Билет №25. 1. Гистерезисный двигатель
это синхронный двигатель, вращающий момент которого создается за счет магнитного гистерезиса материала ротора. Статор такого двигателя имеет обычную трехфазную или двухфазную обмотку с конденсаторами, которые создают вращающееся магнитное поле, а ротор представляет собой стальной цилиндр, выполненный из магнитно – твердого металла ( имеющую широкую петлю гистерезиса) без обмотки т.к применение обычной электротехн стали не уместно т.е не позволяет получить достаточно большой электромагнитный момент. Для экономии дорогих спец сплавов роторы изготавливают в виде массивного или шихтованного из отдел пластин кольца кобальтовой стали. Ротор гистерезисного двигателя намагнич-ся под действием магнитного поля статора. При синхронной частоте вращения ротор неподвижен относит. вращ магнитного поля статора и ось магнитного поля ротора отстает отоси поля статора на угол ?г и возникают тангенциальные составляющие. Магнитное значение угла ?г определ только св-ми материала ротора. При пуске двигателя когда частота вращения ротора не равна n1, кроме гистерезисного момента Мг появляется также асинхронный момент Мас возникающий в результате взаимодействия вращающегося магнитного поля с вихревыми токами, индуцируемыми этим полем в роторе. Результ момент равен Мрез=Мг+Мас. Гистерезисные двигатели могут работать как в синхронном, так и в асинхронном режимею Однако работа двигателя в асинхронном режиме не экономична т.к при этом возникают значительные потери энергии в роторе. Одной из разновидностью ГД яв-ся двигатель с экранированными полюсами. Ротор в таком двигателе вращается в одну сторону от экранированной части полюса к неэкранированной. Достоинством ГД яв-ся простота конструкции, надежность в работе, малый пусковой момент, высокий КПД –60%, бесшумность. К недостаткам относится повышенная стоимость и склонность к качаниям при резких изменениях нагрузки.
2. Нагрев и охлаждение электрических машин. Режимы работы и выбор двигателя по мощности.
Все виды потерь мощности в двигателе преобразуются в теплоту, которая частично отдаётся в окружающую среду, а частично на нагревание двигателя. В начальный период работы двигатель имеет температуру окружающей среды и вся теплота выделяемая в двигателе идет на повышение его температуры. По мере повышения температуры двигателя количество теплоты рассеиваемое в окр среду увеличивается, когда превышение температуры двигателя над темп окр среды достигнет ?(уст), то вся теплота, выделяемая в двигателе будет рассеиваться в окр среду при этом дальнейшее повышение температуры двигателя прекратится т.е. наступит режим теплового равновесия. Зависимость превышения температуры двигателя над температурой окр среды от времени выражается равенством тау=тау(уст)*(1-е(в степени(t/Tн))
Тн- постоянная времени нагревания. Кривая нагревания тау=f(t) имеет вид
Видно, что двигатель достигает установ тем-ры только по истечению длительного времени. Проведя касательную к кривой нагревания в её начальной части получим отрезок равный в масштабе температур постоянной нагревания Тн, представляющей собой время за которое двигатель нагревается до тем-ры равной 0,632?(уст). Двигатель достигает ?(уст) по истечении времени t=(3..5)Тн. Изменение температуры в процессе охлаждения двигателя происходит согласно закону ?=?(уст)*e-t/T. По способу охлаждения двигатели разделяют на двигатели с естественным охлаждением и с искусственным. Двигатели с естест охлаждением не имеют вентиляторов и каких либо других устройств, способствующих интенсивному охлаждению. В двиг с искусст охлаждением на валу расположен центробежный вентилятор, который вращается и создает движение воздуха, который охлаждает открытые части двигателя. Существует 3 основных номинальных режима работы двигателя, различ характером изменения нагрузки.
1) Продолжительный номинальный режим.
Режим работы при неизменной номинальной нагрузке Рном, продолжающийся столько времени, что тем-ра нагрева всех частей машины достигает уст значений. Условное обозначение режима S1.
2) Кратковременный номинальный режим. Режим работы при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя. При этом за период нагрузки двигатель не достигает ?(уст). А за период отключения двигатель успевает охладиться до тем-ры окр среды. Условное обозначение режима S2.
3) Повторно- кратковременный.
Режим работы при котором кратковременные периоды номинальной нагрузки двигателя tн чередуются с периодами отключения двигателя (паузами) tп. Причём за время tн двигатель не успевает достичь уст значения температуры. А за время tп не успевает охладится, до тем-ры окр среды. Общее время работы двигателя в этом режиме работы разделяется на периодически повторяющиеся циклы tц=tн+tп. Условное обозначение режима S3.
Этот режим характеризуется относительной продолжительностью вкл в % ПВ=(tн/tц)*100%.Z
Кроме рассмотренных 3 ном режимов существуют ещё 6 повторно- кратковременных и перемежающихся режимов.
