Пропорциональная потерям мощности в обмотке статора от токов, наведенных в ней потоком ротора.

Рис. 2.26

Активное сопротивление об­мотки статора R1 синхронных микродвигателей в отличие от синхронных двигателей боль­шой мощности соизмеримо с индуктивными сопротивления­ми Xd и Xq. Поэтому существен­ная часть потребляемой мощно­сти теряется на сопротивле­нии R1.

Рис. 2.25

Электромагнитный момент создается в результате взаимодейст­вия вращающегося поля статора с полем возбуждения ротора, ко­торые вращаются с одинаковой угловой скоростью, равной угловой скорости ротора.

СИНХРОННЫЕ МИКРОДВИГАТЕЛИ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ НА РОТОРЕ

ЛЕКЦИЯ №11

В синхронных микродвигателях с постоянными магнитами наибо­лее распространенными являются роторы с радиальным (рис. 2.25, а) и аксиальным (рис. 2.25, б) расположением постоянных маг­нитов и короткозамкнутой обмотки.

Ротор состоит из двух основных частей:

а) постоянных магнитов 1, создающих магнитный поток воз­буждения ротора и обеспечивающих возникновение электромагнит­ного момента в синхронном режиме;

б) короткозамкнутой обмотки типа «беличья клетка» 3, уло­женной в сердечник 2 из электротехнической стали и обеспечиваю­щей возникновение электромагнитного момента в процессе асин­хронного пуска.

Электромагнитный момент синхронного микродвигателя в син­хронном режиме в случае симметричной магнитной цепи и при не­значительном активном сопротивлении обмотки статора определя­ется уравнением, известным из общей теории синхронных машин активного типа:

, (2.29)

где m₁ – число фаз статора; U₁ – фазное напряжение на зажи­мах обмотки статора; E₀ – э.д.с, наводимая магнитным потоком ротора в обмотке фазы статора; ω₁ = 2πf₁/p – синхронная угловая скорость (f₁ – частота напряжения питания; p – число пар полю­сов машины); X_C – синхронное индуктивное сопротивление обмот­ки статора; θ_u – сдвиг по фазе (во времени) между векторами U₁ и E₀.

Угол θ_u численно равен электрическому пространственному уг­лу между результирующим вектором напряжения статора и попе­речной осью q ротора. Результирующий вектор напряжения стато­ра представляет собой пространственный вектор, проекциями кото­рого на оси обмоток фаз статора являются мгновенные значения соответствующих фазных напряжений. Если принять, что активное сопротивление обмотки статора R₁ = 0, то θ_u равен углу между осью полюсов ротора и результирующим магнитным потоком ма­шины.

Угол θ_u в синхронном режиме зависит от момента сопротивле­ния на валу двигателя. Угловая характеристика, соответствующая уравнению (2.29), изображена на рис. 2.26 (сплошная линия).

В реальных синхронных микродвигателях с постоянными маг­нитами магнитная система несимметрична: индуктивные сопротив­ления обмотки статора по продольной X_d и поперечной X_q осям машины не равны. Это наглядно выражено у микродвигателей ра­диальной конструкции (см. рис. 2.25, а), в которых магнитное со­противление ротора по продольной оси d больше, чем по попереч­ной q, вследствие малой маг­нитной проницаемости материа­ла постоянных магнитов 1 по сравнению с электротехниче­ской сталью 2.

Оба указанных фактора влияют на значение электромагнитного момента M_C и характер его зависимости от угла θ_u. В син­хронном микродвигателе активного типа основной является со­ставляющая момента, соответствующая взаимодействию полей ста­тора и ротора,

(2.30)

при R₁ = 0 выражение для момента M_осн обращается в (2.29). По­является постоянная составляющая момента

, (2.31)