Изменения магнитного потока при увеличении нагрузки на валу синхронного двигателя переменного тока Опции

[лео1111]

Всем день добрый.

На работе возник вопрос, как изменяется магнитный поток при увеличении нагрузки на валу синхронного двигателя переменного тока.
Вроде и понимаю, что магнитный поток связан с моментом и током якоря.
Но вывести формулу не могу.

Прошу Вашей помощи.

[Костян челябинск...]

И учебники по электромашинам все на самокрутки пустили...

[лео1111]

И учебники по электромашинам все на самокрутки пустили...

не много не в моей компетентности этот вопрос, я занимаюсь приёмкой.

а тут у главного возник такой чудо вопрос и адресовал он его мне, а я как человек исполнительный и не конфликтный - должен дать ответ на вопрос.

буду премного благодарен, если мне поможете.

[лео1111]

пришлось вспомнить как это было много лет назад

вроде бы правильно понял.

При увеличение нагрузки на валу двигателя вызывает повышение активной мощности, т.е., меняется угол, cos фи, а величина вектора- неизменна, магнитный поток в единицах не изменится, увеличится лишь ток, соотв. активная нагрузка и нагрев двигателя.

[Pantryk]

Если ток увеличивается, то почему поле не меняется?

[лео1111]

Если ток увеличивается, то почему поле не меняется?

ссылку дать не могу, но по сылке можно было увидеть векторную диаграмма, по ней поток зависит только он напряжения сети

[Pantryk]

Поток чего? Полюсов? Да, он от тока возбуждения зависит. Если возбуждение не меняем, то и поток полюсов постоянный, а вот якорь? в нем же ток увеличивается с чего бы потоку якоря оставаться неизменным.

[лео1111]

Поток чего? Полюсов? Да, он от тока возбуждения зависит. Если возбуждение не меняем, то и поток полюсов постоянный, а вот якорь? в нем же ток увеличивается с чего бы потоку якоря оставаться неизменным.

Под действием приложенного напряжения сети Uc возбуждается вращающееся магнитное поле статора, амплитуда которого изображена вектором Φp, повернутым относительно вектора Uc на 90° в сторону отставания (по часовой стрелке). При неизменном напряжении сети Uc амплитуда поля статора Φp также неизменна, т. е. на диаграмме вектор Φp постоянен

[Pantryk]

амплитуда поля статора Φp также неизменна

Ф=LI, так почему тогда ток увеличивается?

[лео1111]

При некоторой нагрузке двигатель потребляет из сети ток I, который при определенном токе возбуждения может быть совпадающим с напряжением по фазе (активным). Ток в обмотке статора I возбуждает поток реакции якоря Ф„, который пропорционален току в статоре и совпадает с ннм по фазе. Поэтому в ином масштабе вектор тока статора I представляет собой вектор потока реакции якоря Φя. Так как результирующее поле статора Φp есть результат совместного действия поля полюсов Φm и поля реакции якоря Φя и, следовательно, может быть представлено геометрической суммой векторов Φm и Φя, то вектор, соединяющий концы векторов Φя и Φp, является вектором потока полюсов Φm. Таким образом, при выбранной нагрузке между осями магнитных полей статора и ротора будет угол Θ.
Если увеличить нагрузку на валу двигателя, то угол между осями магнитных полей статора и ротора увеличится до значения Θ′ и на векторной диаграмме вектор Φ′m, оставаясь неизменным по величине (так как неизменен ток возбуждения), повернется относительно неизменного вектора Φp на угол Θ′. При этом изменится ток в статоре I′ и поток реакции якоря Φ′я. Активная составляющая тока в статоре I′ увеличится по сравнению с начальным током статора I, т. е. повысится активная мощность, потребляемая двигателем из сети. Следовательно, увеличение нагрузки на валу двигателя вызывает повышение активной мощности, потребляемой им из сети, а при уменьшении нагрузки двигателя активная мощность понижается.
Изменение тока возбуждения синхронного двигателя приводит к изменению реактивной мощности, потребляемой им из сети. На векторной диаграмме, построенной для одной фазы обмотки статора (рис. 137, б), изображен вектор напряжения сети Uc и неизменный (при неизменном напряжении сети Uc) вектор результирующего магнитного поля статора (амплитуда магнитного потока) Φp, повернутый относительно вектора Uc на 90° в сторону отставания (по часовой стрелке). Двигатель работает под нагрузкой и при определенном токе возбуждения (нормальное возбуждение) ток в обмотке статора Iсовпадает по фазе с напряжением сети Uc (ток чисто активный).
Вектор тока обмотки статора в ином масштабе представляет собой вектор потока реакции якоря Φя, пропорциональный току в обмотке статора и совпадающий с ним по фазе. Вектор, соединяющий концы векторов Φя и Φp, является вектором магнитного потока полюсов Φm. При изменении тока возбуждения синхронного двигателя потребляемая им из сети активная мощность остается неизменной, так как нагрузка на валу двигателя постоянна. Активная составляющая тока в обмотке статора будет также постоянной при изменении тока возбуждения. Поэтому конец вектора тока статора I и потока реакции якоря Φя может лежать только на прямой АВ, параллельной горизонтальной оси. Следовательно, вектор потока полюсов Φm будет всегда расположен так, что конец его совпадает с концом неизменного вектора потока результирующего поля статора Φp, а начало — с концом вектора потока реакции якоря Φя, т. е. на прямой АВ.
При повышении тока возбуждения (при перевозбуждении) увеличится и поток полюсов Φ′m, вектор которого расположен между прямой АВ и концом вектора Φp. Векторы тока в обмотке статора I′ и потока реакции якоря Φ′m опережают по фазе напряжение сети Uc, т. е. двигатель потребляет из сети реактивный опережающий ток, являясь по отношению к сети конденсатором. Уменьшение тока возбуждения (недовозбуждение) уменьшает поток полюсов Φ″m и ток в обмотке статора I″ окажется отстающим по отношению к напряжению сети, т. е. для питающей сети двигатель будет индуктивной нагрузкой.


И понял и запутался, но уже ради принципа хочу понять.

[Pantryk]

Я нашел ту публикацию откуда вы цитируете. Что-то эти авторы перемудрили. Вначале они Фр обзывают магнитным потоком статора(якоря) и заявляют, что он постоянен, потому, что напряжние постоянно. Но Ведь это не просто сердечник - в нем вращаются основные полюса, которые создают противо ЭДС в этой обмотке и тем самым изменяют в ней ток при постоянном приложенном напряжении. Потом этот Фр вдруг становится результирующим.
Почитайте Вольдека "Электрические машины" рис.32-13 там как раз магнитный поток в зазоре (результирующий Ф<дельта>) зависит от полюсов и от реакции якоря. Там рассмотрен генератор, но для двигателя аналогично, только ток I направлен будет в противоположную сторону. При чисто активном токе (возбуждение нормальное) продольная реакция якоря = 0 а поперечная пропорциональна току якоря. соответственно при неизменном Фad, Ф<дельта> будет расти. Это и логично вы когда нибудь видели, чтобы при отнесении магнитов друг от друга их взаимодействие усиливалось? Так как же тогда произойдет установление нового равновесия при увеличении нагрузки, кроме как увеличением потока. Иначе с увеличением угла между полем и ротором сила бы ослабла и угол бы еще увеличился и так далее до потери синхронизма.

[лео1111]

Я нашел ту публикацию откуда вы цитируете. Что-то эти авторы перемудрили. Вначале они Фр обзывают магнитным потоком статора(якоря) и заявляют, что он постоянен, потому, что напряжние постоянно. Но Ведь это не просто сердечник - в нем вращаются основные полюса, которые создают противо ЭДС в этой обмотке и тем самым изменяют в ней ток при постоянном приложенном напряжении. Потом этот Фр вдруг становится результирующим.
Почитайте Вольдека "Электрические машины" рис.32-13 там как раз магнитный поток в зазоре (результирующий Ф<дельта>) зависит от полюсов и от реакции якоря. Там рассмотрен генератор, но для двигателя аналогично, только ток I направлен будет в противоположную сторону. При чисто активном токе (возбуждение нормальное) продольная реакция якоря = 0 а поперечная пропорциональна току якоря. соответственно при неизменном Фad, Ф<дельта> будет расти. Это и логично вы когда нибудь видели, чтобы при отнесении магнитов друг от друга их взаимодействие усиливалось? Так как же тогда произойдет установление нового равновесия при увеличении нагрузки, кроме как увеличением потока. Иначе с увеличением угла между полем и ротором сила бы ослабла и угол бы еще увеличился и так далее до потери синхронизма.

спасибо, сейчас поищу

но запутался я окончательно

[Pantryk]

Так, а главный ваш, сам ответо хоть знает или он вас и попросил разобраться?

[лео1111]

Так, а главный ваш, сам ответо хоть знает или он вас и попросил разобраться?

меня и попросил, хотя вопросы такого порядка возникают крайне редко и по факту, ответ ни кому не нужен обычно.

Так, а главный ваш, сам ответо хоть знает или он вас и попросил разобраться?

и репетитора не найти на такой вопрос, мне легче заплатить, чтобы объяснили, чем потратить тонну времени на это.

Сообщение отредактировал лео1111 - 19.5.2017, 15:10

[protector]

Если ток увеличивается, то почему поле не меняется?

В любом трансформаторе первичная обмотка оказывает намагничивающее действие, в вторичная под нагрузкой размагничивающее.

[Pantryk]

Вращающийся трансформатор это асинхронный двигатель. А синхронный это больше на ДПТ похоже. Ток якоря при чисто активной нагрузке создает поперечную реакцию якоря, которая на поле полюсов не влияет, но на суммарное поле влияет. Но т.к. якорь в СД это в том числе индуктивность, то некоторая реактивная составляющая присутствует в двигателе. Поэтому некоторая продольная реакция тоже существует и также смещение ротора относительно поля. Но т.к. это только часть от полной реакции якоря, то даже ее компенсация не приведет к полной компенсации возросшего тока.
А по вашему, за счет чего при увеличении нагрузки устанавливается новый угол между полем и ротором? За счет "натяжения" магнитный линий? Тогда это было бы справедливо и для обычных магнитов, но при смещении магнитов сила не увеличивается, а уменьшается. За счет чего тогда возрастет момент?

[protector]

Момент возрастет за счёт увеличения угла.

[Pantryk]

А почему при новом угле момент(сила) будет больше? Ведь вы увеличили расстояние между "магнитами".

[Valerapol]

А почему при новом угле момент(сила) будет больше? Ведь вы увеличили расстояние между "магнитами".

А если принять то, что в синхронном двигателе вращающееся магнитное поле статора не тянет постоянный магнит ротора за собой, а толкает его перед собой, то всё становится логичным и понятным. При увеличении нагрузки на валу расстояние между разноименными полюсами увеличивается, а между одноименными полюсами уменьшается.

[Pantryk]

Логично. Тогда примем поток постоянным. Чем компенсируется увеличившееся поле якоря в результате увеличения потребляемого тока?

а между одноименными полюсами уменьшается

Тогда получается, что при увеличении угла между полем и ротором более 90градусов взаимодействие должно быть все больше и больше т.к приближается одноименный полюс. Однако из курса устойчивости известно, что при угле больше 90 электромагнитный момент уменьшается.