Момент, що обертає реактивного двигуна - студопедія
Обертання ротора реактивного двигуна здійснюється під дією реактивного моменту, причина виникнення якого була розглянута раніше (див. § 13.3). З виразу, що визначає величину реактивного моменту, слід, що максимальне значення моменту настає при навантаженні, що відповідає куту ° (рис. 4.17, крива 1).
Мал. 4.17. Кутова характеристика реактивного двигуна
Однак вираз (4.6) не враховує впливу активного опору обмотки статора на залежність. яке в реактивних двигунах малої потужності досить значно. Під впливом активно-го опору обмотки статора максимальне значення реактивного моменту настає при °. Це збільшує крутизну кривої в її початковій частині (рис. 4.17, крива 2), а, отже, підвищує величину питомої синхронизирующего моменту Муд.
Питомий синхронізуючий момент - це момент, який припадає на 1 ° кута. і визначає стійкість роботи реактивного двигуна.
Максимальний момент реактивного двигуна прийнято називати моментом виходу із синхронізму. Справа в тому, що якщо навантаження на валу двигуна досягне значення, при якому кут. відбудеться «випадання» двигуна із синхронізму. В цьому випадку ротор двигуна або зупиняється, або продовжує обертатися асинхронно під дією електромагнітного моменту, створюваного струмами пусковий короткозамкненою обмотки.
З виразу (4.6) видно, що величина реактивного моменту пропорційна квадрату підводиться до двигуна напруги. Отже, реактивні двигуни дуже чутливі до коливань напруги мережі.
Уявімо індуктивні опору обмотки статора по поздовжній і поперечній осях у вигляді:
де і - індуктивності обмотки статора по поздовжній і поперечній осях:
Причому і - магнітні провідності по поздовжній і поперечній осях машини.
Підставивши вирази (4.7) і (4.8) в (4.6), отримаємо формулу реактивного моменту:
де і - магнітні опору по поперечної і поздовжньої осях машини.
З формули (4.9) випливає, що реактивний момент пропорційний різниці магнітних опорів по поперечній і поздовжній осях машини.
З поглибленням западин на роторі (див. Рис. 4.16, а) зростає різниця магнітних опорів по поперечній і поздовжній осях і реактивний момент збільшується, а, отже, збільшується і момент ви-ходу з синхронізму. Однак, поглиблення западин на роторі доцільно лише до певної межі, оскільки із збільшенням величини заглиблень зростає середня величина повітряного зазору. Це веде до зменшення крутного моменту в пусковому асинхронному режимі. Останнє призводить до зниження пускового моменту і моменту входу двигуна в синхронізм - найбільшого моменту опору, при якому ротор двигуна ще втягується в синхронізм. Для втягування в синхронізм необхідна частота обертання ротора не менше т. Е. Ковзання.
На рис. 4.18 показаний ряд залежностей електромагнітного моменту від ковзання при різних значеннях активного опору пусковий клітини, причому. Величина моменту входу в синхронізм визначається ковзанням s = 0,05. Із зроблених на малюнку побудов видно, що чим більше активний опір пускової клітки, тим менше момент входу в синхронізм.
Мал. 4.18. Вплив пусковий клітини реактивного двигуна на Мпуск і Мвх
Встановлено, що найкращі співвідношення між максимальним моментом (моментом виходу із синхронізму), початковим пусковим моментом і моментом входу в синхронізм виходять при наступних відносинах полюсной дуги bп до полюсного поділу та максимального повітряного зазору до мінімального (див. Рис. 4.16, а):
Істотний недолік реактивних двигунів - низький коефіцієнт потужності, що обумовлено значною величиною намагничивающей складової струму статора.
Нагадаємо, що в реактивному двигуні магнітний потік створюється виключно струмом статора; крім того, середнє значення повітряного зазору через наявність западин на роторі досить велике, що веде до підвищення опору магнітного ланцюга машини. Зазначені обставини є також причиною низького к. П. Д. Який в двигунах потужністю в кілька десятків ват зазвичай становить. а в двигунах потужністю до 10 Вт - не перевищує 20%.
За габаритами реактивні двигуни більше синхронних і асинхронних двигунів звичайного типу, що пояснюється низьким к. П. Д. Малим. і невеликою величиною реактивного моменту.
Останнім часом з'явилися синхронні реактивні двигуни, у яких значна різниця магнітних опорів по поперечній і поздовжній осях створюється не за рахунок глибини міжполюсних западин, а за рахунок внутрішніх вирізів 1 в шіхтованного осерді 2 ротора (рис. 4.19). Ці вирізи зазвичай заливаються алюмінієм. Такі двигуни мають підвищені пусковими і робочими властивостями.
Мал. 4.19. Ротор реактивного двигуна з внутрішніми вирізами