Новые статьи

Как устроена и работает светодиодная люстра с дистанционным пультом: опыт ремонта своими руками
Как выбрать лампы освещения для дома
Как прозвонить электрическую цепь тестером, мультиметром

Возбуждение электродвигателей на постоянных магнитах


Электропривод





”ТангенциальныйДля работы любого электродвигателя необходимо наличие электромагнитного поля, способного взаимодействовать с током ротора или якоря для создания электромагнитного момента.

И, по сути, получается, что цепь возбуждения абсолютно любой электрической машины – это магнит, источник магнитного поля. Поэтому совершенно логична замена этой цепи на обыкновенные постоянные магниты.

Конечно, в отношении асинхронных двигателей эта затея заведомо провальна: создать вращающееся электромагнитное поле постоянными магнитами удастся вряд ли.

Но для двигателей постоянного тока и для синхронных электрических машин идея использования постоянных магнитов в цепи возбуждения не только реализуема, но и весьма привлекательна. «Привлекательность» объясняется следующими причинами:

1. Привычная обмотка возбуждения на электромагнитах является пусть и совсем небольшим, а все же потребителем активной электроэнергии. Поэтому постоянные магниты в цепи возбуждения позволяют повысить энергетические показатели и, в частности, КПД.

2. Постоянные магниты упрощают конструкцию цепи возбуждения, повышают надежность электродвигателя в целом. В особенности это касается синхронных двигателей, система возбуждения которых конструктивно находится в составе ротора.

В классическом варианте с использованием электромагнитов в конструкцию синхронной машины включаются токосъемные кольца и щетки для питания обмотки возбуждения постоянным током. Но этот токосъемный узел серьезно снижает надежность двигателя и сокращает наработку на отказ.

В то же время, постоянные магниты не нуждаются в электрическом питании, поэтому при их использовании отсутствует необходимость в токосъемном узле для ротора.

В использовании постоянных магнитов для возбуждения электродвигателей есть своя специфика. Так, двигатель постоянного тока на таких магнитах может иметь лишь одну электромеханическую характеристику, которая схожа с характеристикой ДПТ независимого возбуждения.

Кроме того, для ДПТ с возбуждением на постоянных магнитах отсутствует возможность регулирования по цепи. Этому есть объяснение: ведь отсутствует цепь возбуждения как таковая.

Схожая проблема характерна и для синхронных двигателей с возбуждением на постоянных магнитах. В этих машинах уже невозможно регулировать коэффициент мощности по цепи. А это значит, что такие синхронные двигатели нельзя или очень сложно использовать для компенсации реактивной мощности.

Еще одна проблема эксплуатации электрических машин с возбуждением на постоянных магнитах – это влияние размагничивающей реакции якоря. Ток якоря тоже создает свое магнитное поле, которое оказывает влияние на эффективность возбуждения.

Однако если в обычных ДПТ это решается установкой дополнительных компенсационных обмоток, а в синхронных двигателях цепь можно включать в работу лишь на подсихронной скорости, то при использовании для возбуждения постоянных магнитов эта проблема не имеет радикального решения.

Если число пар полюсов ДПТ с возбуждением на постоянных магнитах равно двум, то для уменьшения влияния реакции якоря применяются магниты тангенциальной или даже кольцевой конструкции. Больший размер магнитов в направлении силовых линий поля уменьшает эффект размагничивания.

При большем числе пар полюсов в ДПТ с этой целью применяются постоянные магниты радиальной конструкции с полюсными наконечниками из магнитотвердого материала.

В синхронных электродвигателях для снижения размагничивающей реакции якоря расстояния между соседними полюсами постоянных магнитов делаются как можно меньшими, а размеры самих магнитов – как можно большими. Однако эти меры не решают проблему полностью.

Несмотря на указанные недостатки, постоянные магниты очень популярны для использования в цепях возбуждения маломощных электродвигателей, в которых размагничивающее влияние реакции якоря не является критичным.






Электропривод