Электроника и электротехника. Шпаргалка

Когда полый ротор вращается, в результате пересечения им магнитного потока возбуждения Ф в в нем возникает ЭДС вращения, направление ее для какого-то момента времени указано на рисунке 53 точками и крестиками. ЭДС вращения вызывает ток в полом роторе, а последний создает магнитный поток ФT, пр ,который, как это указано на рисунке 54, совпадает с осью генераторной обмотки. В результате в генераторной обмотке от этого потока возникают ЭДС, пропорциональная окружной скорости, т. е. частоте вращения ( e = Blv ), ток, пропорциональный ЭДС, и магнитный поток, пропорциональный току (магнитная система не насыщена). Таким образом, ЭДС, возникающая в генераторной обмотке, пропорциональна частоте вращения полого ротора тахогенератора.

Рис. 54. Схема включения асинхронного тахогенератора

56. ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

Вращающийся (поворотный) трансформатор – электрическая машина. Он по устройству подобен асинхронному двигателю с контактными кольцами, предназначен для преобразования угла поворота его ротора в напряжение, пропорциональное некоторой функции этого угла. Вращающиеся трансформаторы подразделяются на синусные , напряжение на выходе которых пропорционально синусу или косинусу угла поворота ротора; линейные , где напряжение на выходе пропорционально углу поворота, и на трансформаторы-построители , напряжение которых пропорционально корню квадратному из суммы квадратов напряжений на входах:

Для получения указанных выше зависимостей выходного напряжения от угла поворота может быть использована одна и та же машина с двумя обмотками на статоре и двумя на роторе при соответствующих схемах их включения. Вращающиеся трансформаторы применяются в системах автоматического управления, в устройствах вычислительной техники для решения геометрических и тригонометрических задач и т. д.

В пазах сердечника статора (рис. 55) уложены две сдвинутые на 90° обмотки В и К , в пазах ротора также уложены две сдвинутые на 90° обмотки С и S . Концы обмоток ротора соединены так, как изображено на рисунке 55, и имеют три вывода, которые припаяны к трем контактным кольцам, установленным на оси ротора.

Рассмотрим синусно(косинусный режим работы вращающегося трансформатора: в этом случае на обмотку возбуждения В подается переменное напряжение U вх.

Напряжение вызывает ток в обмотке, а последний – переменный магнитный поток Ф Т, пронизывающий обмотки ротора С и S . Продольные составляющие потоков обмоток С и S , обусловливающие ЭДС, возникающую в них, как это следует из векторной диаграммы рисунке 55, соответственно равны:

Фms = Фm cos α, ФmC = Фm sin α.

Если для обмотки возбуждения справедливо выражение:

U вх ≈ Е вх = 4,44ωв fФm ,

то для обмоток С и S справедливо:

Us ≈ Еs = 4,44ω sfФm cos α = Еms cos α,

UC ≈ ЕC = 4,44ω CfФm sin α = ЕmC sin α.

Все это справедливо при холостом ходе, когда к обмоткам С и S не подключены потребители и ток в обмотках равен нулю. В действительности нагрузка существует, в обмотках действует ток, который создает магнитный поток, существенно искажающий закон изменения выходных напряжений. Компенсация этих потоков осуществляется с помощью компенсационной обмотки, которая замыкается в одних случаях накоротко, в других – на какое(то сопротивление.

Рис. 55. Пояснение устройства и принципа действия поворотного трансформатора

57. ПОНЯТИЕ О ЛИНЕЙНОМ ТРЕХФАЗНОМ АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ

Для линейных перемещений элементов производственных механизмов находят применение линейные двигатели, в том числе и линейные трехфазные асинхронные двигатели. Принцип действия линейных трехфазных двигателей основан на явлении возникновения бегущего магнитного поля, создаваемого током неподвижной трехфазной обмотки. В трехфазном двигателе с вращающимся ротором магнитное поле Ф вращается с постоянной частотой вращения n 0, в линейном трехфазном двигателе магнитное поле Ф (рис. 56б) перемещается с постоянной скоростью v 0.

Рис. 56. Трехфазный асинхронный двигатель (а), элемент линейного трехфазного двигателя (б), линейный трехфазный двигатель (в)

Устройство одного элемента линейного асинхронного трехфазного двигателя можно наглядно представить, если мысленно разрезать двигатель с вращающимся ротором плоскостью аа, проходящей через ось вращения (рис. 56а), и развернуть его на горизонтальную плоскость (рис. 56б). В линейном двигателе (рис. 56б): 4 – неподвижный сердечник статора, 3 – обмотка статора, 2 – короткозамкнутая обмотка ротора, 1 – сердечник ротора.

Скорость перемещающего магнитного поля, м/мин, равна:

где I – длина элемента линейного двигателя.

В зависимости от требуемого пути перемещения подвижного ротора статор линейного двигателя (рис. 56в) составляется из пристыкованных один к другому нескольких элементарных двигателей, изображенных на рисунке 56б, ротор имеет длину одного элементарного двигателя.