектора магнитного поля статора и момент двигателя пропорционален напряжению и ЭДС, наводимая ротором, и синусу угла отставания ротора . В номинальном режиме угол отставания составляет 25-30 градусов. При увеличении угла более 90 градусов, при увеличении момента выше максимального двигатель выходит из синхронизма и останавливается. Для явнополюсной машины добавляется реактивная составляющая момента пропорционально sin 2 , которая искажает зависимость момента от угла. При малых отклонениях угла от 0 можно считать, что момент двигателя пропорционален углу . где СЭМ – коэф. жесткости электромагнитной пружины
В переходных процессах СД ведет себя как электромагнитная пружина, т.е. возникают колебания угла отставания и момента двигателя. Короткозамкнутая обмотка, которая устанавливается на роторе двигателя, создает асинхронный момент, который демпфирует колебания момента двигателя.
В автоматике применяются шаговые и вентильные двигатели, которые по принципу действия являются синхронными, но работают только с электронными блоками управления. Шаговые двигатели преобразуют импульсы тока в дискретные перемещения выходного вала. Угол поворота (шаг) пропорционален числу управляющих импульсов. По конструкции шаговые двигатели бывают с возбужденным или невозбужденным ротором. Двигатели с возбужденным ротором виде постоянного магнита имеют более высокий момент и мощность, но минимальный шаг составляет 10-15 градусов. Такие двигатели применяются в приводе подач, мощностью до 0,5 кВт, токарных и электроэрозионных станков. Для поворота ротора импульсы тока от блока управления поочередно подаются на 1-ю или на 2-ю обмотку. При двухтактном управлении импульсы тока одновременно могут подаваться на обе обмотки и минимальный угол поворота уменьшается в два раза. Преимуществом 2-х тактных является то, что момент двигателя возрастает в 1,5 раза. Двигатели с невозбужденным ротором имеют ротор в виде набора электротехнической стали с полюсами. , где р – число пар полюсов, n – число тактов управления, m – число полюсов на роторе Основным преимуществом шаговых двигателей является то, что они бесконтактные, недостатком – сложность управления. Вентильный двигатель – это синхронный двигатель с датчиком положения ротора, работающий под управлением электронных вентилей (транзисторов или тиристоров). Вентильный двигатель имеет механические характеристики и динамику, подобные двигателю постоянного тока с независимым возбуждением. Т.к. вентильный двигатель является бесконтактным, отсутствует щеточно-коллекторный узел, то повышается надежность и КПД 90 %. Рассмотрим упрощенную функциональную схему вентильного двигателя. БУК – блок управления коммутацией; ДПР – датчик положения ротора. БУК – формирует импульсы тока в трехфазной обмотке статора под действием магнитного поля статора ротор с постоянными магнитами или электромагнитами поворачивается на определенный угол. ДПР – выдает сигнал в БУК для изменения направления тока в обмотках статора чтобы сохранить постоянство вращения. В качестве ДПР применяются фотоимпульсные, индуктивные датчики Холла. В датчиках Холла под действием магнитного потока изменяется выходная ЭДС. Промышленностью выпускаются вентильные двигатели: ДВУ, 2ДВУ, с постоянными магнитами на роторе мощностью 1-7 кВт и 0,07-22 кВт соответственно. В мощных ЭП на нефтепроводах, цементных и химических заводах применяются вентильные двигатели серии ВД мощностью 200-3150 кВт, ПЧВС мощностью 2-20 МВт с тиристорными преобразователями (с электромагнитами на роторе). Недостатком является сложность управления и большая стоимость. В настоящее время разрабатываются вентильные индукторные двигатели ВИД или ВРД с невозбужденным ротором наподобие шаговых двигателей, которые имеют меньшую стоимость. Преимуществом является высокий КПД около 90 % даже при малой мощности ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|