Szinkrongépek berendezése, gerjesztési módszerek. Működési elve

A gép szerkezeti sémája. A szinkrongépeket rögzített vagy forgó armatúrával hajtják végre. A nagy teljesítményű gépek az állórészből való elektromos energia eltávolításának vagy annak betáplálásának kényelmét fix horgony segítségével hajtják végre (1.2. ábra, de)

Mivel a gerjesztő teljesítmény kicsi ahhoz képest tól től Az armatúráról levett teljesítmény (0,3-3%), a gerjesztő tekercs egyenáramának ellátása két gyűrű segítségével nem okoz különösebb nehézséget. A kis teljesítményű szinkrongépek mind rögzített, mind forgó armatúrával készülnek.

Rizs. 1.2 - Szinkrongép szerkezeti diagramja

fix és forgó horgonnyal:

1 - armatúra, 2 - armatúra tekercselés, 3 - induktor pólusok,

4 - gerjesztő tekercs, 5 - gyűrűk és kefék

Szinkron, forgó armatúrás, rögzített tekercses gép (1.2. ábra, b) hívott megfordítva.

Rizs. 1.3 - Szinkron kiálló pólus rotorjai(de) és implicit(6) gépek:

1 - rotormag, 2 - gerjesztő tekercselés

Rotor kialakítás

Rotor kialakítás. Rögzített horgonyú gépben két forgórész-kialakítást használnak: kiugró pólus - markáns pólusokkal (1.3. ábra, de)és implicit poláris - implicit módon kifejezett pólusokkal (1.3. ábra, b). Kiugró pólusú rotort általában négy vagy több pólusú gépeknél használnak. A gerjesztő tekercselés ebben az esetben téglalap keresztmetszetű hengeres tekercsek formájában történik, amelyeket a pólusok magjaira helyeznek és pólusdarabok segítségével erősítenek meg. A rotor, a pólusmagok és a pólusdarabok acélból készülnek. A nagy teljesítményű, két- és négypólusú, 1500 és 3000 ford./perc forgórész fordulatszámmal működő gépek általában nem kiálló pólusú rotorral készülnek. Kiugró pólusú forgórész alkalmazása bennük a pólusok rögzítésének és a gerjesztő tekercselés szükséges mechanikai szilárdságának biztosításának feltételei miatt lehetetlen. A gerjesztő tekercs egy ilyen gépben a forgórészmag hornyaiba van elhelyezve, masszív acélkovácsolásból és nem mágneses ékekkel megerősítve. A tekercs elülső részeit, amelyeket jelentős centrifugális erők érnek, acél masszív kötszerekkel rögzítik. A mágneses indukció szinuszoshoz közeli eloszlásának eléréséhez a gerjesztő tekercset az egyes pólusosztások 2/3-át elfoglaló hornyokba helyezzük.

Rizs. 1.4 - A kiugró pólusú gép eszköze:

1 - ház, 2 - állórész mag, 3 - állórész tekercselés, 4 - forgórész,

5 - ventilátor, 6 - állórész tekercselés vezetékek, 7 - csúszógyűrűk,

8 - kefék, 9 - gerjesztő

ábrán Az 1-4. ábrán egy kiálló pólusú szinkrongép berendezése látható. Az állórész magja szigetelt elektromos acéllemezekből van összeállítva, és háromfázisú armatúra tekercseléssel rendelkezik. A gerjesztő tekercs a forgórészen található.

A kiálló pólusú gépek pólusdarabjait általában úgy alakítják ki, hogy a pólusdarab és az állórész közötti légrés a pólus közepe alatt minimális, szélein pedig maximális legyen, aminek következtében a légrésben az indukciós eloszlási görbe egy szinuszoshoz közelít.

A kiugró pólusú rotorral rendelkező szinkronmotoroknál a rudakat a pólusdarabokban helyezik el indító tekercselés(1-5. ábra), fokozott ellenállású anyagból (sárgaréz, stb.). Ugyanezt a tekercset ("mókusketrec" típusú), amely rézrudakból áll, a szinkrongenerátorokban is használatos; hívják őt nyugtató vagy csillapító tekercselés, mivel biztosítja a szinkrongép tranziens működése során fellépő forgórészlengés gyors csillapítását. Ha a szinkrongép masszív pólusokkal készül, akkor ezeken a pólusokon indításkor és tranziens körülmények között örvényáramok keletkeznek, amelyek hatása megegyezik az áram hatásával a rövidre zárt tekercsekben. A forgórész rezgésének csillapítását tranziens folyamatok során ebben az esetben a masszív rotorban záródó örvényáramok biztosítják.

Szinkrongép gerjesztése

Szinkrongép gerjesztése. A gerjesztő tekercs ellátásának módjától függően független gerjesztési és öngerjesztő rendszereket különböztetnek meg. Független gerjesztéssel a szinkrongép forgórészének tengelyére szerelt egyenáramú generátor (gerjesztő) szolgál forrásként a gerjesztő tekercs táplálására (1.6. ábra, de), vagy egy különálló segédgenerátor, amelyet szinkron vagy aszinkron motor hajt meg.

Öngerjesztéssel a gerjesztő tekercset az armatúra tekercséből tápláljuk egy vezérelt vagy nem szabályozott egyenirányítón keresztül - félvezető vagy ionos (1.6. ábra, b). A gerjesztéshez szükséges teljesítmény kicsi, a szinkrongép teljesítményének 0,3-3%-át teszi ki.

Erőteljes generátorokban a gerjesztőn kívül néha egy segédgerjesztőt is használnak - egy kis DC generátort, amely a fő gerjesztő gerjesztésére szolgál. Ebben az esetben egy szinkron generátor és egy félvezető egyenirányító használható fő gerjesztőként. Jelenleg a gerjesztő tekercs táplálását diódákra vagy tirisztorokra szerelt félvezető egyenirányítón keresztül egyre gyakrabban használják mind a kis és közepes teljesítményű motorokban és generátorokban, mind az erős turbó- és hidrogenerátorokban (tirisztoros gerjesztőrendszer). Gerjesztőáram szabályozás én c) speciális gerjesztési szabályozók automatikusan hajtják végre, bár a kis teljesítményű gépeknél a szabályozást manuálisan is alkalmazzák a gerjesztő tekercskörben lévő reosztáttal.

Az utóbbi időben a nagy teljesítményű szinkrongenerátorokban az úgynevezett kefe nélküli gerjesztőrendszert kezdték alkalmazni (8-6. ábra, ban ben). Ennél a rendszernél egy szinkron generátort használnak gerjesztőként, amelyben az armatúra tekercselése a forgórészen, az egyenirányító pedig közvetlenül a tengelyre van felszerelve.

Rizs. 1.5 - Az indító tekercs elhelyezése szinkron motorokban:

1 - rotor pólusok, 2 - rövidzárlati gyűrűk, 3 - mókusketrec rudak,

4 - pólus darabok

A gerjesztő terepi tekercsét a részgerjesztő táplálja egy feszültségszabályozón keresztül. Ezzel a gerjesztési módszerrel a generátor gerjesztő tekercsének tápáramkörében nincsenek csúszóérintkezők, ami jelentősen növeli a gerjesztőrendszer megbízhatóságát. Ha kényszeríteni kell a generátor gerjesztését, növelje a gerjesztő feszültségét és növelje az egyenirányító kimeneti feszültségét.

A gerjesztőrendszer jellemzőit a terepi tekercses tápegység és az automatikus vezérlőberendezések tulajdonságainak kombinációja határozza meg. A gerjesztő rendszereknek biztosítaniuk kell:

1) a szinkrongép rotortekercsének megbízható tápellátása minden üzemmódban, beleértve a baleseteket is;

2) a gerjesztőáram stabil szabályozása, ha a terhelés a névlegesen belül változik;

3) megfelelő teljesítmény;

4) a gerjesztés kikényszerítése.

A gerjesztőrendszereket az áramforrás-gerjesztő tekercstől függően függő (öngerjesztett) és független csoportokra osztják. W függő - táplálja a gerjesztett generátor armatúrájának fő vagy kiegészítő tekercsét. Független más forrásból (az üzem segédbuszairól, gerjesztőről vagy segédgenerátorról) táplálják.

A független gerjesztő rendszerek között vannak:

a) közvetlen gerjesztő rendszerek, amelyben a gerjesztő vagy segédgenerátor forgórésze a rotorral azonos tengelyen van
szinkron gép, vagy fordulatszám-csökkentővel összekapcsolva;

b) közvetett gerjesztő rendszerek, amelyben a gerjesztő vagy segédgenerátor forgórészét speciálisan erre a célra felszerelt szinkron vagy aszinkron motor hajtja.

Az 1960-as évekig közvetlen elektromos gerjesztő rendszerek, amelyben a szinkrongép gerjesztő tekercsét egy kollektoros egyenáramú generátor - a gerjesztő - táplálja (24.26. ábra, a).

A GOST 533-76, GOST 5616-81 és GOST 609-75 szerint a turbó- és hidrogenerátorok, valamint a szinkron kompenzátorok csak a legmegbízhatóbb közvetlen gerjesztő rendszerrel vagy öngerjesztő rendszerrel rendelkezhetnek. De az elektromos gépi gerjesztőrendszerek a kapcsolási feltételeknek megfelelően nem használhatók 200 MW és nagyobb teljesítményű turbógenerátorokban, amelyekben a gerjesztési teljesítmény meghaladja a 800-1000 kW-ot.

V. most egyre gyakoribb szelepes gerjesztő rendszerek. Szinkron motorokhoz és kis áramfejlesztőkhöz, valamint nagy turbógenerátorokhoz, hidrogenerátorokhoz és szinkron kompenzátorokhoz használják, beleértve a teljesítménykorlátozó berendezéseket is.

A szelepgerjesztő rendszereknek három fő típusa van.

1. Független szelepgerjesztő rendszer(24.26. ábra, b) amelyben a gerjesztő tekercset egy segédszinkron generátor táplálja, melynek forgórésze a főgenerátor tengelyére van felszerelve. Az egyenirányító áramkörökben ebben az esetben félvezető szelepeket (szilícium diódákat vagy tirisztorokat) használnak, háromfázisú hídáramkör szerint összeszerelve. A generátor gerjesztésének szabályozása során az egyenirányítók szabályozási lehetőségeit és a segédgenerátor feszültségváltoztatási lehetőségeit egyszerre használják ki.

2. Kefe nélküli gerjesztőrendszer, amely eltér egy független szeleprendszertől (24.26. ábra, b) azáltal, hogy fordított segédszinkron generátorral rendelkezik, amelyben a váltóáram tekercs 3 a rotorra helyezve. Az 5-ös egyenirányító, amely ezzel a tekercseléssel működik, a fő generátor tengelyén található. Ennek a rendszernek az előnye a csúszó érintkezők hiánya, amelyeket az erős turbógenerátorokban több ezer amperre kell tervezni.

3 . Öngerjesztő rendszer(24.26. ábra, ban ben), amelyben a terepi tekercselést a fő vagy kiegészítő armatúra tekercsről táplálják. A váltakozó áram egyenirányítása tirisztorokkal történik. Az energiaelvétel transzformátorok segítségével történik 9 És 7, az állórész tekercselésével párhuzamosan, illetve sorosan kapcsolva. Transzformátor 7 lehetővé teszi a gerjesztés kényszerítését zárt rövidzárlatok esetén, amikor az armatúra tekercsének feszültsége jelentősen csökken. Az öngerjesztő rendszer nagyobb megbízhatósággal és alacsonyabb költséggel rendelkezik a többi rendszerhez képest, mivel nincs benne gerjesztő vagy segédgenerátor.

A gerjesztőrendszerek fontos paraméterei a gerjesztőfeszültség névleges emelkedési sebessége, a névleges gerjesztőfeszültség, a gerjesztési erőviszony.

Névleges gerjesztési feszültség- feszültség a gerjesztő tekercs kapcsain, ha azt a névleges gerjesztőárammal látják el, és a tekercs ellenállása a számított üzemi hőmérsékletre csökkentve.

Gerjesztési kényszer arány- a gerjesztőfeszültség legmagasabb állandó értékének a névleges gerjesztőfeszültséghez viszonyított aránya.

A gerjesztő áramkörben egy speciális eszköz található, amelynek segítségével vészhelyzetben gyorsan nullára lehet csökkenteni a gerjesztőáramot ( eloltani a mágneses teret). Például az állórész tekercsében fellépő belső rövidzárlatok esetén a mezőt egy térhűtő géppel oltják ki, amely a gerjesztő tekercset egy speciális oltóellenállásra zárja.

Annak érdekében, hogy a szinkrongép szinkronban legyen a hálózati feszültség csökkenésével távoli rövidzárlatok során, a gerjesztőáram kényszerítéséhez folyamodnak. A kényszerítést a gép relévédelme automatikusan hajtja végre. A kényszerítés hatékonyságát a gerjesztési kényszer sokfélesége jellemzi.

Dmitrij Levkin

Szinkron villanymotor építése gerjesztő tekercseléssel

A gerjesztőtekerccsel rendelkező szinkron villanymotor, mint minden forgó motor, egy forgórészből és egy állórészből áll. Az állórész a rögzített rész, a forgórész a forgó rész. Az állórész általában szabványos háromfázisú tekercseléssel rendelkezik, míg a forgórész gerjesztőtekerccsel készül. A gerjesztő tekercs csúszógyűrűkkel van összekötve, amelyek áramellátását a kefék biztosítják.

Szinkron motor gerjesztő tekercseléssel (kefék nem láthatók)

Működés elve

A szinkronmotor állandó forgási sebessége az állandó és a forgó mágneses tér kölcsönhatásának köszönhetően érhető el. A szinkronmotor forgórésze állandó mágneses teret, az állórész pedig forgó mágneses teret hoz létre.

A szinkron villanymotor működése az állórész forgó mágneses tere és a forgórész állandó mágneses tere kölcsönhatásán alapul.

Állórész: forgó mágneses tér

Az állórész tekercseinek tekercseire háromfázisú váltakozó feszültség kerül. Ennek eredményeként egy forgó mágneses tér jön létre, amely a tápfeszültség frekvenciájával arányos sebességgel forog. A háromfázisú tápfeszültség kialakításáról a "" cikkben olvashat bővebben.

Kölcsönhatás a forgó (az állórésznél) és az állandó (a forgórésznél) mágneses mezők között

Rotor: állandó mágneses tér

A forgórész tekercsét csúszógyűrűkön keresztül egyenáram-forrás gerjeszti. Az alábbiakban az egyenárammal gerjesztett forgórész körül létrejövő mágneses mező látható. Nyilvánvaló, hogy a rotor állandó mágnesként viselkedik, mivel azonos mágneses mezővel rendelkezik (alternatíva elképzelhető, hogy a rotor állandó mágnesekből áll). Tekintsük a forgórész és a forgó mágneses tér kölcsönhatását. Tegyük fel, hogy a forgórész kezdeti forgását a forgó mágneses térrel azonos irányban adja meg. A forgó mágneses tér és a forgórész ellentétes pólusai egymáshoz vonzódnak, és mágneses erők segítségével összekapcsolódnak. Ez azt jelenti, hogy a rotor ugyanolyan sebességgel fog forogni, mint a forgó mágneses tér, azaz a rotor szinkron sebességgel fog forogni.

A forgórész és az állórész mágneses tere egymáshoz kapcsolva

Szinkron sebesség

A mágneses tér forgási sebessége a következő egyenletből számítható ki:

• ahol N s a mágneses tér forgási frekvenciája, rpm,
• f az állórész áramfrekvenciája, Hz,
• p a póluspárok száma.

Ez azt jelenti, hogy a szinkronmotor fordulatszáma nagyon pontosan szabályozható a tápáram frekvenciájának változtatásával. Ezért ezek a motorok nagy pontosságú alkalmazásokra alkalmasak.

Szinkronmotor közvetlen indítása a hálózatról

Miért nem indítják be a hálózatról a szinkronmotorokat?

Ha a rotornak nincs kezdeti forgása, a helyzet eltér a fent leírtaktól. A forgórész mágneses mezejének északi pólusa vonzódik a forgó mágneses tér déli pólusához, és ugyanabba az irányba kezd el mozogni. De mivel a rotornak van egy bizonyos tehetetlenségi nyomatéka, az indulási sebessége nagyon alacsony lesz. Ez idő alatt a forgó mágneses tér déli pólusát felváltja az északi pólus. Így taszító erők jelennek meg. Ennek eredményeként a rotor az ellenkező irányba kezd forogni. Így a rotor nem tud elindulni.

Csillapító tekercselés - a szinkronmotor közvetlen indítása a hálózatról

A vezérlőrendszer nélküli szinkron villanymotor önindítójának megvalósításához a forgórész csúcsai közé "mókusketrec" van elhelyezve, amelyet csillapító tekercsnek is neveznek. Az elektromos motor indításakor a rotor tekercseit nem gerjesztik. A forgó mágneses tér hatására a "mókusketrec" fordulataiban áram indukálódik, és a forgórész ugyanúgy forogni kezd, ahogy azok elindulnak.

Amikor a rotor eléri a maximális fordulatszámát, a forgórész mező tekercselése feszültség alá kerül. Ennek eredményeként, mint korábban említettük, a forgórész pólusai összekapcsolódnak a forgó mágneses mező pólusaival, és a rotor szinkron sebességgel forogni kezd. Amikor a rotor szinkron sebességgel forog, a mókusketrec és a forgó mágneses tér közötti relatív mozgás nulla. Ez azt jelenti, hogy a rövidre zárt fordulatokban nincs áram, ezért a "mókusketrec" nem befolyásolja a villanymotor szinkron működését.

Kilépés a szinkronból

A szinkronmotorok terheléstől független állandó fordulatszámmal rendelkeznek (feltéve, hogy a terhelés nem haladja meg a megengedett legnagyobb értéket). Ha a terhelési nyomaték nagyobb, mint maga a villanymotor által létrehozott nyomaték, akkor kilép a szinkronból és leáll. Az alacsony tápfeszültség és az alacsony gerjesztési feszültség is okozhatja a motor szinkronizálását.

Szinkron kompenzátor

Szinkron motorok is használhatók a rendszer teljesítménytényezőjének javítására. Amikor a szinkronmotorok használatának egyetlen célja a teljesítménytényező javítása, akkor ezeket hívják szinkron kompenzátorok. Ebben az esetben a motor tengelye nincs mechanikus terheléshez kötve, és szabadon forog.

Az ipari felhasználásra szánt szinkronmotorok elektromágneses gerjesztést kapnak független egyenáramú forrásból. Ilyen forrásként a következő forrásokat használjuk: DC generátorok (gerjesztők), amelyek elhelyezhetők egy tengelyen szinkronmotorral (7.6.6. ábra), vagy külön motorral hajthatók (7.6. ábra, i); Ipari hálózatról táplálható tirisztoros egyenirányítók (7.6. ábra, ban ben), vagy egy speciális generátorról, amely ugyanazon a tengelyen található szinkronmotorral. Ez utóbbi esetben (7.6. ábra, d) a félvezető egyenirányítók egy szinkrongép (forgó egyenirányítós rendszer) forgórészén helyezkednek el, ezért a gerjesztő tekercs áramellátásához nincs szükség kefékre és gyűrűkre, pl. szinkron gép lesz érintésmentes.

Gyorsítás közben, amikor a motor aszinkron üzemmódban működik, a gerjesztő feszültségmentesített gerjesztővel csatlakoztatható a forgórész tekercséhez (séma vakon csatlakoztatott gerjesztővel),és a KM mágneskapcsolóval leválasztható a gerjesztő tekercsről (lásd 7.1. és 7.6. ábra). Ez utóbbi esetben a gerjesztő tekercs rövidre vagy rövidre záródik. A gerjesztő tekercs végeit nem lehet nyitva hagyni gyorsításkor, mivel nagy csúszásoknál jelentős csúszás EMF indukálódik a tekercsben.

Tirisztoros átalakító vagy forgó egyenirányítók gerjesztőként történő alkalmazásakor a terepi tekercs rövidre záródik a sönt tirisztorokon keresztül az indításkor.

Rizs.de- külön motor-generátorból; 6 - egy szinkronmotor tengelyén elhelyezett generátorból; ban ben- tirisztoros gerjesztőről; d- a beépített generátortól

Tekintsük a 7.6. ábra áramkörét, c. A motor aszinkron üzemmódban történő indításakor a tirisztoros átalakító feszültsége UD egyenlő nullával. A gerjesztő tekercsben egy változó csúszó emf indukálódik, amelynek hatására a zener diódákon keresztül VD segéd tirisztorok nyitva VS,és a gerjesztő tekercs a kisülési ellenállásra zár R. Amikor a motor eléri a szubszinkron sebességet, a slip emf alacsony lesz, a zener diódák kikapcsolnak, és a tirisztorok VS kapcsolja ki a kisülési ellenállást, majd az átalakítóból egyenáramot táplálnak a gerjesztő tekercsbe UD.

Az utóbbi években elterjedtek a szinkrongépek tervezésébe épített gerjesztők (lásd 7.6. ábra, d). A gerjesztő egy G szinkron generátorból, melynek forgórésze a D szinkronmotor tengelyén található, egy szabályozatlan egyenirányítóból, segéd tirisztorokból áll. VSés kisülési ellenállások R2És R3, szinkronmotor tengelyére is helyezve. A gerjesztőáramot a G generátor gerjesztőáramának változtatásával szabályozzuk. A szubszinkron fordulatszám elérésekor a gerjesztőtekercset söntölő áramkörök kinyílnak, és a tekercsbe egyenáramot táplálunk, amely után a motor szinkronba kerül, fordulatszáma eléri a szinkront, majd szinkron üzemmódban működik.

A motor gerjesztőáramának szabályozását szinkron üzemmódban történő működés közben általában az ACS gerjesztése végzi. Két fő funkciót lát el. Az első a stabil működés biztosítása szinkron üzemmódban. Amikor a terhelés megugrik vagy a tápfeszültség csökken, a gerjesztő ACS kényszeríti (növeli) a gerjesztőáramot, ezáltal növeli a motor maximális nyomatékát szinkron üzemmódban (lásd 7.4. ábra). A második a motor állórész áramkörében keringő meddő teljesítmény automatikus szabályozásának megvalósítása.

A gerjesztőáram blokkvázlata általában kettős áramkörű (7.7. ábra). A belső gerjesztőáramkör a beállított gerjesztőáram stabilizálására szolgál. A p () gerjesztőáram-szabályozót arányosnak vagy arányos-integrálisnak vesszük. A megadott f állandó értéken tartása úgy érhető el, hogy az állórész áramkörök valós f értéke alapján pozitív visszacsatolású gerjesztőáram-beállító jelet generálunk:

Ha a megfelelő gerjesztőáram U B adott terhelésnél nem elegendő egy adott teljesítménytényező eléréséhez, akkor az összetett visszacsatolás növeli a gerjesztőáramot. Az együttható növelése növeli az adott f megtartásának pontosságát, de terhelés hatására az állórész áramában ingadozásokat okoz. Az állórész áramának ingadozásának csökkentése érdekében az áramkör rugalmas visszacsatolást biztosít az állórész áramának effektív értékére. A rugalmas visszacsatolás egy szűrővel megkülönböztető láncszemként jön létre.

A legelterjedtebb generátoros gerjesztőrendszer a szinkrongenerátorral azonos tengelyen elhelyezett egyenáramú generátor (8.8. ábra).

Az egyenáramú generátor általában öngerjesztő üzemmódban működik úgy, hogy a gerjesztő tekercs az armatúra tekercselésével párhuzamosan csatlakozik. Feszültség az egyenáramú generátor kapcsairól csúszógyűrűkön keresztül K 1 És K A 2. ábrát a generátor gerjesztő tekercsére alkalmazzuk.

A nagy teljesítményű generátorok gerjesztésére háromfázisú váltóáramú gerjesztőt és háromfázisú egyenirányítót szerelnek fel (8.9. ábra).

Ebben az esetben a háromfázisú gerjesztő tekercs a gerjesztett generátor forgó részén található. Ugyanerre a részre háromfázisú egyenirányító van felszerelve. Elég csak a fő generátor horgonyát táplálni. A gerjesztő armatúra táplálható külső egyenáramú forrásról vagy egy további egyenáramú gerjesztőről, amely ugyanarra a tengelyre van szerelve.

Háromfázisú generátor gerjesztésére az öngerjesztés elve használható (8.10. ábra). A generátor öngerjesztésének feltételei ugyanazok, mint az egyenáramú generátoroké.

Az egyenáramot a gerjesztő transzformátorból kapjuk, mivel a legtöbb esetben a gerjesztő feszültség kisebb, mint a hálózati és az egyenirányító feszültsége. A gerjesztőáram szabályozására gerjesztő ellenállást használnak. A generátor állandó feszültségének fenntartása érdekében a gerjesztés elektronikus berendezésekben használható a gerjesztőáram automatikus szabályozására.

Következtetés

A kézikönyv megírásának fő célja az volt, hogy az elektromechanikus eszközök üzemeltetése elméletének és gyakorlatának anyagát egyszerű, hozzáférhető nyelven, a tartalom információtartalmának elvesztése nélkül mutassa be. Az elektromos gépek működésének fizikai alapjainak tanulmányozása szilárd alapot jelent a különféle profilú vállalkozásokban használt egyéb elektromechanikus eszközök építési elveinek megértéséhez.

Az új technológiák gyors fejlődése számos összetett tudományos és technológiai problémát vet fel a termelés számára. Az energia kulcsszerepet játszik ezeknek a problémáknak a megoldásában. A tudományos és technológiai forradalom körülményei között a gépgyártási komplexum, és különösen az elektrotechnika fejlődési üteme nagymértékben meghatározza a műszaki fejlődést az energia, az üzemanyagipar, a közlekedés és hírközlés, a kohászat, a gépipar területén. szerszám- és műszergyártás, építőipar, agráripari komplexum stb.

Ez az oktatóanyag felvázolja az iparban használt fő elektromos géptípusok elméletének alapjait, tervezési jellemzőit és működési módjait. Ugyanakkor megjegyzik e gépek fejlesztésének modern trendjeit, amelyek célja megbízhatóságuk, energiateljesítményük és teljesítményük javítása.

Általánosságban elmondható, hogy jelenleg a következő tendenciák figyelhetők meg a hazai elektrotechnika fejlődésében:

Mágneses rendszerek, tekercsek és hűtőrendszerek tervezésének fejlesztése a gépek tömegének, összméreteinek, a bennük lévő energiaveszteségek csökkentése érdekében; gépek egységteljesítményének, forgási sebességének és névleges feszültségének növelése, a megbízhatóság növelése a tekercsszigetelés minőségének javításával, lehetőség szerint a kefeérintkezők megszüntetésével és a kommutáció javításával a kollektoros gépekben; olyan elektromos gépek új áramköreinek létrehozása, amelyek elektromágneses rendszert kombinálnak félvezető technológia elemeivel (diódák, tirisztorok, tranzisztorok) a megbízhatóság növelése, a teljesítmény javítása és a kimeneti paraméterek (áram, feszültség, sebesség stb.) szabályozási tartományának bővítése érdekében, lineáris villanymotorok és dugattyús mozgású motorok létrehozása;

Kis- és közepes teljesítményű gépek, valamint tömeg- és sorozatgyártásra adaptált mikrogépek technológiailagosabb terveinek kidolgozása; az elektromos gépek számítási módszereinek fejlesztése számítógépek felhasználásán, fizikai és matematikai modellezésen; szabványosítás elterjedt alkalmazása a gépek főbb paraméterei, tervezési elemei, beépítési méretei, hűtési módjai, környezeti hatásokkal szembeni védelme tekintetében.

A kitűzött feladatok megoldásában a vezető szerep az ágazati kutató- és tervezőintézetek munkatársaié. A felsőoktatási intézmények tudósai és tanárai is jelentős segítséget nyújtanak az elektromos iparban dolgozóknak.

Az automatizálási és telemechanikai sémákban használt elektromos gépek felépítésükben, működési elvükben, illetve a különféle, esetenként nagyon eltérő automata vezérlési, szabályozási és vezérlési sémákban betöltött funkciókat tekintve igen változatosak.

Gyakorlatilag lehetetlen egy könyvben leírást adni az összes használt elektromos gépről, amelyet az egyetemek tantervei korlátoznak. Ezért a kézikönyv szerzői nem tűztek ki maguknak ilyen feladatot, csupán a készülék, a működési elv, az elméleti alapok és a legszélesebb körben elterjedt elektromos gépek főbb jellemzőinek ismertetésére szorítkoztak.

Ha mélyebben, tömören szeretné megismerni az oktatóanyagban bemutatott elektromos gépeket, az olvasó a szakirodalomban tájékozódhat.

Bibliográfia

1.Alekszejev,A. E. Villamos gépek tervezése / A. E. Alekszejev. - M., 1958.

2.örmény,E.V. Elektromos mikrogépek / E. V. Armenszkij,G. B. Falk. - M., 1984.

3.Bertinov,A.I. Elektromos gépek repülésautomatizáláshoz / A. I. Bertinov. - M., 1961.

4.Bruskin,D. E. Elektromos gépek és mikrogépek /
D. E. Bruskin,A. E. Zarokhovich,V. S. Hvostov. - M., 1981.

5.Bódé,IGEN.Érintésmentes elektromos gépek / D. A. De. - M., 1985.

6.Vinogradov,N.V. Villamos gépek tervezése / N. V. Vinogradov,F. A. Goryanov,P. S. Szergejev. - M., 1969.

7.Fontos,A.I. Elektromos autók / A. I. Fontos. - L .: Energia, 1969.

8.Vinokurov,V.A. Vasúti közlekedés elektromos autói / V. A. Vinokurov,D. A. Popov. - M., 1986.

9. woldek, A.I. Elektromos autók / A. I. Voldek. - L .: Energia, 1966.

10.Goldberg,O.D. Villamos gépek tervezése /
O. D. Goldberg,Ja. S. Gurin,I. S. Szviridenko. - M., 1982.

11.Yermolin,N.P. Kis teljesítményű elektromos gépek / N. P. Ermolin.- M., 1975.

12.Ivanov-Szmolenszkij,A.V. Elektromos autók / A. V. Ivanov-Szmolenszkij. - M., 1980.

13.Katzman,MM. Elektromos autók / M. M. Katsman. - M., 1983.

14.Katzman,MM. Villamos gépek automata készülékek / M. M. Katsman,F. M. Juferov. - M., 1979.

15.Kopylov,I.P. Elektromos autók / I. P. Kopilov. - M., 1986.

16.Kopylov,I.P. Elektromechanikus energiaátalakítás / I. P. Kopilov. - M., 1973.

17.Kostenko,M.P. Elektromos autók. 1. rész / M. P. Kostenko,L. M. Piotrovszkij. - L., 1973.

18.Kostenko,M.P. Elektromos autók. 1. rész - Szerk. 2. /
M. P. Kostenko,L. M. Piotrovszkij.- L.: Energia, 1964.

19.Kostenko,M.P. Elektromos autók. 2. rész - Szerk. 2. /
M. P. Kostenko,L. M. Piotrovszkij. - L.: Energia, 1965.

20. Petrov,G. N. Elektromos autók / G. N. PETROV - M., Gosenergoizdat, 1956. - I. rész.

21.Petrov,G. N. Elektromos autók / G. N. Petrov. - M., 1963. - II. rész; 1968. - III. rész.

22. Speciális elektromos gépek / szerk. A. I. Bertinova.- 1982.

23.Hruscsov,V.V. Automatizálási rendszerek elektromos gépei / V. V. Hruscsov. - L., 1985.

Előszó. 3

Bevezetés. 4

1. fejezet A működés alapvető fizikai törvényei
elektromos gépek. kilenc

2. fejezet Az egyenáramú gépek általános kérdései. 13

2.1. Az egyenáramú gépek működési elve. 13

2.2. Egyenáramú gépek tervezése. 17

2.3. Egyenáramú gépek armatúra tekercselése. tizennyolc

2.4. Armatúra tekercsek potenciálkiegyenlítése. 31

2.5. Módszerek mágneses tér létrehozására vagy gerjesztési módszerek
DC gépek. 34

2.6. Egyenáramú gépek armatúra tekercsének EMF-je. 36

2.7. Mechanikus nyomaték egy egyenáramú gép tengelyén. 39

2.8. Működő egyenáramú gép mágneses tere
készenléti üzemmódban. 41

2.9. Terhelt egyenáramú gép mágneses tere.
horgony reakció. 42

2.10. Egyenáramú gépek armatúra tekercsének kapcsolása. 45

3. fejezet DC motorok. 49

3.1. Az egyenáramú motorok működési elve. 49

3.2. Egyenáramú motor alapegyenletei. 51

3.3. A motorok veszteségei és hatásfoka
egyenáram. 51

3.4. Az egyenáramú motorok jellemzői. 54

3.5. Egyenáramú motorok indítása. 65

3.6. Egyenáramú motorok fordulatszám-szabályozása. 71

4. fejezet DC generátorok. 80

4.1. Az egyenáramú generátorok osztályozása a gerjesztés módszere szerint. 80

4.2. Egyenáramú generátorok energiadiagramja. 81

4.3. Az egyenáramú generátorok főbb jellemzői. 86

4.4. A független gerjesztésű generátor jellemzői.. 86

4.5. A terhelt generátor munkapontja. 94

4.6. A párhuzamos gerjesztésű generátor jellemzői.. 95

4.7. Soros gerjesztésű generátorok.. 100

4.8. Vegyes gerjesztésű DC generátorok.. 101

4.9. DC generátorok használata. 105

4.10. Generátorok párhuzamos működése. 106

5. fejezet Transzformátorok .. 109

5.1. A transzformátorok működési elve. 110

5.2. Egyfázisú transzformátorok tervezése. 112

5.3. Elektromos energia veszteségek a transzformátorban és a transzformátor hatásfoka. 114

5.4. Transzformátor készenléti üzemmód. 118

5.5. A transzformátor működése terhelési üzemmódban. 121

5.6. A redukált transzformátor és a vele egyenértékű áramkör. 124

5.7. Transzformátor paramétereinek kísérleti meghatározása. 129

5.8. A transzformátor kimeneti feszültségének megváltoztatása
amikor a terhelési áram megváltozik. Külső jellemző
transzformátor. 132

5.9. A transzformátorok külső jellemzői. 135

5.10. Háromfázisú transzformátorok. A háromfázisú transzformátorok működési elve 137

5.11. Sémák és csoportok háromfázisú tekercsek csatlakoztatására
transzformátorok. 141

5.12. Speciális transzformátorok.. 145

5.13. Transzformátorok párhuzamos működése. 150

6. fejezet Aszinkron gépek .. 154

6.1. Aszinkron motorok mágneses tere. forgó
egy mágneses mező. 154

6.2. Elliptikus és pulzáló mágneses mezők. 160

6.3. Az aszinkron motor működési elve. 165

6.4. Aszinkron motor felépítése. 168

6.5. Aszinkron gépek tekercselése. 170

6.6. Az állórész és a forgórész tekercseinek elektromotoros erői. 177

6.7. Aszinkron gépek mágneses fluxusa. 178

6.8. Egy indukciós motor vektor diagramja. 181

6.9. Aszinkron motor elektromos egyenértékű áramköre. 184

6.10. Aszinkron gép energiafolyamatai.. 186

6.11. Indukciós motor energiadiagramja. 188

6.12. Az aszinkron gép nyomatékának általános egyenlete.. 189

6.13. Az aszinkron mechanikai karakterisztikájának egyenlete
motor. 191

6.14. Kloss formula. 194

6.15. Egy aszinkron gép egyenértékű ekvivalens áramköre
hálózati kapcsokra csatlakoztatott mágnesező áramkörrel.. 196

6.16. Egy aszinkron gép kördiagramja. Diagram készítése.. 198

6.17. Kördiagram elemzés.. 202

6.18. Háromfázisú aszinkron motorok indítása. 207

6.19. Fázisrotoros motorok indítása .. 207

6.20. Mókuskalitkás motor indítása .. 210

6.21. Motorok speciális forgórész tekercseléssel és javított indítási jellemzőkkel. 214

6.22. A háromfázisú aszinkron motor sebességének szabályozásának módjai 216

6.23. Aszinkron motorok teljesítményjellemzői. 222

6.24. Az aszinkron motor működése különböző üzemmódokban. 226

6.25. Egy aszinkron gép működése fázisrotorral üzemmódban
háromfázisú feszültségszabályozó. 227

6.26. Egyfázisú aszinkron motorok. 228

6.27. Aszinkron motor következtetéseinek jelölése. 232

7. fejezet Szinkron generátorok .. 234

7.1. A szinkrongépek működési elve. 234

7.2. A szinkrongép kialakítása.. 237

7.3. Generátor tétlen üzemmód. 238

7.4. Szinkrongép armatúra reakciója.. 240

7.5. Háromfázisú szinkrongenerátor vektoros feszültségdiagramja 245

7.6. Feszültségváltozás egy szinkrongenerátor kimenetén. 249

7.7. A szinkrongenerátor főbb jellemzői. 253

7.8. Beillesztés a háromfázisú generátorok hálózatába vagy párhuzamosan
generátorok működése. 257

7.9. Szinkrongenerátorok szögjellemzői. 261

7.10. Szinkronizálási teljesítmény és szinkronizálási nyomaték. 264

7.11. A gerjesztőáram hatása a szinkron működési módjára
generátor. 264

7.12. Energiaveszteség és hatékonyság
szinkron generátor. 266

8. fejezet Szinkronmotorok. 269

8.1. A szinkronmotorok működési elve. 269

8.2. Szinkronmotor vektor feszültség diagramja. 270

8.3. Szinkronmotor teljesítménye és mechanikus nyomatéka. 271

8.4. V-szinkron motorok alakjellemzői. 272

8.5. A szinkronmotor jellemzői. 274

8.6. Indítási módszerek szinkron motorokhoz. 275

8.7. Szinkron kompenzátorok.. 277

8.8. Szinkrongépek gerjesztésének módjai. 277

Következtetés. 280

Felhasznált irodalom.. 282

Oktatási kiadás

Gorjacsov Vlagyimir Jakovlevics

Dzsessz Nyikolaj Boriszovics

Nikolaev Elena Vladimirovna

Elektromechanika

Szerkesztő V. V. Chuvashova

Műszaki szerkesztő N. A. Vyalkova

Korrigáló N. A. Szidelnyikova

Számítógépes elrendezés N. V. Ivanova

Gyártásra 07.12.09. Formátum 60x841/16.

Konv. sütő l. 16.74. Uch.-szerk. l. 19.98.

Példányszám 100. Rendelési szám 643. "C" 164.

_______________________________________________________

PSU kiadó

440026, Penza, piros, 40.