Обобщенная структура и классификация электродвигателей – Полупроводниковая силовая электроника

May 19, 2015 by admin Комментировать »

На рис. 3.46 представлены эскизы обобщенной конструкции классической электрической машины [29] — электродвигателя или генератора. Неподвижная часть машины — это статор 1, подвижная или вращающаяся часть — ротор 2. Ротор располагается в так называемой расточке статора и отделен от него воздушным зазором. Одна из указанных частей машины снабжена элементами, возбуждающими в машине магнитное поле (например, электромагнит или постоянный магнит), другая имеет обмотку, которую будем условно называть рабочей обмоткой машины.

Рис. 3.46. Обобщенная структура электрической машины

Если электрическая машина работает в режиме генератора, то при вращении ротора под действием приводного двигателя в проводниках рабочей обмотки наводится ЭДС, и при подключении нагрузки возникает электрический ток.

Если же электрическая машина предназначена для работы в качестве электродвигателя, то рабочая обмотка подключается к сети. При этом ток, возникающий в проводниках обмотки, взаимодействует с магнитным полем, и на роторе возникают электромагнитные силы, приводящие ротор во вращение. Электрическая энергия, потребляемая двигателем из сети, преобразуется в механическую энергию, затрачиваемую на вращение какого-либо механизма.

Возможны конструкции электрических машин, у которых рабочая обмотка расположена на статоре, а элементы, возбуждающие магнитное поле, — на роторе и наоборот. Принцип работы машины при этом одинаковый.

На рис. 3.47 представлена классификация известных типов электродвигателей.

Бесколлекторные (вентильные) машины — это в основном машины переменного тока. Они разделяются на асинхронные и синхронные. В синхронных машинах частота вращения ротора равна частоте вращения поля. Из синхронных машин мы рассмотрим шаговые двигатели. В асинхронных машинах частота вращения ротора всегда меньше частоты вращения поля. Синхронные машины используются в качестве генераторов или двигателей.

Асинхронные машины используются в качестве двигателей. Особенности конструкции асинхронных двигателей переменного тока заключается в следующем (рис. 3.48).

Рис. 3.48. Асинхронный двигатель переменного тока

Рис. 3.47. Классификация электродвигателей

В статоре имеются продольные пазы обмотки (3 фазы). Ротор асинхронной машины состоит из вала 1, сердечника 2 и обмотки 3. Обмотка ротора представляет собой короткозамкнутую конструкцию, состоящую из восьми алюминиевых стержней, расположенных в продольных пазах сердечника ротора, замкнутых по торцам ротора алюминиевыми кольцами. При включении обмотки статора в сеть возникает вращающееся магнитное поле статора. Оно наводит в обмотке ротора ЭДС и следовательно, токи. По правилу левой руки электромагнитные силы вращают ротор по направлению движения магнитного поля.

Типовым примером семейства синхронных электрических машин являются генераторы электростанций. Синхронными двигателями, широко применяемыми в аппаратуре, являются шаговые двигатели. Рассмотрим их подробнее.

Шаговые (импульсные) двигатели используются в качестве исполнительных двигателей, преобразующих электрические сигналы (импульсы напряжения) в угловые или линейные дискретные перемещения (шаги). Обмотку управления шаговых двигателей обычно располагают на статоре и делают одноили многофазной. Чаще всего ее делают трехили четырехфазной. Рассмотрим работу трехфазного шагового двигателя [29] (рис. 3.49).

Рис. 3.49. Принцип работы трехфазного шагового двигателя

При прохождении импульса тока в фазе 1 обмотки управления ротор занимает положение, соответствующее действию электромагнитных сил, т.е. по оси полюсов 1 — 1. В момент времени появится импульс тока в фазе 2. При этом на ротор будут действовать силы, обусловленные одновременным воздействием двух МДС (полюса 1 — 1 и 2 — 2). В результате ротор повернется по часовой стрелке и займет промежуточное положение между полюсами 1 — 1 и 2 — 2 (т.е. повернется на шаг аш = 30°). В момент времени t2 импульс тока в фазе 1 прекратится и ротор, сделав еще один шаг, аш = 30°, займет положение по оси полюсов 2 — 2 и т.д.

Источник: Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С., Полупроводниковая силовая электроника, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. цв. вкл.

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты