Технологія монтажу, ремонту та правила технічного обслуговування синхронних двигунів (стр. 5 из 8)

Синхронні гістерезисні двигуни мають ротор із магнітотвердого сплаву з широкою петлею зі стерезису. З ціллю економії цього дорогого металу ротор виконують збірної конструкції, при якій на вал кріпиться втулка із феро- чи діамагнітного матеріалу, а на ній закрплюється суцільний чи набраний з пластин полий циліндр, який затягнутий штопорним кільцем.

Використання магнітотвердого сплаву для виготовлення приводить до того, що в працюючому двигуні хвилі розподілення магнітої індукції по поверхнях статора і ротора зміщені один відносно іншого на деякий кут

, який називається кутом гістерезису, що обумовлює виникнення гістерезисного оборотного моменту, направленого в бік оборотів ротора. Різниця між синхронними двигунами з постійними магнітами і синхронними гістерезисними двигунами полягає в тому, що у перших ротор при виготовлені машин піддається попередньому намагнічуванню в сильному імпульсному магнітному полі, а в інших він намагнічується оборотнім магнітним полем статора.

При запуску синхронного гістерезисного двигуна, крім основного гістерезисного оборотного моменту, в машинах з суцільним ротором виникає ще й асинхронний обертовий момент, обумовлений вихровими струмами в магнітопроводі ротора, що допомагає розгону ротора, входженню його в синхронізм і подальшу роботу із синхронною швидкістю при постійному русі ротора відносно оборотного магнітного поля статора на кут

, який визначається величиною навантаження на валу машини. Якщо цей кут не перевищує величину кута гістерезису , який залежить від магнітних властивостей матеріалу циліндру ротора, то ротор обертається синхронно з оборотнім магнітним полем статора. При збільшенні навантаження і встановлелнні кута ротор переходить на асинхронний режим роботи, що супроводиться появленням підвищених втрат енергії через перемагнічування магнітопровода ротора. Через те синхронні гістерезисні двигуни зазвичай експлуатують в синхронному режимі чи асинхронному, але в останньому випадку при малому значенні ковзання.

Синхронні гістерезисні двигуни відрізняються великим початковим пусковим моментом, плавністю входу в синхронізм і не сильно змінюють струм в межах 20-30 % при переході від холостого ходу до режиму короткого замикання. Ці двигуни мають кращі показники, ніж синхронні реактивні, виготовляються номінальною потужністю до 400 Вт на промислову і підвищені частоти як одно-, так і двохшвидкісні відрізняються простотою конструкції, надійністю і безшумністю в роботі, малими габаритами і незначною масою. Відсутність короткозамкнутої обмотки призводить до розкачування ротора при змінних навантаженнях, що дає визначену нерівномірність оборотів ротора, обмежену область застосування цих машин. Номінальний коефіцієнт потужності синхронних гістерезисних двигунів не перевищує 0,5, а номінальний ККД доходить до значення 0,65.

Синхронні реактивно-гістерезисні двигуни мають явно полюсний статор з обмоткою, розміщеною на магнітопроводі, зібраному із двох симетричних пакетів листів електротехнічної сталі зі стиком в середині каркаса обмотки. Магнітопровід має два полюса, розрізані повздовжнім пазом на рівні чатини, при чому на одній із них на кожному полюсі знаходяться коротко замкнуті витки. Між цими розщепленими полюсами знаходиться ротор, складений із пари тонких кілець з перемичками із закаленої магнітотвердої сталі, посаджених на вал, з’єднаний з редуктором, який понижує частоту обертів вихідного вала до пари сотих долей чи пари десятків обертів в хвилину.

При ввімкненні обмотки статора, завдяки короткозамкнутим виткам, створюється зсув по фазі в часі між магнітними потоками неекранованих і екранованих частин полюсів, що призводить до збудження результуючого оборотного магнітного поля. Це поле, взаємодіючи з ротором, сприяє створенню асинхронного і гістерезисного оборотних моментів, викликаючих розгін ротора, який по досяганні підсинхронної швидкості під впливом реактивного і гістерезисного обертових моментів входить в синхронізм і обертається в напрямку від неекранованої частини полюса до його екранованої частини, де розміщені його короткозамкнені витки.

У реверсивних двигунів замість коротко замкнутих витків застосовують чотири катушки, які розміщують на обох частинах кожного розщепленого полюса і для прийнятного напрямку оборотів ротора замикають відповідну пару катушок накоротко.

Синхронні реактивно гістерезисні двигуни мають відносно великі габарити і масу, номінальна потужність їх не перевищує 12 мкВт, працюють вони при дуже низькому коефіцієнті потужності, номінальний ККД їх менше 0,01.

Крокові двигуни перетворюють керівні електричні сигнали в заданий кут повороту, який забезпечується дискретним шляхом. Вони мають статор, на магнітопроводі якого знаходяться дві або три однакові просторово зсунуті обмотки, які почергово приєднуються до дежрела електроенергії у вигляді прямокутних сигналів регульованої частоти. Під впливом сигналів струму

або полюси статора відповідно намагнічуються зі змінною полярністю. Зміна напряму струму в обмотках статора призводить до відповідного перемагнічування полюсів і встановлення нової протилежної полярності.

Явнополюсний ротор крокових двигунів може бути активним і реактивним. Активний ротор має обмотку збудження постійного струму, контактні кільця і щітки або систему постійних магнітів з почерговою полярністю, а реактивний ротор виконується без обмотки збудження. Число полюсів ротора в два рази менше числа полюсів статора.

Кожне перемикання обмоток статора призводить до повороту результуючого магнітного поля машини і викликає синхронне переміщення ротора на один крок. Напрямок повороту ротора залежить від полярності сигналу, поданого на відповідну обмотку статора.

Величина кроку ротора двигуна виражена в градусах і визначається за формулою:

,

де

– число явних полюсів ротора;

т – число просторово зміщених обмоток статора.

Оскільки активний ротор можна виконати із обмеженим числом явних полюсів

, а рекативний ротор без обмотки збудження – на значно більше число полюсів, допускаючи мінімальний крок по окружності 2 мм, то крокові двигуни з реактивним ротором дозволяють здійснювати поворот ротора на долі градуса, чого не можна досягнути при активному роторі.

Крокові двигуни можна запускати і зупиняти без втрати кроку, якщо частота наступних сигналів не перевищує допустиму, яку називають допустимою, яка для різних машин знаходиться в межах від 10 до 10 000 Гц.

Зміна напрямку обертання ротора крокових двигунів досягається зміною полярності однієї із напруг на затискачах обмотки статора при збереженні почерговості перемикання цих обмоток.

Крокові двигуни можуть працювати не тільки в статичному режимі – режимі фіксації ротора в заданому положенні, а і в режимі синхронного обертання при постійній частоті керуючих сигналів. В останньому випадку ротор обертається або з постійною швидкістю, або з деякими періодичними коливаннями на близькій до синхронної швидкості, якій відповідає синхронна частота обертання, яка виражається в оборотах на хвилину і визначається по формулі:

,

де

– величина кроку ротора, визначається в градусах;

– частота, яка допустима для ротора, виражається в кроках на секунду.

2.6 Монтаж електричних машин

Монтують електричні машини змінного і постійного струму, які прибувають на місце установки в зібраному вигляді, установлюють без розбирання, але із попередньою ревізією. Монтаж починають з встановлення фундаментної плити, рами або полозків на металічні підкладки товщиною 10 мм і більше для неточного та 0,5-5 мм для точного вивіряння горизонтального положення плити, рами чи полозків. Підкладки встановлюють по всьому периметру опорних площин через кожні 400 мм так, щоб вони виступали за краї плити, рами чи полозків на 25-50 мм. Одночасно в анкерні колодці вставляють фундаментальні болти. З обох сторін фундаментальних болтів розміщують прокладки. Горизонтальне положення фундаментальних плит, рам і полозків перевіряють по рівню за допомогою перевірочних лінійок, укладених на опорні площини.

Після того, як фундаментні плити, рами чи полозки остаточно вивірені, на них встановлюють електричну машину за допомогою крана чи триноги з талю і вивіряють спряження валів електричної машини і робочого механізму. З усіх чотирьох положень відхилення не повинно бути більше, ніж 0,3 мм.