Электромеханические преобразователи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра электромеханики

РЕФЕРАТ

Дисциплина: «Электромеханические системы»

Наименование: Электромеханические преобразователи

Группа: ЭМ-21 Преподаватель: Тюков В.А.

Студент: Каспер Г.А.

2016 г.

Способы определения моментов исполнительных двигателей

Момент вращения, действующий в электрической машине в процессе преобразования энергии, может быть определен как отношение электрической мощности к угловой скорости машины. Наиболее употребительное выражение для объяснения создания момента в электрических машинах гласит: во всякой электрической машине момент вращения, действующий на ротор, образуется от взаимодействия магнитного поля с током, протекающим по проводникам ротора.

При этом величина момента определяется по линейной нагрузке и магнитной индукции, т.е. F_к = кАВ, где В - максимальная индукция на поверхности ротора (статора); А - линейная нагрузка, к - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерения и характера распределения индукции и тока в проводниках вдоль окружности.

Касательные силы F_к создают момент вращения , где D - диаметр и l - длина машины.

В результате взаимодействия магнитного поля тока в обмотке статора с током в обмотке ротора действует электромагнитный момент, работа которого при повороте ротора на малый угол d равна изменению энергии магнитного поля dW_м за счет изменения взаимной индуктивности dL₁₂ при i_c - const и i_р - const, т.е. М_эмd = dW = i_ci_pdL_ср и М_эм = i_ci_pdL_cp /d. Для того чтобы момент не равнялся нулю, индуктивность L_cp должна изменяться при движении ротора.

• Определение момента как взаимодействие полей.

Момент, развиваемый при взаимодействии двух гармонических обмоток статора (с) и ротора (р) в общем случае определяется соотношением:

где L_mcp - максимальное значение -й гармоники взаимной индуктивности; - пространственный фазовый угол гармоник синусных об-моток.

Так как углы и присутствуют только в виде сумм, то является электрическим углом между осями двух гармонических обмоток. Тогда момент равен:

.

При движении ротора взаимная индуктивность -х гармонических изменяется как

,

и максимальное значение ее пропорционально числам витков обмоток, площади витка и обратно пропорционально длине воздушного зазора. Угол _ср играет весьма важную роль при определении момента и поэтому его называют углом момента. Он различен для каждой гармоники, так как не одинаковы пространственные фазовые углы у соответствующих членов ряда Фурье.

Если индуктивность синусной обмотки представить в виде

,

где W - число витков на полюс; l - длина; - зазор; R - радиус, то

.

Тогда при подстановке получим:

.

После преобразования с учетом соотношений, связывающих индуктивности обмоток с созданными полями, имеем:

двигатель синусоидальный обмотка

.

Результирующий момент может быть найден путем простого суммирования гармонических моментов, рассчитанных по соотношению

.

Определение момента как взаимодействие обмоток

Существует несколько форм уравнения моментов, две из которых наиболее полезны:

.

Здесь Н_ст, В_рт - максимальные величины напряженности и индукции магнитных полей, созданных обмотками статора и ротора и синусоидально распределенных в воздушном зазоре.

Общее влияние ряда обмоток может быть рассмотрено одновременно путем использования результирующих магнитных полей. Пока два магнитных поля синусоидально распределены в воздушном зазоре, выражение будет давать действительную величину момента вне зависимости от того, как эти поля создаются. В самом деле. оно справедливо, даже если В_рт считать результирующей индукцией, созданной всеми обмотками как статора, так и ротора. Но при этом необходимо правильно выбрать угол момента.

В любом случае должен быть пространственным углом между осями двух магнитных полей.

Общее уравнение момента

Величина потока -й гармоники ротора или статора на один полюс равна интегралу от индукции по всей поверхности полюса, .

Уравнение, выраженное через Ф, будет иметь вид

.

где .

Максимальная намагничивающая сила (н.с.) в воздушном зазоре F_m равна произведению максимума напряженности поля на величину зазора . Это уравнение особенно удобно, когда Ф считается общим потоком полюса, совместно созданным всеми обмотками.

Физика создания момента по картине синусоидальных величин

Создание момента в результате взаимодействия синусоидально распределенных магнитных полей: 1 - сталь ротора; 2 - сталь статора; 3 - n-я гармоника индукции ротора; 4 - n-я гармоника напряженности поля статора

Вместо момента, который стремится привести синусные обмотки в положение, когда их оси совпадают, теперь можно представить себе момент, стремящийся привести в соответствующее положение оси двух магнитных полей. Когда два магнитных поля совпадают, они усиливают друг друга.

Размещено на Allbest.ru