Конструкции асинхронных и синхронных машин переменного тока

Электрическая машинаПо принципу действия машины переменного тока делятся на:
1. Асинхронные машины, у которых скорость вращения вала не равна скорости вращения магнитного поля статора.
2. Синхронные машины, у которых скорость вращения вала равна скорости вращения магнитного поля статора.

Асинхронные машины по конструкции ротора делятся на машины с короткозамкнутым ротором и машины с фазным ротором (или машины с контактными кольцами).

Синхронные машины по конструкции ротора делятся на машины с явновыраженными полюсами и машины с неявновыраженными полюсами.

Конструкция статора и у асинхронных и у синхронных машин одинаковая. Статор машин переменного тока состоит из корпуса. В зависимости от мощности машин корпус может быть литым чугунным, литым стальным и литым сварным. По всей окружности корпуса статора с внутренней стороны запрессовывается статорное железо, которое набирается из отдельных листов электротехнической стали. В железе статора штампуются пазы, которые также как пазы якоря машины постоянного тока могут быть закрытыми грушевидной формы и открытыми с параллельными стенками.

Также как и в пазы якоря машины постоянного тока, в пазы статора машины переменного тока укладывается обмотка с такой же изоляцией. В закрытые пазы укладывается всыпная обмотка, в открытые пазы с параллельными стенками укладывается жесткая обмотка с проводниками прямоугольного сечения. Отличается обмотка тем, что под одним полюсным делением должны лежать катушки всех трех фаз.

Схема трехфазной волновой обмотки машины переменного тока с Z=12, 2p=2, m=3

Схема трехфазной волновой обмотки машины переменного тока с Z=12, 2p=2, m=3.

В одних и тех же пазах должна лежать одна и та же фаза. Катушки одной фазы соединяются между собой. Число катушек в одной фазе всегда равно числу полюсов.

y1 = (Z / 2p) ± E = 6

Последовательное соединение катушек обмотки машины переменного тока, одна параллельная ветвь

Последовательное соединение катушек обмотки машины переменного тока, одна параллельная ветвь.

Параллельное соединение катушек обмотки машины переменного тока

Под одни полюсом 180 электрических градусов.

Если машина четырехполюсная, то катушки в каждой фазе можно включить тремя способами: с одной параллельной ветвью, с двумя параллельными ветвями и четырьмя параллельными ветвями.

Включение катушек с одной параллельной ветвью в машине переменного тока

Включение катушек с одной параллельной ветвью в машине переменного тока.

Включение катушек с двумя параллельными ветвями в машине переменного тока

Включение катушек с двумя параллельными ветвями в машине переменного тока.

Включение катушек с тремя параллельными ветвями в машине переменного тока

Включение катушек с тремя параллельными ветвями в машине переменного тока.

p

1

2

3

a

1, 2

1, 2, 4

1, 2, 3, 6

a – число параллельных ветвей.

Три фазы обмотки статора могут соединяться либо в звезду, либо в треугольник. В разветвительную коробку машины выводятся начала C1, C2, C3 и концы C4, C5, C6.

A: C1-C4
B: C2-C5
C: C3-C6

Роторы асинхронных машин могут быть короткозамкнутыми и иметь следующую конструкцию: на вал напрессовывается железо с пазами. Пазы ротора имеют грушевидную форму.

Пулузакрытые (а), полуоткрытые (б), открытые (в) пазы статоров машин переменного тока

Пулузакрытые (а), полуоткрытые (б), открытые (в) пазы статоров машин переменного тока.

В эти пазы под давлением, чтобы избежать образования раковин, заливается алюминий.

Если ротор фазный, то в пазы ротора укладывается, так же как и в статоре, трехфазная обмотка, но в отличие от статора, который может собираться в звезду или в треугольник, обмотка ротора всегда собирается в звезду внутри машины, а три свободных конца подключаются к контактным кольцам. Контактные кольца напрессовываются на вал. Обмотка ротора имеет то же число пар полюсов как и обмотка статора.

Роторы синхронных машин бывают двух типов: с явновыраженными полюсами и неявновыраженными полюсами. Рассмотрим конструкцию ротора с явновыраженными полюсами: на вал большого диаметра закрепляются полюса, которые набираются из отдельных листочков железа специальной формы.

Полюсы явнополюсной синхронной машины переменного тока: 1 - обмотка возбуждения; 2 - сердечник полюса с полюсным наконечником и Т-образным хвостом; 3 - междукатушечные соединения; 4 - шпилька для крепления междукатушечного соединения; 5 - пружина для сжатия обмотки; 6 - клинья.

Полюсы явнополюсной синхронной машины переменного тока: 1 — обмотка возбуждения; 2 — сердечник полюса с полюсным наконечником и Т-образным хвостом; 3 — междукатушечные соединения; 4 — шпилька для крепления междукатушечного соединения; 5 — пружина для сжатия обмотки; 6 — клинья.

Полюса соединяются в электрическую схему таким образом, чтобы они чередовались: С-Ю-С-Ю. Гидрогенераторы вращаются со скоростью 125 об/мин. Так как скорость вращения, роторы такой конструкции работают устойчиво.

У турбогенераторов скорость вращения ротора составляет 1500 и 3000 об/мин. Явновыраженные полюса будут срезаться под действием сил инерции, чтобы этого не происходило, используются роторы с неявновыраженными полюсами. Для этого вал ротора большого диаметра делится на сегменты, в котором вырезаются пазы.

Закладка Постоянная ссылка.