Принцип электромагнитной индукции. Механическая характеристика гистерезисного электропривода. Принцип действия асинхронного электродвигателя. Техническая реализация режима импульсного намагничивания. Частотное регулирование гистерезисного электропривода.
Электрическая машина состоит из неподвижной части - статора (для ассинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части - ротора (для ассинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). Двигатели с фазным ротором используются там, где необходимо регулировать частоту вращения ассинхронного электродвигателя. Якорь - это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора), или же работающего по этому же принципу, так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). При включении в сеть в статоре возникает круговое, вращающееся, магнитное поле, которое пронизывает короткозамкнутую обмотку ротора, и наводит в ней ток индукции, отсюда, следуя закону ампера (На проводник с током помещенный в магнитное поле действует эдс), ротор приходит во вращение. Разность между частотой вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора характеризуется скольжением.Двигатель называется ассинхронным, т.к. частота вращения магнитного поля статора не совпадает с частотой вращения ротора.Гистерезисный электропривод - электропривод, в составе которого используется гистерезисный двигатель. Гистерезисный двигатель (ГД) - это бесконтактный ЭД, в котором вращающий момент возникает за счет явления магнитного гистерезиса при перемагничивании ротора полем статора в процессе пуска и за счет взаимодействия поля статора с намагниченным ротором в синхронном режиме. В асинхронном режиме оно, как и индукционное преобразование, имеет необходимым условием потери скольжения в подвижном элементе.Впервые предложение об использовании вращающего момента, обусловленного гистерезисом, было сделано ученым-электротехником Элихью Штейнметцем в 1900 году [3].ГД имеет статор обычной электрической машины переменного тока (как у асинхронного двигателя) с распределенной в пазах обмоткой. Иногда для уменьшения потерь в роторе от зубцовых гармоник в двигателях с массивным цилиндром статор выполняют с закрытыми пазами [7]. 2а) представляет собой полый цилиндр или пакет, собранный из колец магнитотвердого материала (1), насаженный на цилиндрическую втулку (2) из магнитного или немагнитного материала, закрепленную на валу ротора (3). Ротор ГД не имеет явно выраженных полюсов и какой-либо обмотки и представляет собой цилиндр. 2) Ротор состоит из двух частей: активной части - полого цилиндра (активный гистерезисный слой), и конструкционной части - цилиндрической втулки, на которую насаживается активная часть и которая закрепляется в подшипниках (рис.Будем характеризовать его вектором МДС Fs, совпадающим с вектором Ф1. Под действием внешнего поля ротор намагнитится по оси обмотки, т.е. его элементарные магнитики (домены, размер которых не превышает 0,01 мм) сориентируются по полю и займут положение, показанное на рис.3а [5]. При повороте поля (вектора Fs) статора (рис.3б) вслед за ним будут стремиться повернуться домены ротора (то есть ось намагниченных элементарных магнитиков, формирующих полюса ротора ГД, то есть вектор Вр). Однако вследствие явления гистерезиса вектор Вр хоть и будет вращаться со скоростью вращения поля статора (вектора Fs), но будет отставать от него на некоторый угол q. Силы магнитного притяжения в этом случае будут иметь тангенциальные составляющие, которые и создадут вращающий момент, стремящийся увлечь ротор за полем статора.Механическую характеристику ГД можно разделить на два участка: участок, относящийся к асинхронному режиму работы (вертикальный), и участок, относящийся к синхронному режиму работы (горизонтальный). Для идеального ГД механическая характеристика представляет собой две прямые (рис.4а). В асинхронном режиме работы гистерезисный момент идеального ГД остается неизменным на всех скоростях вращения и равен максимальному вращающему моменту в синхронном режиме М=Мп=Мс.максид. У реальных ГД механическая характеристика на участке асинхронного режима работы отличается от идеальной и выглядит примерно так, как показано на рис. Появляется дополнительная составляющая момента в двигателе - асинхронный момент Ма, создаваемый при взаимодействии вихревых токов в роторе с потоком поля статора Ф1 [7].Механическая характеристика ГД характеризуется следующими коэффициентами: - кратность пускового момента: км = Мп/Мном. Для большинства ГД колеблется от 1,5 до 4,0 [3]. Большее значение выбирается при необходимости существенно уменьшить время разгона двигателя.Зависимости тока статора, КПД, cos ?, частоты вращения n и мощности на валу от момента нагрузки в установившемся режиме при постоянном напряжении питания. Ток статора имеет две составляющие - активную и реактивную. Активная составляющая тока создает момент Іакт?M. Реактивная составляющая тока затрачивается на проведение потока через ротор. При изменении нагрузки реактивная составляющая тока практически постоянна и значительно превосходит активную составляющую.материал активной части ротора обладает высокой механической прочностью, допускающей больши
План
ПЛАН
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2. ИСТОРИЯ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ДВИГАТЕЛЯ
3. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
4. КОНСТРУКЦИЯ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ДВИГАТЕЛЯ
5. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГД
6. МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГД
6.1 Описание характеристики
6.2 Показатели механической характеристики
7. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГД
8. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ГД
9. УПРАВЛЕНИЕ ГИСТЕРЕЗИСНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
9.1 Управление ГД в асинхронном режиме.
9.2 Управление ГД в синхронном режиме. Режим перевозбуждения
9.3 Управление ГД в синхронном режиме. Импульсное намагничивание ротора.
9.4 Техническая реализация режима импульсного намагничивания
