Демпферная обмотка синхронного двигателя назначение. Начальный момент внезапного нарушения режима синхронной машины с демпферными обмотками

Синхронные двигатели выполняют с демпферной обмоткой, которая служит в качестве пусковой при асинхронном пуске, а так же для успокоения качаний в процессе работы. Демпферную обмотку обычно изготовляют из стержней круглого сечения, закладываемых в круглые пазы, равномерно расположенные по дуге полюсных наконечников. Концы стержней замыкают пластинами (сегментами), расположенными вдоль полюсной дуги с обеих сторон полюса. Эти сегменты соединяют между собой по междуполюсному пространству пластинами, образуя коротко замыкающие кольца. Параметры демпферной обмотки устанавливают с учетом следующих условий. Для улучшения демпфирующего эффекта обмотка должна иметь малое активное сопротивление. Поэтому стержни, короткозамыкающие сегменты и соединительные пластины обычно выполняют из меди.

Суммарную площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки на один полюс целесообразно принимать близкой к 15% суммарной площади поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное деление (мм 2)

. (11-53)

Для уменьшения добавочных потерь и пульсаций ЭДС обмотки статора желательно принимать зубцовое деление полюсного наконечника ротора близким к зубцовому делению статора . При , равном целому числу, а также при или
целесообразно выбирать
. При
целесообразно принимать в генераторах
, а в двигателях (чтобы исключить возможность проявления эффекта «прилипания») должно быть несколько меньше или больше . В приведенных выражениях
- несократимая дробь.

Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один полюс (шт.)

(11-54)

Количество стержней демпферной обмотки на полюс
выбирают так, чтобы минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника
была не менее 3 мм и не превышала 0,5 .

Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки (мм)

; (11-55)

Принимают значение , равное ближайшему целому числу, и определяют соответствующее этому диаметру сечение стержня .

Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника (мм)

Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (мм)

Размеры шлица паза демпферной обмотки генераторов выбирают так, чтобы ширина
и высота
(рис. 11-13) были примерно одинаковыми (около 3 мм); в двигателях (для увеличения вращающего момента) высоту шлица принимают 1,5-2 мм.

Рис. 11-13. Эскиз полюсного

Наконечника с пазами демпферной обмотки:

1 - полюс; 2 - стержень демпферной обмотки;

3 --- короткозамыкающий сегмент.
Для обеспечения механической прочности кромок полюсного наконечника должно соблюдаться условие
. При малых высотах кромок полюсных наконечников крайние пазы демпферной обмотки выполняются закрытыми; при этом

Предварительная длина стержня демпферной обмотки

(11-58)

Затем ее уточняют при проработке конструкции машины.

Размеры короткозамыкающих сегментов выбирают такими, чтобы их высота
, толщина
а площадь поперечного сечения составляла около половины суммарной площади поперечного сечения стержней одного полюса (мм 2), т. е.

(11-59)

Окончательно размеры сегмента в поперечном сечении
а также его площадь в этом сечении следует выбрать по приложению 2.

Площадь поперечного сечения перемычки между сегментами разных полюсов принимают не менее 0,5 , а площадь контакта между перемычкой и сегментом - не менее 5.

Примеры расчета машин.

4. Демпферная (пусковая) обмотка.

Последовательность расчета	Условные обозначения	Источник	Синхронный генератор	Синхронный двигатель
205	, мм 2	(11-53)	---	0,015∙247,3∙ ∙497/4,45=414
206	, мм	§11-5	---	27,5
	, шт.	(11-54)	---
208	, мм	(11-55)	---
209	мм; мм 2	§11-5	---	10; 78,5
210		§11-5	---	20,7/10=2,07>1,7
211	, мм	§11-5	---	8
212	, мм	(11-56)	---	(173-10-2,8)/(7-1)=
213	, мм	(11-57)	---	10+0,1=10,1
214	, мм	§11-5	---	32
215	, мм	(11-58)	---	445+0.2∙247,3=495
216	, мм 2	(11-59)	---	0,5∙414=207
217	, мм	§11-5	---	2∙10=20
218	, мм	§11-5	---	0,7∙10=7,0
219	, мм	Приложение 2	---	2010
220	, мм 2	То же	---	199,1

§ 11-6. Расчет магнитной цепи при холостом ходе.

Общие положение . Для построения характеристик намагничивания
и х. х.
синхронной машины производят расчет магнитной цепи при х. х., который сводится к определению МДС обмотки возбуждения при нескольких значениях магнитного потока Ф и соответствующей ему ЭДС обмотки статора . МДС равна сумме МДС отдельных последовательно соединенных участков магнитной цепи, включающей воздушный зазор между полюсным наконечником ротора и сердечником статора, зубцы статора, спинки статора и ротора, сердечник полюса, полюсные наконечники и зазор в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса.

Магнитное поле синхронной машины имеет сложную форму в связи с зубчатостью статора и полюсного наконечника (при наличии демпферной обмотки) и насыщением участков ярма и зубцов.

Влияние зубчатости зазора, вентиляционных каналов в сердечнике статора, насыщения зубцовой зоны и спинки статора при расчете синхронных машин, так же как и для асинхронных двигателей (см. § 9-7) и машин постоянного тока (см. § 10-8), учитывают системой коэффициентов и применением таблиц намагничивания
для зубцов и спинки статора (см. приложения 8-16).

Поскольку магнитная цепь синхронной машины (рис.11-14) симметрична, то расчет МДС ведется на один полюс. При этом для каждого участка определяют площадь поперечного сечения, магнитную индукцию (полагая, что она распределена равномерно по всему сечению рассматриваемого участка), напряженность поля, среднюю длину пути магнитного потока, МДС участка и суммарную МДС цепи.

Рис. 11-14. Схема магнитной цепи синхронной машины.
При расчете магнитной цепи условно принимают среднюю длину пути магнитного потока на отдельных участках магнитопровода. В действительности длина этих путей в спинке статора и ротора различна по середине и по краям полюсного деления. Соответственно неравномерно распределяется магнитная индукция.

Для упрощения расчетов при определении магнитного напряжения спинки статора следует пользоваться кривыми намагничивания, построенными с учетом этого фактора и приведенными в приложениях 11-13. Магнитную цепь синхронных машин рассчитывают в такой последовательности.

МДС для воздушного зазора между сердечником статора и полюсным наконечником. МДС определяют по (9-116) - (9-121). При этом расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (мм 2)

(11-60)

Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (Тл)

(11-61)

МДС для зубцов статора синхронных машин. МДС определяют так же, как и для асинхронных двигателей (см. § 9-7).

МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора (см. рис. 9-7). МДС определяют по (9-124) - (9-125) и приложениям 8-10 (при
Тл) или приложениям 14-16 (при
Тл). При этом расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (мм 2)

Магнитная индукция в равновеликом поперечном сечении зубца (Тл)

(11-63)

МДС для зубцов при прямоугольных открытых и полуоткрытых пазах статора (см. рис. 9-9). МДС определяют по (9-122) - (9-126) и приложениям 8-10 (при Тл) или по (9-124) - (9-136) и приложениям 14-16 (при Тл).

Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (мм 2)

Магнитная индукция в зубце статора (Тл) на расстоянии 1/3 его высоты от окружности, соответствующей диаметру ,

(11-65)

МДС для спинки статора . Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора (мм 2) и магнитная индукция (Тл)

(11-66)

(11-67)
Напряженность магнитного поля (А/см) определяют по кривым намагничивания для спинки статора (см. приложения 11-13), а среднюю длину пути магнитного потока (мм) - по (9-166).

МДС для спинки статора (А)

(11-68)

МДС для зубцов полюсного наконечника
Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника (Тл)			(11-69)
Напряженность магнитного поля в зубцах полюсного наконечника (А /см)	из приложений 5-7, 21
Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника (мм)		(11-70)
МДС для зубцов полюсного наконечника (А)		(11-71)

МДС для полюсов . Магнитный поток в полюсном сердечнике больше потока в воздушном зазоре на величину потока рассеяния
, оцениваемую коэффициентом рассеяния =1,05 ч 1,2.

Если величина расчетной магнитной индукции в сердечнике полюса
1,6 Тл, то магнитный поток по высоте полюса изменяется незначительно, поэтому можно принять

Активная площадь поперечного сечения полюсного сердечника (мм 2) определяется шириной и длиной полюса (рис. 11-11).

Для найденного значения по приложениям 5, 6, 7, 20 или 21 определяют напряженность поля в сердечнике полюса
(А/см). Если >1,6 Тл, то следует учитывать изменение магнитного потока по высоте полюса, обусловленное рассеянием. В этом случае величину магнитного потока определяют в трех сечениях по высоте полюса - у его основания
,у полюсного наконечника
и в среднем сечении
.

По полученным значениям магнитных потоков и известной площади поперечного сечения сердечника полюса определяют индукции в рассматриваемых сечениях полюса


и по кривой намагничивания (см. приложение 21) находят соответствующие напряженности магнитного поля


.

МДС для полюсов рассчитывают в такой последовательности.

Полюсные наконечники гребенчатой конструкции (см. рис. 11-6)
Величина выступа полюсного наконечника (мм)		(11-72)
Высота широких полюсных наконечников (мм)		(11-73)
широких пакетов смежных полюсных наконечников (мм)
потока рассеяния в зоне широких пакетов полюсных наконечников		(11-75)
Высота узких (в том числе крайних) полюсных наконечников (мм)		(11-76)
Расстояние между боковыми поверхностями узких (в том числе крайних) пакетов Смежных полюсных наконечников, мм		(11-77)
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне узких пакетов полюсных наконечников		(11-78)
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне крайних пакетов полюсных наконечников
Суммарный коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния полюсных наконечников гребенчатой конструкции
Длина пути магнитного потока в полюсе, при отсутствии демпферной обмотки (мм)		(11-81)
То же, при наличии демпферной обмотки		(11-82)

Полюсные наконечники традиционной конструкции (см. рис. 11-8 )
Высота полюсного наконечника (мм)		(11-83)
Расстояние между боковыми поверхностями смежных полюсных наконечников (мм)		(11-84)
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по внутренним поверхностям полюсных наконечников		(11-85)
Длина пути магнитного потока в полюсе при отсутствии демпферной обмотки (мм) (11-99)	(11-109)
МДС для зазора в стыке между сердечниками полю полюса и ротора (А)		(11-110)
Параметры магнитной цепи
Суммарная МДС магнитной цепи (на один полюс) (А)		(11-111)
Коэффициент насыщения магнитной цепи		(11-112)

Дмитрий Левкин

Конструкция синхронного электродвигателя с обмоткой возбуждения

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения, как и любой вращающийся , состоит из ротора и статора. Статор - неподвижная часть, ротор - вращающаяся часть. Статор обычно имеет стандартную трехфазную обмотку, а ротор выполнен с обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения соединена с контактными кольцами к которым через щетки подходит питание.

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения (щетки не показаны)

Принцип работы

Постоянная скорость вращения синхронного электродвигателя достигается за счет взаимодействия между постоянным и вращающимся магнитным полем. Ротор синхронного электродвигателя создает постоянное магнитное поле, а статор – вращающееся магнитное поле.

Работа синхронного электродвигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора

Статор: вращающееся магнитное поле

На обмотки катушек статора подается трехфазное переменное напряжение. В результате создается вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью пропорциональной частоте питающего напряжения. Подробнее о том, как посредством трехфазного напряжения питания образуется можно прочитать в статье " ".

Взаимодействие между вращающимся (у статора) и постоянным (у ротора) магнитными полями

Ротор: постоянное магнитное поле

Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока через контактные кольца. Магнитное поле создаваемое вокруг ротора возбуждаемое постоянным током показано ниже. Очевидно, что ротор ведет себя как постоянный магнит, так как имеет такое же магнитное поле (в качестве альтернативы можно представить, что ротор сделан из постоянных магнитов). Рассмотрим взаимодействие ротора и вращающегося магнитного поля. Предположим вы придали ротору начальное вращение в том же направлении как у вращающегося магнитного поля. Противоположные полюса вращающегося магнитного поля и ротора будут притягиваться друг к другу и они будут сцепляться с помощью магнитных сил. Это значит, что ротор будет вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле, то есть ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Магнитные поля ротора и статора сцепленные друг с другом

Синхронная скорость

Скорость с которой вращается магнитное поле может быть вычислена по следующему уравнению:

• где N s – частота вращения магнитного поля, об/мин,
• f – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов.

Это значит, что скорость синхронного электродвигателя может очень точно контролироваться изменением частоты питающего тока. Таким образом эти электродвигатели подходят для высокоточных приложений.

Прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Почему синхронные электродвигатели не запускаются от электрической сети?

Если ротор не имеет начального вращения, ситуация отличается от описанной выше. Северный полюс магнитного поля ротора будет притягиваться к южному полюсу вращающегося магнитного поля, и начнет двигаться в том же направлении. Но так как ротор имеет определенный момент инерции, его стартовая скорость будет очень низкой. За это время южный полюс вращающегося магнитного поля будет замещен северным полюсом. Таким образом появятся отталкивающие силы. В результате чего ротор начнет вращаться в обратную сторону. Таким образом ротор не сможет запуститься.

Демпферная обмотка - прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Чтобы реализовать самозапуск синхронного электродвигателя без системы управления между наконечниками ротора размещается "беличья клетка", которая также называется демпферной обмоткой. При запуске электродвигателя катушки ротора не возбуждаются. Под действием вращающегося магнитного поля, индуцируется ток в витках "беличьей клетки" и ротор начинает вращаться подобно тому, как запускаются .

Когда ротор достигает своей максимальной скорости, подается питание на обмотку возбуждения ротора. В результате, как говорилось ранее, полюса ротора сцепляются с полюсами вращающегося магнитного поля и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью. При вращении ротора с синхронной скоростью, относительное движение между белечьей клеткой и вращающимся магнитным полем равно нулю. Это значит, что отсутствует ток в короткозамкнутых витках, а следовательно "беличья клетка" не оказывает воздействия на синхронную работу электродвигателя.

Выход из синхронизма

Синхронные электродвигатели имеют постоянную скорость независящую от нагрузки (при условии что нагрузка не превышает макимально допустимую). Если момент нагрузки больше, чем момент создаваемый самим электродвигателем, то он выйдет из синхронизма и остановиться. Низкое напряжение питания и низкое напряжение возбуждения также могут быть причинами выхода двигателя из синхронизма.

Синхронный компенсатор

Синхронные электродвигатели могут также использоваться для улучшения коэффициента мощности системы. Когда единственной целью использования синхронных электродвигателей является улучшение коэффициента мощности их называют синхронными компенсаторами . В таком случае вал электродвигателя не соединяется с механической нагрузкой и вращается свободно.

Избыточный или качательный момент.

Избыточный момент обусловливает вынуж­денные колебания синхронной машины. Он представляет собой периодическую функцию времени, среднее значение которой равно нулю.

Демпферная обмотка - обмотка для успокоения электромеханич. колебаний машины при переходных процессах; закладывается в полузакрытые пазы на наконечниках полюсов роторов синхронных явнополюсных машин. В синхронных двигателях Д. о. при асинхронном пуске выполняет роль пусковой обмотки.

3) Искрение под щётками машин постоянного тока Причины искрения. Способы улучшения коммутации.

С точки зрения надежности наиболее слабым элементом в машинах постоянного тока является скользящий контакт щеток по коллектору. При коммутации между щетками и коллектором может наблюдаться искрение. Сильное искрение вызывает повреждения поверхности коллектора и щеток.

Причины искрения разделяют на механические, потенциальные и электромагнитные .

Механические причины вызваны неполным прилеганием щеток к коллектору. Они вызваны некачественным изготовлением коллектора и щеточного узла: неровная или загрязненная поверхность коллектора, его эллиптичность, биение, слабое давление щеток на коллектор и т.д.

Потенциальные причины искрения связаны с напряжением между коллекторными пластинами. Если оно превышает допустимое значение, появляются искры между смежными пластинами. При этом сгорает угольная пыль в изоляционных промежутках между пластинами. В машинах большой мощности искры могут перейти в электрическую дугу, которая перекрывает большую часть коллектора (круговой огонь на коллекторе). При этом машина выходит из строя.

Электромагнитные причины связаны с протеканием электромагнитных процессов в коммутируемых секциях. Они являются основными.

Как правило, искрение щеток - это результат совместного действия многих причин. Качество коммутации оценивается степенью искрения под сбегающим краем щетки, из-под которого выходят пластины коллектора при его вращении.

Идея улучшения коммутации сводится к тому, чтобы криволинейную коммутацию, привести к прямолинейной, а для этого необходимо, чтобы добавочный ток был равен нулю.

1. За счет сдвига щеток с нейтрали,

2. За счет установки добавочных полюсов.

1. Улучшение коммутации за счет сдвига щеток с нейтрали, рис. 67 а, б, в

2. Улучшение коммутации за счет установки добавочных полюсов

Дополнительные полюса устанавливают на геометрической нейтрали. Количество их равно числу главных полюсов. Это простое и целесообразное решение. Все современные машины постоянного тока снабжены дополнительными полюсами.

Расчет магнитной цепи при холостом ходе.

Общие положение . Для построения характеристик намагничивания и х. х. синхронной машины производят расчет магнитной цепи при х. х., который сводится к определению МДС обмотки возбуждения при нескольких значениях магнитного потока Ф и соответствующей ему ЭДС обмотки статора . МДС равна сумме МДС отдельных последовательно соединенных участков магнитной цепи, включающей воздушный зазор между полюсным наконечником ротора и сердечником статора, зубцы статора, спинки статора и ротора, сердечник полюса, полюсные наконечники и зазор в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса.

Магнитное поле синхронной машины имеет сложную форму в связи с зубчатостью статора и полюсного наконечника (при наличии демпферной обмотки) и насыщением участков ярма и зубцов.

Влияние зубчатости зазора, вентиляционных каналов в сердечнике статора, насыщения зубцовой зоны и спинки статора при расчете синхронных машин, так же как и для асинхронных двигателей (см. § 9-7) и машин постоянного тока (см. § 10-8), учитывают системой коэффициентов и применением таблиц намагничивания для зубцов и спинки статора (см. приложения 8-16).

Поскольку магнитная цепь синхронной машины (рис.11-14) симметрична, то расчет МДС ведется на один полюс. При этом для каждого участка определяют площадь поперечного сечения, магнитную индукцию (полагая, что она распределена равномерно по всему сечению рассматриваемого участка), напряженность поля, среднюю длину пути магнитного потока, МДС участка и суммарную МДС цепи.

Рис. 11-14. Схема магнитной цепи синхронной машины.

При расчете магнитной цепи условно принимают среднюю длину пути магнитного потока на отдельных участках магнитопровода. В действительности длина этих путей в спинке статора и ротора различна по середине и по краям полюсного деления. Соответственно неравномерно распределяется магнитная индукция.

Для упрощения расчетов при определении магнитного напряжения спинки статора следует пользоваться кривыми намагничивания, построенными с учетом этого фактора и приведенными в приложениях 11-13. Магнитную цепь синхронных машин рассчитывают в такой последовательности.

МДС для воздушного зазора между сердечником статора и полюсным наконечником. МДС определяют по (9-116) - (9-121). При этом расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (мм 2)

(11-60)

Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (Тл)

(11-61)

МДС для зубцов статора синхронных машин. МДС определяют так же, как и для асинхронных двигателей (см. § 9-7).

МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора (см. рис. 9-7). МДС определяют по (9-124) - (9-125) и приложениям 8-10 (при Тл) или приложениям 14-16 (при Тл). При этом расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (мм 2)

Магнитная индукция в равновеликом поперечном сечении зубца (Тл)

(11-63)

МДС для зубцов при прямоугольных открытых и полуоткрытых пазах статора (см. рис. 9-9). МДС определяют по (9-122) - (9-126) и приложениям 8-10 (при Тл) или по (9-124) - (9-136) и приложениям 14-16 (при Тл).

Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (мм 2)

Магнитная индукция в зубце статора (Тл) на расстоянии 1/3 его высоты от окружности, соответствующей диаметру ,

(11-65)

МДС для спинки статора . Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора (мм 2) и магнитная индукция (Тл)

(11-67)

Напряженность магнитного поля (А/см) определяют по кривым намагничивания для спинки статора (см. приложения 11-13), а среднюю длину пути магнитного потока (мм) - по (9-166).

МДС для спинки статора (А)

(11-68)

МДС для зубцов полюсного наконечника
Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника (Тл)			(11-69)
Напряженность магнитного поля в зубцах полюсного наконечника (А /см)	Из приложений 5-7, 21
Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника (мм)
МДС для зубцов полюсного наконечника (А)

МДС для полюсов . Магнитный поток в полюсном сердечнике больше потока в воздушном зазоре на величину потока рассеяния , оцениваемую коэффициентом рассеяния =1,05 ÷ 1,2.

Если величина расчетной магнитной индукции в сердечнике полюса 1,6 Тл, то магнитный поток по высоте полюса изменяется незначительно, поэтому можно принять

Активная площадь поперечного сечения полюсного сердечника (мм 2) определяется шириной и длиной полюса (рис. 11-11).

Для найденного значения по приложениям 5, 6, 7, 20 или 21 определяют напряженность поля в сердечнике полюса (А/см). Если >1,6 Тл, то следует учитывать изменение магнитного потока по высоте полюса, обусловленное рассеянием. В этом случае величину магнитного потока определяют в трех сечениях по высоте полюса - у его основания ,у полюсного наконечника и в среднем сечении .

По полученным значениям магнитных потоков и известной площади поперечного сечения сердечника полюса определяют индукции в рассматриваемых сечениях полюса и по кривой намагничивания (см. приложение 21) находят соответствующие напряженности магнитного поля .

МДС для полюсов рассчитывают в такой последовательности.

Полюсные наконечники гребенчатой конструкции (см. рис. 11-6)
Величина выступа полюсного наконечника (мм)		(11-72)
Высота широких полюсных наконечников (мм)		(11-73)
Расстояние между боковыми поверхностями широких пакетов смежных полюсных наконечников (мм)		(11-74)
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне широких пакетов полюсных наконечников		(11-75)
Высота узких (в том числе крайних) полюсных наконечников (мм)		(11-76)
Расстояние между боковыми поверхностями узких (в том числе крайних) пакетов смежных полюсных наконечников, мм		(11-77)
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне узких пакетов полюсных наконечников		(11-78)
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне крайних пакетов полюсных наконечников		(11-79)
Суммарный коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния полюсных наконечников гребенчатой конструкции		(11-80)
Длина пути магнитного потока в полюсе, при отсутствии демпферной обмотки (мм)		(11-81)
То же, при наличии демпферной обмотки		(11-82)

Демпферная обмотка полюсов синхронных машин выполняет ряд функций. В генераторах она служит для снижения уровня динамических перенапряжений в обмотке ротора при несимметричных коротких замыканиях, гашения обратного синхронного поля, улучшения формы ЭДС и симметрии напряжений при несимметричных нагрузках отдельных фаз, успокоения качаний и повышения динамической устойчивости работы. Генераторы малой мощности (до 100 кВт) обычно не имеют демпферной обмотки.

Синхронные двигатели выполняют с демпферной обмоткой, которая служит в качестве пусковой при асинхронном пуске, а так же для успокоения качаний в процессе работы. Демпферную обмотку обычно изготовляют из стержней круглого сечения, закладываемых в круглые пазы, равномерно расположенные по дуге полюсных наконечников. Концы стержней замыкают пластинами (сегментами), расположенными вдоль полюсной дуги с обеих сторон полюса. Эти сегменты соединяют между собой по междуполюсному пространству пластинами, образуя коротко замыкающие кольца. Параметры демпферной обмотки устанавливают с учетом следующих условий. Для улучшения демпфирующего эффекта обмотка должна иметь малое активное сопротивление. Поэтому стержни, короткозамыкающие сегменты и соединительные пластины обычно выполняют из меди.

Суммарную площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки на один полюс целесообразно принимать близкой к 15% суммарной площади поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное деление (мм 2)

. (11-53)

Для уменьшения добавочных потерь и пульсаций ЭДС обмотки статора желательно принимать зубцовое деление полюсного наконечника ротора близким к зубцовому делению статора . При , равном целому числу, а также при или целесообразно выбирать . При целесообразно принимать в генераторах , а в двигателях (чтобы исключить возможность проявления эффекта «прилипания») должно быть несколько меньше или больше . В приведенных выражениях - несократимая дробь.

Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один полюс (шт.)

Количество стержней демпферной обмотки на полюс выбирают так, чтобы минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника была не менее 3 мм и не превышала 0,5 .

Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки (мм)

; (11-55)

принимают значение , равное ближайшему целому числу, и определяют соответствующее этому диаметру сечение стержня .

Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника (мм)

Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (мм)

Размеры шлица паза демпферной обмотки генераторов выбирают так, чтобы ширина и высота (рис. 11-13) были примерно одинаковыми (около 3 мм); в двигателях (для увеличения вращающего момента) высоту шлица принимают 1,5-2 мм.

Рис. 11-13. Эскиз полюсного

наконечника с пазами демпферной обмотки:

1 - полюс; 2 - стержень демпферной обмотки;

3 --- короткозамыкающий сегмент.

Для обеспечения механической прочности кромок полюсного наконечника должно соблюдаться условие . При малых высотах кромок полюсных наконечников крайние пазы демпферной обмотки выполняются закрытыми; при этом

Предварительная длина стержня демпферной обмотки

затем ее уточняют при проработке конструкции машины.