Сравнительный анализ машин переменного тока

Comparative analysis of AC machines Presnjakov N.1, Alekseev N.2, Glebov V.3

'Пресняков Никита Андреевич/Presnjakov Nikita — студент;

2Алексеев Никита Андреевич / Alekseev Nikita — студент; 3Глебов Владимир Владимирович / Glebov Vladimir - заведующий отделением, отделение технической эксплуатации подвижного состава железных дорог,

Колледж железнодорожного транспорта, Уральский государственный университет путей сообщения, г. Екатеринбург

Аннотация: в статье проводится сравнительный анализ синхронных и асинхронных машин. Выявляются преимущества и недостатки.

Abstract: the article presents a comparative analysis of synchronous and asynchronous machines. Identifies the advantages and disadvantages.

Ключевые слова: машины переменного тока, синхронный двигатель, асинхронный двигатель, ротор, магнитное поле, якорь.

Keywords: machine AC synchronous motor, induction motor, the rotor, the magnetic field, the armature.

Существует два основных типа машин переменного тока: синхронные (это электрические машины переменного тока, частота вращения ротора которых равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре), и асинхронные (электрические машины переменного тока, частота вращения ротора которых не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора) [1].

Проведя сравнительный анализ устройств синхронного и асинхронного двигателей, можно отметить следующее:

1) Главными частями синхронной машины является якорь и индуктор, а у асинхронной машины составляющими являются статор и ротор.

2) Якорь расположен на статоре, а на отделённом от него воздушным зазором роторе находится индуктор; на асинхронной же машине статор и ротор разделены.

3) Якорь состоит из одной или нескольких обмоток переменного тока. Индуктор включает в себя полюса: электромагнитов постоянного тока или постоянных магнитов. У асинхронной машины статор представляет собой трёхфазную обмотку, соединяющуюся по стандартным схемам «треугольник» или «звезда» и подключают к сети трёхфазного тока [2].

4) Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явно-полюсную или неявно-полюсную. Явно-полюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, которая схожа с полюсами машины постоянного тока. При неявнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, не заполненное проводниками. По конструкции ротор асинхронных машин подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Оба типа имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь исполнением обмотки ротора. Магнитопровод ротора выполняется аналогично магнитопроводу статора — из пластин электротехнической стали.

Сравнивая принципы действия машин, следует выделить следующие особенности:

1. Принцип действия синхронных машин основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт щётка-кольцо), в маломощных, к примеру, в двигателях жёстких дисков — постоянные магниты. Существует обращённая конструкция двигателей, в которой якорь расположен на роторе, а индуктор — на статоре.

2. В асинхронных машинах на обмотку статора подаётся переменное трехфазное напряжение, под действием которого по этим обмоткам протекает трехфазная система токов. Поскольку обмотки в асинхронной машине сдвинуты друг от друга в геометрическом отношении на 120 градусов, и так как в симметричной системе токи в обмотках имеют фазовый сдвиг в 120 градусов, в таких обмотках создаётся вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле, пересекая проводники обмотки ротора, индуцирует в них электродвижущую силу, под действием которой в обмотке ротора протекает ток, который искажает магнитное поле статора, увеличивая его энергию, что ведет к

возникновению электромагнитной силы, под действием которой ротор начинает вращаться. Чтобы в обмотке ротора возникала ЭДС, необходимо, чтобы скорость вращения ротора отличалась от скорости вращения поля статора. Поэтому ротор вращается асинхронно относительно поля статора, а двигатель называется асинхронным [2].

Теперь можем назвать достоинства синхронного двигателя: высокий коэффициент мощности со8ф=0,9; обладает большей прочностью, обусловленной увеличенным воздушным зазором; возможность использования синхронных двигателей на предприятии для увеличения общего коэффициента мощности; вращающий момент синхронного двигателя прямо пропорционален напряжению в первой степени, то есть синхронный двигатель будет менее чувствителен к изменению величины напряжению сети; высокий КПД, он больше, чем у асинхронного двигателя на (0,5-3 %), это достигается за счет уменьшения потерь в меди и большего коэффициента мощности.

Недостатки же синхронного двигателя следующие: сложность пусковой аппаратуры; большая стоимость.

Достоинствами асинхронных машин можно назвать: простая конструкция двигателя; дешевая себестоимость приборов; высокие эксплуатационные характеристики; простое управление конструкцией; возможность работы в тяжелых условиях; высокая производительность данного двигателя переменного тока достигается благодаря высокой мощности, потери которой минимизированы, благодаря отсутствию трения в процессе эксплуатации.

А недостатками асинхронных машин считаются: потеря мощности при изменении скорости; снижение крутящего момента при увеличении нагрузки; низкая мощность в момент запуска [1].

Итак, исследовали два типа двигателей: асинхронный и синхронный. Благодаря сравнению их деталей и общей конструкции, выяснили, что асинхронный двигатель более продуктивный, так как он прост по самой конструкции, дешевый по себестоимости приборов и обладает более высокой мощностью, чем синхронный двигатель.

В настоящее время асинхронный двигатель широко используется в теплоснабжении, водоснабжении, системах кондиционирования и вентиляции, компрессорных установках и во многих других сферах, но, по-нашему мнению, данный двигатель приобрел больший успех в сфере железнодорожного хозяйства.

Литература

1. Ковач К. П. Переходные процессы в машинах переменного тока. — М., Просвещение, 1963.

2. Ботвинник М. М. Асинхронизированная синхронная машина. - Москва-Ленинград:

Госэнергоиздат, 1960.

Strengthening the foundations of the hotel complex in Rybinsk

by pressed piles Efremova V.

Ефремова Вероника Евгеньевна / Efremova Veronika - студент, кафедра технологии и организации строительного производства, Московский государственный строительный университет, Институт строительства и архитектуры, г. Москва

Аннотация: использование свай для реконструкции зданий в условиях городской застройки может быть чревато новыми разрушениями. Решением этой проблемы являются вдавливаемые сваи, исключающие динамические воздействия и шум.

Abstract: the use of piles for the reconstruction of buildings in urban areas can be fraught with new destruction. The solution is pressed into the pile, excluding the dynamic impact and noise.

Ключевые слова: реконструкция, вдавливаемые сваи, фундамент, бетонирование, деформации основания.

Keywords: reconstruction, pressed piles, foundation, concrete, foundation deformation.