CC BY
18УДК 621.317
Пириева Н.М.
Доктор философии по технике, доцент, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
(г. Баку, Азербайджан)
Гусейнов З.Ф.
магистрант,
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
(г. Баку, Азербайджан)
ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Аннотация: в статье рассматриваются характеристики синхронного двигателя. Среди различных видов электрических машин синхронные машины широко используются во многих областях народного хозяйства. Синхронные машины выпускаются с очень большим диапазоном мощностей и частот вращения. Эти машины используются в качестве генераторов на электростанциях и в качестве тяговых двигателей на промышленных объектах. Синхронные двигатели применяются в основном для передачи механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, таких как компрессоры, насосы, вентиляторы, дизель-генераторы.
Ключевые слова: компрессоры, насосы, вентиляторы, синхронные двигатели.
Одним из важных условий научно-технического и социального прогресса является увеличение количества потребляемой энергии и освоение новых, более эффективных ее видов. Сильный прогресс техники и выход ее на современный уровень были бы невозможны без использования качественно новых видов энергии - прежде всего электричества. Электричество в основном получают от электрических машин. В последние годы электротехническая промышленность во многих странах мира развивается еще быстрее. Увеличивается номинальная
мощность электрических машин, совершенствуется их конструкция, повышается их надежность, улучшаются энергетические характеристики.
Синхронные машины широко используются в таких отраслях, как моторостроение. Такие двигатели в основном рассчитаны на мощность 100 кВт и более и применяются в механизмах с постоянными частотами вращения, например: насосы, компрессоры, вентиляторы и т.п. Основным положительным моментом, отличающим синхронный двигатель от других электродвигателей, является отсутствие зависимости скорости вращения от нагрузки и напряжения, а также возможность регулирования cosф, то есть реактивной мощности. Основное отличие от машин постоянного тока состоит в том, что эти двигатели не могут быть выполнены на любой частоте [1,3].
Синхронные двигатели изготавливаются с ясно видимой и невидимой полярностью. Синхронные двигатели с нечеткими полюсами - турбодвигатели разработаны на мощность до 12500 кВт при частоте вращения 3000 об/мин.
Синхронные двигатели с хорошо видимыми полюсами получили более широкое развитие. Такие двигатели выпускаются мощностью от нескольких сотен кВт до десятков тысяч кВт при частоте вращения от 1500 до 100 об/мин. Их номинальные напряжения составляют 380, 660, 6000 и 10000 Вольт.
Синхронные машины общего назначения выпускаются несколькими сериями. В настоящее время более широкое распространение получили синхронные двигатели с хорошо видимыми полюсами серий СД2, СДН2, СДНЗ-2 общепромышленного назначения.
Сердечник статора собран в виде отдельных пакетов из сегментов, штампованных из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Пакеты отделены друг от друга вентиляционными каналами шириной 10 мм. Обмотка статора представляет собой двухконтурную обмотку.
Обмотка ротора состоит из катушки из полосовой меди, намотанной на полюс. Концы петли влияния, полученной от последовательного соединения
катушек всех полюсов, соединены с двумя надетыми на вал контактными кольцами.
Основной частью синхронного двигателя является статор и ротор, статор ничем не отличается от статора асинхронного двигателя. Здесь размещена трехфазная обмотка, причем обычно внутри соединена звезда, а три конца выведены наружу. Обмотки статора смещены на 1200 электрических градусов. В зависимости от мощности пазы статора могут быть разной формы, в больших мощных двигателях они в основном прямоугольные. Обмотка статора состоит из секций, собранных из медных проводов. Обмотка статора обычно двухконтурная [3,4]. Указаны конструкция и характеристики синхронного двигателя, выполнен электромагнитно-магнитный расчет, в этом отчете пояснены размеры и тепловой расчет, масса, а также указаны тип и рабочие характеристики синхронного двигателя, используемого в промышленности. Обмотка ротора питается постоянным током, который создает основное магнитное поле синхронного двигателя. Эта петля называется петлей влияния. Постоянный ток подается в ударную петлю по системе контактных колец. В зависимости от частоты вращения ротор может быть хорошо видимым и невидимым (рис. 1).
Рис. 1 Ясно видимая и невидимая полюсная синхронная машина.
Существует три типа синхронных двигателей в зависимости от системы привода: 1) система привода машины; 2) система статического воздействия; 3) Бесщеточное воздействие
В системе привода машины цепь привода двигателя питается от генератора
постоянного тока. Генератор постоянного тока приводится в движение непосредственно самим двигателем в двигателях большой и средней мощности и повышающей передачей в малых высокооборотных двигателях. Простейшая схема такого воздействия выглядит следующим образом (рис. 2).
Рис. 2. Ввозбуждение синхронного двигателя с генератором постоянного тока
Система статического эффекта состоит из полупроводниковых выпрямителей. В разработанном синхронном двигателе применен тиристорный выпрямитель типа TBY 80-320. Сторона переменного тока этого преобразователя подключена к сети переменного тока, которая питает двигатель. В тиристорном выпрямителе угол открытия тиристора можно регулировать сдвигом фазы импульса на управляющий электрод по фазе напряжения на аноде. В результате изменяется среднее значение выпрямленного тока. Схема подключения тиристорного выпрямителя к двигателю дана на рис. 3.
С Г 0
ОЛ
-Й-Ч* &
Рис. 3 Питание синхронного двигателя через тиристорный выпрямитель
Бесщеточный синхронный двигатель не имеет системы контактных колец. Ударный генератор состоит из синхронного генератора, выполненного в конвертированном виде. Его якорная петля размещена в роторе, а петля влияния размещена в статоре и питается от специального тиристорного преобразователя.
Как правило, при пуске двигателя используется асинхронный метод. В это время концы цепи возбуждения сначала подключаются к разрядному сопротивлению Rpаз=10-15Rв , то есть в 10-15 раз больше сопротивления цепи возбуждения, статор подключается к трехфазной сети, двигатель запускается в асинхронном режиме за счет пусковой цепи, расположенной на концах полюсов, когда скорость достигает синхронной скорости, концы цепи возбуждения питаются постоянным током путем размыкания сопротивления и таким образом двигатель переходит в синхронизм [5].
Заключение:
В статье рассматриваются синхронные машины и их пусковые характеристики. В настоящее время большинство двигателей, используемых в технике, представляют собой синхронные машины. В автоматических линиях, машинах, грузоподъемных устройствах, бытовой технике и т.д. двигатели используются в качестве основного движителя. Пуск в синхронном двигателе не такой, как в
асинхронном, то есть он не может быть подключен напрямую, для пуска двигателя используется асинхронный способ.
СТИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Н.А.Алиев, З.Н.Мусаев, Э.Н.Агамалиева Основы электрических машин, Баку-2010, 131 с.
2. Копылов И.П. Електричиские машины: Учеб. для вузов.-2-е изд., перераб.-М.: Высщ. Шк.; Логос; 2007.
3. Проектирование електричиских машин. Под редакцией И.П.Копылова: Москва 2017.
4. Хитерер М. Я., Овчинников И. Е. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения, СПб., Корона, 2008, ISBN 978-5-7931-0493-7
5. P.M. Anderson, M. Mirheydar, Analysis of a diesel-engine driven generating unit and the possibility for voltage flicker, 2007.
Pirieva N.M.
Azerbaijan State University of Oil and Industry, (Azerbaijan, Baku)
Huseynov Z.F
Azerbaijan State University of Oil and Industry, (Azerbaijan, Baku)
CHARACTERISTICS OF SYNCHRONOUS MOTORS
Abstract: the article deals with the characteristics of a synchronous motor. Among various types of electrical machines, synchronous machines are widely used in many areas of the national economy. Synchronous machines are produced with a very wide range of powers and speeds. These machines are used as generators in power stations and as traction motors in industrial facilities. Synchronous motors are mainly used to transmit mechanisms that do not require speed control, such as compressors, pumps, fans, diesel generators.
Keywords: compressors, pumps, fans, synchronous motors.
