Kuinka kolmivaiheinen synkroninen generaattori toimii. Synkroniset generaattorit

Vastaanottaja Kategoria:

Siirrettävät voimalaitokset

Synkronisten generaattoreiden käyttötarkoitus ja laite

Synkroninen generaattori koostuu kahdesta pääosasta: kiinteästä staattorista (ankkuri), johon on sijoitettu käämi, ja liikkuvasta (pyörivasta) roottorista (induktori), jossa on virityskäämi. Herätyskäämin tarkoitus on luoda generaattoriin ensisijainen magneettikenttä induktiota varten staattorikäämitykseen sähkömotorinen voima(e.d. e) ... Jos synkronisen generaattorin roottori saatetaan pyörimään tietyllä nopeudella V ja viritetään tasavirtalähteestä, niin viritysvirtaus ylittää staattorikäämin johtimet ja muuttujat e indusoituvat käämityksen vaiheet. d.s. Kun kuorma kytketään tähän käämiin, siihen ilmestyy pyörivä magneettikenttä. Tämä generaattorin staattorikenttä pyörii roottorikentän pyörimissuuntaan ja samalla nopeudella kuin roottorikenttä, mikä johtaa pyörivän magneettikentän kokonaismäärään.

Pyörimisnopeus magneettikenttä synkroninen generaattori riippuu napaparien lukumäärästä. Tietyllä taajuudella mitä enemmän napapareja on, sitä pienempi on magneettikentän pyörimisnopeus, ts. magneettikentän pyörimisnopeus on kääntäen verrannollinen napaparien lukumäärään. Joten esimerkiksi tietyllä taajuudella f = 50 Hz magneettikentän pyörimisnopeus on 3000 rpm napaparien lukumäärällä p = 1, 1500 rpm p = 2V 1000 rpm p = 3 jne. .

Generaattorin staattori (kuva 1, a) koostuu ytimestä, joka on valmistettu ohuita levyjä sähköterästä. Pyörrevirtojen rajoittamiseksi teräslevyt eristetään 0,08-0,1 mm paksulla lakkakalvolla ja puristetaan tiukasti pakkaukseen, jota kutsutaan aktiiviseksi teräspakkaukseksi. Kuhunkin teräslevyyn on leimattu kuviolliset leikkaukset, joiden ansiosta sellaisista levyistä koottuun pakkaukseen muodostuu uria, joihin käämitys sopii. Urat, jotka lisäävät käämin sähköistä lujuutta ja suojaavat sitä mekaanisilta vaurioilta, on eristetty sähköpahvilevyillä, joissa on lakattu kangas tai mikaniitti. Aktiiviteräspaketti kiinnitetään generaattorin valurauta- tai teräsrunkoon.

Riisi. 1. Synkronisen generaattorin laite ja herätepiiri: a - staattori, b - ulospäin suuntautuva napainen roottori (ilman napakäämiä), c - ei-napainen roottori; 1 - staattori (ankkuri), 2 - roottori (induktori), 3 - kosketinrenkaat, 4 - napainen, 5 - napainen kela, 6 - heräte, 7 - shunttisäädin, 8 - harjat

Synkronisen generaattorin roottori voidaan tehdä rakenteellisesti ulko- ja ulkonapaiseksi.

Ulkonevanapaisessa roottorissa (kuva 1, b) on ulkonevat tai, kuten sanotaan, korostuneet navat. Tällaisia roottoreita käytetään hitaissa generaattoreissa, joiden pyörimisnopeus on enintään 1000 rpm. Näiden roottoreiden napojen ytimet rekrytoidaan yleensä 1-2 mm paksuisista sähköteräslevyistä, jotka on kiinnitetty tiukasti pakkaukseen raidetangoilla. Roottorin akseliin navat kiinnitetään pulteilla tai navan T-varren avulla, joka kiinnitetään roottorin teräsrunkoon jyrsittyihin erityisiin uriin.

Herätyskäämi on käämieristetty kuparilanka vastaava jakso. Synkronisten generaattoreiden roottoreissa, jotka on tarkoitettu käytettäväksi sähköasennuksissa, joissa päämoottoreina käytetään dieselmoottoreita, on ns. rauhoittava käämitys. Rauhoittavaa tai, kuten sitä myös kutsutaan, vaimenninkäämitystä käytetään vaimentamaan vapaita värähtelyjä, joita esiintyy synkronisten generaattoreiden toimintatavan äkillisissä muutoksissa (äkillinen kuormitushäviö, jännitehäviö, viritysvirran muutos jne.), erityisesti tapaukset, joissa useat generaattorit toimivat rinnakkain yhteisessä verkossa.

Implisiittinen napa on roottori, joka on sylinterin muotoinen ilman ulkonevia navoja. Tällaiset roottorit valmistetaan yleensä kahdesta tai neljästä napasta.

Suurinopeuksisten koneiden ulkopintanapaisia roottoreita ei käytetä, koska kiinnitystankojen valmistus on monimutkainen, sillä ne kestävät suuria keskipakovoimia.

Implisiittinen naparoottori (kuva 1, c) koostuu akselista ja terästaoksesta, johon on jyrsitty uria, johon virityskäämi on asetettu. Muuten implisiittinen napainen roottori on rakenteellisesti valmistettu samalla tavalla kuin ulkoneva napainen roottori.

Roottorin käämityksen johtimien rakenne valitaan roottorin tyypin mukaan: ulkonapaisten roottoreiden käämeissä käytetään suorakaiteen muotoisia tai pyöreitä. eristetyt johdot, sekä paljaat kuparinauhat, jotka on taivutettu reunasta ja eristetty mikaniittinauhoilla; Ulkonapaisten roottoreiden käämit on valmistettu eristetyistä litteistä kovavalssatuista kuparisista keloista, jotka on sijoitettu roottoreiden eristettyihin uriin.

Roottorin käämin (induktorin) päät tuodaan ulos ja liitetään roottorin akselin liukurenkaisiin. Induktoriin syötetään tasavirta jostain ulkoisesta lähteestä. Puolijohdetasasuuntaajia käytetään viritysvirtalähteenä synkronisille generaattoreille, joiden teho on enintään 20 kW, ja tehokkaammissa generaattoreissa erityiset DC-koneet (virittimet) sijoitetaan yleensä yhteiselle akselille generaattorin roottorin kanssa tai liitetään mekaanisesti generaattoriin. kytkentäpuoliskojen avulla. Herätin on tasavirtageneraattori, jonka teho on pääsääntöisesti 1-3% sen syöttämän generaattorin nimellistehosta. Herättimien nimellisjännite on pieni ja keskitehoisten synkronisten generaattoreiden jännite ei ylitä 150 V. DC synkronisten generaattoreiden viritykseen voidaan saada käyttämällä elohopeaa, puolijohde- tai mekaanisia tasasuuntaajia. Synkronisten generaattoreiden, joiden teho on enintään 20 kW, virittämiseen käytetään useimmiten seleeni- tai germaniumtasasuuntaajia.

Herätysvirta kulkee lähteestä kelaan seuraavaa reittiä: tasavirtalähde - kiinteät harjat liukurenkaissa, roottorin liukurenkaat - induktorin napojen käämit. Tämä polku on esitetty kaavamaisesti kuvassa. 1, a. Synkronisella generaattorilla on käännettävyysominaisuus, ts. voi toimia myös sähkömoottorina, jos sen staattorikäämitys on kytketty kolmivaiheiseen verkkoon vaihtovirta.

Vastaanottaja Luokka: - Siirrettävät voimalaitokset

9.1. Synkronisen generaattorin laite ja toimintaperiaate

Synkronisia kutsutaan sähköautot, jonka pyörimisnopeus on yhdistetty vakiosuhteella sen vaihtovirtaverkon taajuuteen, johon tämä kone on kytketty . Synkroniset koneet toimivat vaihtovirtageneraattoreina voimalaitoksissa ja synkroniset moottorit käytetään tapauksissa, joissa tarvitaan vakionopeudella toimivaa moottoria. Synkroniset koneet ovat käännettäviä, eli ne voivat toimia sekä generaattoreina että moottoreina. Synkroninen kone siirtyy generaattoritilasta moottoritilaan sen mukaan, vaikuttaako siihen pyörivä vai jarruttava mekaaninen voima. Ensimmäisessä tapauksessa se vastaanottaa mekaanisen tehon akselille ja antaa sen verkkoon sähköenergiaa, ja toisessa tapauksessa se vastaanottaa sähköenergiaa verkosta ja antaa mekaanista energiaa akselille.

Synkronisessa koneessa on kaksi pääosaa: roottori ja staattori, ja staattori ei eroa asynkronisen koneen staattorista. Synkronisen koneen roottori on pyörivien sähkömagneettien järjestelmä, joka saa virtansa tasavirralla, joka syötetään roottoriin liukurenkaiden ja harjojen kautta ulkoisesta lähteestä. Staattorin käämeissä indusoituu pyörivän magneettikentän vaikutuksesta EMF, joka syötetään generaattorin ulkoiseen piiriin. Pyörivän roottorin luoman synkronisen generaattorin päämagneettivuo viritetään ulkoisella lähteellä - virittimellä, joka on yleensä pienitehoinen tasavirtageneraattori, joka on asennettu yhteiselle akselille synkronisen generaattorin kanssa. Tasavirta virittimestä syötetään roottoriin harjojen ja roottorin akseliin asennettujen liukurenkaiden kautta. Roottorin napaparien lukumäärä määräytyy sen pyörimisnopeuden mukaan. Moninapaisessa synkronisessa koneessa roottorissa on p

napapareja, ja staattorikäämin virrat muodostavat myös pyörivän magneettikentän p napaparia (kuten asynkronisessa koneessa). Roottorin on pyörittävä kentän pyörimistaajuudella, joten sen nopeus on yhtä suuri:

n = 60f/p (9,1)

Kun f = 50 Hz ja p = 1 n = 3000 rpm.

Nykyaikaiset turbogeneraattorit pyörivät tällä taajuudella, ja ne koostuvat höyryturbiinista ja suuritehoisesta synkronisesta generaattorista, jossa on roottori, jossa on yksi napapari.

Vesigeneraattoreissa päämoottori on hydrauliturbiini, jonka nopeus on 50-750 kierrosta minuutissa. Tässä tapauksessa käytetään synkronisia generaattoreita, joissa on ulkonapainen roottori, jossa on 4 - 60 napaparia.

Päämoottoriin - dieseliin - kytkettyjen dieselgeneraattoreiden pyörimisnopeus on välillä 500 - 1500 rpm.

Pienitehoisissa synkronisissa generaattoreissa käytetään yleensä itseherätystä: virityskäämiä syötetään saman generaattorin tasasuuntaisella virralla (kuva 9.2).

Herätyspiirin muodostavat generaattorin kuormituspiiriin sisältyvät CT-virtamuuntajat, kolmivaiheisen siltakaavion mukaan koottu puolijohdetasasuuntaaja ja virityskäämi OB säätöreostaatilla R.

Generaattorin itseherätys tapahtuu seuraavasti. Generaattorin käynnistyshetkellä magneettisen järjestelmän jäännösinduktion vuoksi sähkömagneettisessa järjestelmässä esiintyy heikkoja EMF-virtoja ja virtoja. toimiva käämitys generaattori. Tämä johtaa EMF:n ilmestymiseen sisään toisiokäämit CT-muuntajat ja pieni virta herätepiirissä, mikä tehostaa koneen magneettikentän induktiota. generaattori emf kasvaa, kunnes koneen magneettijärjestelmä on täysin viritetty.

Staattorikäämin jokaisessa vaiheessa indusoidun EMF:n keskiarvo:

Еср = c∙n∙Φ (9.2)

n on roottorin nopeus;

Φ on synkronisessa koneessa viritetty suurin magneettivuo;

c on vakiokerroin ottaen huomioon suunnitteluominaisuuksia tämä kone.

Generaattorin liittimen jännite:

U = E - minä z, missä

I - virta staattorikäämityksessä (kuormitusvirta);

Z on käämin impedanssi (yksi vaihe).

EMF:n amplitudin hienosäätöä varten magneettivuon suuruutta säädetään muuttamalla virityskäämin virtaa. EMF:n sinimuotoisuus saadaan aikaan antamalla roottorin napakappaleille tietty muoto korostusnapaisissa koneissa. Implisiittisissä napakoneissa haluttu magneettisen induktion jakautuminen saavutetaan sijoittamalla virityskäämit erityisellä tavalla roottorin pinnalle.

1. Staattori. Synkronisen generaattorin staattori, kuten muutkin vaihtovirtakoneet, koostuu sähköteräslevyistä valmistetusta ytimestä, jonka uriin on asetettu vaihtovirtakäämi, ja rungosta - teräslevystä valmistettu valurauta tai hitsattu kotelo.

Staattorin käämitys sijoitetaan sydämen sisäpinnalle leimattuihin uriin. Käämityksen eristys tehdään erityisen huolellisesti, koska koneen on yleensä toimittava korkeat jännitteet. Eristeenä käytetään mikaniittia ja mikaniittiteippiä.

Kuviossa 3 240 synkronisen generaattorin staattorin ulkonäön vuoksi.

2. Roottori. Synkronisten koneiden roottorit on jaettu kahteen tyyppiin suunnittelun mukaan:

A) eksplisiittisesti napainen (eli korostetuilla navoilla) ja

B) implisiittisesti polaarinen (eli implisiittisesti ilmaistujen napojen kanssa).

Kuviossa 3 241 esittää kaavioita synkronisten generaattoreiden laitteesta, joissa on näkyvät ja ei-ulottuvat naparoottorit.

Roottorin yksi tai toinen malli määräytyy mekaanisen lujuuden perusteella. Nykyaikaisissa nopeista moottoreista pyörivissä generaattoreissa (höyryturbiini) roottorin kehänopeus voi olla 100-160 m/s (joissakin tapauksissa 170 m/s). Siksi nopeissa generaattoreissa on ei-ulottuva naparoottori. Nopeiden generaattoreiden pyörimisnopeus on 3000 rpm ja 1500 rpm.

Näyttävä naparoottori on terästaonta.

Roottorin reunaan on kiinnitetty pylväät, joille asetetaan virityskelat, jotka on kytketty sarjaan keskenään. Herätyskäämin päät on kytketty kahteen

renkaat asennettu roottorin akseliin. Harjat on asetettu renkaiden päälle, joihin lähde on kiinnitetty. vakiojännite. Kuviossa 3 242 näyttää näkyvän naparoottorin ulkonäön. Yleensä tasavirtageneraattori, joka istuu samalla akselilla roottorin kanssa ja jota kutsutaan virittimeksi, antaa tasavirran roottorin virittämiseksi. Heräteteho on 0,25-1 % synkronisen generaattorin nimellistehosta. Herättimien nimellisjännite 60-350 V.

Kuviossa 3 243 esittää synkronisen koneen herätepiiriä.

Saatavilla on myös itseherättyviä synkronisia generaattoreita. Tasavirta roottorin virittämiseksi saadaan generaattorin staattorikäämiin kytkettyjen seleenitasasuuntaajien avulla. Ensimmäisellä hetkellä pyörivän roottorin jäännösmagnetismin heikko kenttä indusoi staattorin käämitykseen merkityksettömän suuren e. d.s. Seleenitasasuuntaajat kytketty AC jännite, antaa tasavirran, joka vahvistaa roottorikenttää ja generaattorin jännite kasvaa.

Ei-ulottuva naparoottori on valmistettu kokonaisesta teräksestä, joka on altistettu monimutkaiselle lämpö- ja mekaaniselle käsittelylle. Otetaan esimerkkinä Elektrosilan tehtaan valmistaman turbogeneraattorin roottorin tiedot, jonka teho on 100 tuhatta kW nopeudella n = 3000 rpm. Roottorin halkaisija D = 0,99 m, pituus l = 6,35 m. Roottorin kehänopeus 155 m/s. Koneistettu roottoritaonta painaa 46,5 tonnia.

Aksiaalisuunnassa roottorin kehää pitkin jyrsitään uria, joihin sijoitetaan virityskäämi. Urien käämitys kiinnitetään metallikiiloilla (teräs tai pronssi). Käämityksen etuosat on kiinnitetty suojusmetallirenkailla.

Kuviossa 3 244 esittää yleiskuvan turbogeneraattorin implisiittisesti naparoottorista valmiissa muodossa.

Sähkökoneiden ja muuntajien suunnittelussa suurta huomiota suunnittelijat kiinnittävät huomiota koneiden ilmanvaihtoon. Synkronisissa generaattoreissa käytetään ilma- ja vetyjäähdytystä.

Ilmajäähdytys suoritetaan puhaltimilla, jotka on asennettu akselille roottorin molemmille puolille (generaattoreille, joiden kapasiteetti on 1,5 - 50 tuhatta kW) tai koneen alla perustusreiässä (generaattoreille, joiden kapasiteetti on 100 tuhatta kW) .

Ilmastointiin tulevat kylmän ilman massat kulkevat suodattimien läpi koneen pölyn likaantumisen välttämiseksi Suljetussa ilmanvaihtojärjestelmässä konetta jäähdytetään samalla ilmamäärällä. Koneen läpi kulkenut ilma lämpenee ja menee ilmanjäähdyttimiin, sitten taas pakotetaan koneeseen jne. Koneen erillisiin osiin järjestetty ilmanvaihtokanavajärjestelmä toimii myös jäähdytyksenä. Suurin osa tehokas tapa jäähdytyskone on vetyjäähdytys. Vety, jonka lämmönjohtavuus on 7,4 kertaa suurempi kuin ilman, poistaa paremmin lämpöä koneen kuumista osista. Ilmajäähdytteiset kitkahäviöt ovat noin 50°/o alkaen

kaikkien auton menetysten summa. Vedyn ominaispaino on 14,5 kertaa pienempi kuin ilman. Siksi kitka vetyä vastaan pienenee jyrkästi. Vety edistää myös koneen eristys- ja lakkapinnoitteiden säilymistä. Ulkomuoto Ulkoasunapainen synkroninen generaattori herättimellä on esitetty kuvassa. 245, ja ei-ulottuva napainen synkroninen generaattori, jonka teho on 50 tuhatta kW - kuvassa. 246.

Hydrauliset generaattorit toimivat hydrauliturbiineilla. Näissä turbiineissa on useimmiten pystysuora akseli, jolla on pieni kierrosluku. Hitaan nopeuden synkronisessa generaattorissa on suuri määrä napoja ja sen seurauksena suuret mitat.

Joten esimerkiksi tyyppinen hydrogeneraattori, jonka teho on 50 tuhatta kW ja jonka on valmistanut nimetty Elektrosilan tehdas. S. M. Kirov, kokonaispaino 1142 g, staattorin halkaisija 14 m, kokonaiskorkeus 8,9 m, napojen lukumäärä 96.

Kuviossa 3 247 esittää kaavion synkronisesta generaattorista, jossa on viritin, joka syöttää tehoa ja valaistuskuormia. Kuviossa 3 248 dan piirikaavio synkronisen generaattorin kytkennät kuormaan.

Synkronisten generaattoreiden staattorikäämit valmistetaan samalla tavalla kuin oikosulkumoottorien staattorikäämit.

Generaattorin kolmivaihekäämien kaikki kuusi päätä näkyvät yleensä sen suojassa. Kytkemällä käämien kolme päätä yhteen yhteiseen nollapisteeseen ja tuomalla käämien kolme alkua ulkoiseen verkkoon saadaan käämien tähtikytkentä (kuva 249, a). Yhdistetään ensimmäisen käämin pää toisen alkuun, toisen loppu kolmannen alkuun, kolmannen loppu ensimmäisen käämin alkuun ja tehdään kolme kosketusta liitäntäpisteistä ulkoiseen verkkoon , saamme käämien kytkennän kolmioon (kuva 249, b).

Jos yllä olevassa asynkroniset koneet roottorissa oli pyörimisnopeus, jotka eroavat staattorin magneettikentän pyörimistaajuudesta, niin synkronisesti nämä taajuudet ovat keskenään yhtä suuret.
Synkroniset koneet voivat toimia sekä generaattoreina että moottoreina.
Aseman tyypistä riippuen synkroniset generaattorit ovat myös saaneet nimensä.
Turbogeneraattori Esimerkiksi on höyryturbiinilla toimiva generaattori, vesigeneraattori pyörittää vesipyörää ja dieselgeneraattori on mekaanisesti yhdistetty polttomoottoriin.
Synkronimoottoreita käytetään laajalti tehokkaiden kompressorien, pumppujen ja puhaltimien ohjaamiseen.
Synkronisia mikromoottoreita käytetään ohjaamaan tallennuslaitteiden, nauhureiden jne. nauha-asemamekanismeja.

6.1. SYNKRONOISEN GENERAATTORIN SUUNNITTELU JA TOIMINNAN PERIAATE

Synkronisen koneen staattori ei eroa rakenteeltaan induktiomoottorin staattorista. Staattorin koloihin sijoitetaan kolmivaiheiset, kaksivaiheiset tai yksivaiheiset käämit.
Huomattava ero on roottori, joka on pohjimmiltaan kestomagneetti tai sähkömagneetti.
Tämä asettaa erityisiä vaatimuksia roottorin geometriselle muodolle. Jokaisella magneetilla on napoja, joiden lukumäärä voi olla kaksi tai enemmän.
Kuvassa 6.1.1 esittää kaksi generaattorimallia, joissa on hidas- ja nopea roottori.

Nopeat ovat yleensä turbogeneraattoreita. Heillä on yhtä monta magneettinapaparia kuin yksi. Jotta tällainen generaattori voisi tuottaa sähkövirran, jonka standarditaajuus on f = 50 Hz, sitä on pyöritettävä taajuudella

Vesivoimalaitoksissa roottorin pyörimisnopeus riippuu vesivirran liikkeestä. Mutta jopa hitaalla pyörimisellä tällaisen generaattorin pitäisi tuottaa sähköä vakiotaajuus f = 50 Hz.
Siksi jokaiselle vesivoimalaitokselle on suunniteltu oma generaattorinsa tietylle määrälle roottorin magneettisia napoja.
Otetaan esimerkkinä Dneprin vesivoimalassa toimivan synkronisen generaattorin parametrit.
Vesivirta pyörittää generaattorin roottoria taajuudella n = 33,3 rpm. Koska taajuus f = 50 Hz, määritämme roottorin napaparien lukumäärän:

Synkronisen generaattorin toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion ilmiöön. Magneettinapoilla varustettu roottori luo pyörivän magneettikentän, joka ylittäessään staattorin käämin indusoi siihen EMF:n. Kun se on kytketty kuormitusgeneraattoriin, generaattori tuottaa vaihtovirtaa.

6.2. SYNKRONOISEN GENERAATTORIN EMF

Kuten yllä on esitetty, staattorikäämiin indusoidun EMF:n suuruus on kvantitatiivisesti suhteessa käämin kierrosten lukumäärään ja magneettivuon muutosnopeuteen:

Tehollisten arvojen osalta EMF-lauseke voidaan kirjoittaa seuraavasti:

missä n on generaattorin roottorin nopeus,
Ф - magneettivuo,
c on vakiotekijä.
Kun kuorma on kytketty, generaattorin liittimien jännite muuttuu eriasteisesti. Joten aktiivisen kuorman lisäämisellä ei ole havaittavaa vaikutusta jännitteeseen. Samalla induktiivinen kapasitiivinen kuorma vaikuttaa generaattorin lähtöjännitteeseen. Ensimmäisessä tapauksessa kuormituksen lisääntyminen demagnetisoi generaattorin ja alentaa jännitettä, toisessa tapauksessa se on biasoitu ja jännite nousee. Tätä ilmiötä kutsutaan ankkurireaktioksi.
Generaattorin lähtöjännitteen vakauden varmistamiseksi on tarpeen säätää magneettivuo. Kun se on heikentynyt, auton täytyy lumota, nousulla - demagnetoida. Tämä tehdään säätämällä generaattorin roottorin virityskäämiin syötettyä virtaa.

6.3. SYNKRONINEN MOOTTORI

6.3.1. SUUNNITTELU- JA KÄYTTÖPERIAATE

Synkronisen moottorin rakenne on sama kuin synkronisen generaattorin.
Kun virta syötetään kolmivaiheinen käämitys staattori, siinä syntyy pyörivä magneettikenttä. Sen pyörimistaajuus määritetään kaavalla:

missä f on verkkovirran taajuus,
p on staattorin napaparien lukumäärä.
Roottori, joka on usein sähkömagneetti, seuraa tarkasti pyörivää magneettikenttää, ts. sen pyörimisnopeus n 2 \u003d n 1.
Tarkastellaan synkronisen moottorin toimintaperiaatetta seuraavassa ehdollisessa mallissa (kuva 6.3.1.). Olkoon staattorin magneettikenttä mallinnettavissa pyörivien magneettinapojen N - S järjestelmällä.

Moottorin roottori on myös järjestelmä sähkömagneeteista S - N, jotka on "linkitetty" staattorin napoihin. Jos moottorissa ei ole kuormitusta, staattorin napojen akselit ovat samat kuin roottorin napojen akselit ( = 0).
Jos roottoriin on kytketty mekaaninen kuorma, staattorin ja roottorin napojen akselit voivat poiketa tietyn kulman verran.
Kuitenkin roottorin "magneettinen kytkentä" staattoriin jatkuu ja roottorin nopeus on yhtä suuri kuin staattorin synkroninen taajuus (n 2 = n 1). Suurilla arvoilla roottori voi tulla ulos "kytkimestä" ja moottori pysähtyy.
Synkronisen moottorin tärkein etu asynkroniseen verrattuna on synkronisen roottorin nopeus, jossa on merkittäviä kuormituksen vaihteluita.

6.3.2. SYNKRONINEN MOOTTORIN KÄYNNISTYSJÄRJESTELMÄ

Kuten edellä on osoitettu, roottorin synkroninen pyöriminen saadaan aikaan roottorin napojen "magneettisella kytkennällä" staattorin pyörivän magneettikentän kanssa.
Ensimmäisellä moottorin käynnistyshetkellä staattorin pyörivä magneettikenttä syntyy melkein välittömästi. Roottori, jolla on merkittävä inertiamassa, ei voi tulla välittömästi synkroniseen pyörimiseen. Se on "ylikellotettava" alisynkroniseen nopeuteen jollain lisälaitteella.
Pitkän aikaa kiihdyttävän moottorin roolia pelasi tavallinen asynkroninen moottori, joka oli mekaanisesti kytketty synkroniseen moottoriin.
Synkronisen moottorin roottori ajetaan alitahdistusnopeudelle. Lisäksi itse moottori vedetään synkronointiin.
Yleensä tehoa käynnistysmoottori on 5-15 % synkronisen moottorin tehosta. Tämä mahdollistaa synkronisen moottorin käynnistämisen vain tyhjäkäynnillä tai pienellä akselin kuormituksella.
Riittävän tehon omaavan käynnistysmoottorin käyttö synkronisen moottorin käynnistämiseen kuormitettuna tekee tällaisesta asennuksesta hankalaa ja kallista.
Viime aikoina ns asynkroninen käynnistysjärjestelmä synkroniset moottorit. Tätä tarkoitusta varten napakappaleisiin vasarataan tangot, jotka muistuttavat oikosulkumoottorin oikosuljettua käämitystä (kuva 6.3.2.1).

Alkukäynnistysjakson aikana synkroninen moottori toimii asynkronisena moottorina ja sen jälkeen synkronisena moottorina. Turvallisuussyistä virityskäämi on oikosulussa käynnistyksen alkuvaiheessa, ja loppuvaiheessa se kytketään tasavirtalähteeseen.

6.4 JET SYNKRONI MOOTTORI

Laboratoriokäytännössä, arjessa ja pienitehoisissa mekanismeissa ns reluktanssisynkroniset moottorit.
Ne eroavat perinteisistä klassisista koneista vain roottorin suunnittelussa. Tässä oleva roottori ei ole magneetti tai sähkömagneetti, vaikka se muistuttaa muodoltaan napajärjestelmää.
Synkronisen reluktanssimoottorin toimintaperiaate on erilainen kuin edellä käsitelty. Tässä moottorin toiminta perustuu roottorin vapaaseen suuntaamiseen siten, että staattorin magneettivuo tuottaa parhaan magneettisen johtavuuden (kuva 6.4.1).

Todellakin, jos jossain vaiheessa suurin magneettivuo on vaiheessa A - X, roottori ottaa aseman FA-vuon suuntaisesti. 1/3 jakson jälkeen maksimivirtaus on vaiheessa B - U. Sitten roottori kääntyy PV-virtausta pitkin. Toisen 1/3 jakson jälkeen roottori suuntautuu virtausta pitkin. FS. Joten jatkuvasti ja synkronisesti roottori pyörii staattorin pyörivän magneettikentän mukana.
Koulukäytännössä joskus, erityisten synkronisten moottoreiden puuttuessa, tarvitaan synkronista lähetystä.
Tämä ongelma voidaan ratkaista tavallisella induktiomoottori, jos annamme roottorille seuraavan geometrisen muodon (kuva 6.4.2).

6.5. ASKELMOOTTORI

Tämän tyyppinen moottori on tasavirtakone, vaikka sen toimintaperiaate on samanlainen kuin synkronisen reluktanssimoottorin.
Kuten kuvasta voidaan nähdä. 6.5.1, moottorin staattorissa on kuusi paria ulkonevia napoja.

Kumpikin staattorin vastakkaisilla navoilla sijaitseva käämi muodostaa ohjauskäämin, joka on kytketty tasavirtaverkkoon. Roottori on bipolaarinen.
Jos liität napakelat 1 - 1 "tasavirtalähteeseen, roottori sijoittuu näiden napojen varrelle. Jos käytät napojen 2 - 2 käämejä ja jännitteet kytketään napojen 1 - 1" käämiin, roottori kääntyy ja ottaa asennon napoja pitkin 2 - 2". Sama roottorin pyöriminen tapahtuu, jos napojen 3 - 3 kelat kytketään verkkoon, joten roottori "seuraa" portaittain ohjauskäämiään.
Askelmoottoreiden etuna on, että niissä ei ole lainkaan "itseliikkuvia". Ne kääntyvät ja kiinnitetään tiukasti staattorin napojen määrään verrannollisin askelin. Tämä laatu tekee siitä välttämättömän erittäin tarkoissa mekanismeissa (kellojen käyttämiseen, ydinpolttoaineen syöttömekanismeihin reaktoreissa, CNC-koneissa jne.).
Askelmoottoreita ohjataan erilaisilla elektronisilla laitteilla (Schmidt-liipaisimet jne.).

6.6. KERÄÄTY AC-MOOTTORI

Harjattomilla asynkronisilla ja synkronisilla moottoreilla, joilla on monia positiivisia ominaisuuksia, on merkittäviä haittoja. Ne eivät mahdollista riittävän tasaista ja taloudellista pyörintäohjausta.
Tämä aukko täytetään osittain AC-kollektorimoottoreilla.
Keruumoottorit ovat yksivaiheisia ja kolmivaiheisia.
Yksivaiheisen kollektorimoottorin roottori on valmistettu sylinterin muodossa, jossa on vaihekäämit, staattori on ulkonapainen.
Koska staattorin napojen käämitys, joka on kytketty vaihtovirtaverkkoon, muodostaa sykkivän magneettikentän, kaikki koneen magneettipiirin elementit rekrytoidaan erillisistä sähköteräslevyistä.
Vääntömomentti yksivaiheisessa kollektorimoottorissa syntyy roottorin käämityksen virtojen vuorovaikutuksesta napojen magneettivuon kanssa. Kuvassa 6.6.1 - näyttää kollektorimoottorin kytkentäkaavion verkkoon.

Keräinmoottoreita voidaan käyttää sekä AC- että DC-verkosta. Tämä seikka antoi heille yleisten keräilymoottorien nimen. Kerääjämoottoreita käytetään laajalti ompelukoneiden, pölynimurien jne.

Synkronisia kutsutaan sähkökoneiksi, joiden pyörimisnopeus on yhdistetty vakiosuhteella sen vaihtovirtaverkon taajuuteen, johon tämä kone sisältyy. . Synkroniset koneet toimivat vaihtovirtageneraattoreina voimalaitoksissa ja synkronimoottoreita käytetään tapauksissa, joissa tarvitaan vakionopeudella toimivaa moottoria. Synkroniset koneet ovat käännettäviä, eli ne voivat toimia sekä generaattoreina että moottoreina. Synkroninen kone siirtyy generaattoritilasta moottoritilaan sen mukaan, vaikuttaako siihen pyörivä vai jarruttava mekaaninen voima. Ensimmäisessä tapauksessa se vastaanottaa mekaanista energiaa akselille ja antaa sähköenergiaa verkkoon, ja toisessa tapauksessa se vastaanottaa sähköenergiaa verkosta ja antaa mekaanista energiaa akselille.