B. OBWODY MAGNETYCZNE I ELEKTRYCZNE MASZYN ELEKTRYCZNYCH 1. Pot magnetyczne ME - rodzaje, sposoby wytwarzania, rozkładanie, sumowanie, warunki powstawania pola wirującego kołowego, wyższe harmoniczne strefowe i czasowe.
- Pole stałe - oś nieruchoma, stały kierunek względem układu odniesienia, zwrot i wartość stałe. Można je wytworzyć przy pomocy magnesów trwałych lub elektromagnesów zasilanych prądem stałym (np. jeden zwój zasilony prądem stałym umieszczony w żłobkach nieruchomego wirnika cylindrycznego).
- Pole przemienne - oś nieruchoma, stały kierunek względem układu odniesienia, zwrot i wartość ulegają zmianom w czasie. Szczególnym przypadkiem jest pole pulsujące, które przy nieruchomej osi u zmiennej wartości zachowuje stały zwrot. Wytwarzamy zasilając uzwojenie maszyny prądem przemiennym o częstotliwości f.
- Pole wirujące - oś wiruje względem układu odniesienia, przy zachowaniu stałego zwrotu. Typowym przypadkiem jest pole wirujące kołowe o stałej wartości. Spotyka się również pola wirujące eliptycznie, w których wartość ulega zmianom przy zachowaniu stałego zwrotu wzdłuż wirującej osi. Wytwarzamy za pomocą wirującego elektromagnesu zasilanego prądem stałym. Jeżeli na obwodzie maszyny umieścimy m różnych cewek i zasilimy je dowolnymi co do fazy i wartości prądami o takiej samej częstotliwości to powstanie pole eliptyczne. Rzeczywisty kształt krzywej pola zależy od sposobu rozmieszczenia uzwojenia oraz od kształtu szczeliny.
Roztóadanie i sumowanie pól.
- Pole wirujące kołowe wytwarzamy przez zastosowanie uzwojenia trójfazowego zasilanego prądem
trójfazowym. Można je uzyskać tylko wtedy, gdy zachowanajest zależność: OCm —— gdzie: ara - kąt
P
między początkami dwóch sąsiednich zwojów uzwojenia, cte - kąt przesunięcia fazowego między prądami zasilającymi, p - liczba par biegunów. Kierunek wirowania pola zależy przy określonym rozmieszczeniu uzwojeń poszczególnych faz, od kolejności faz prądu. Prędkość wirowania pola zależy
od częstotliwości prądu zasilającego oraz liczby par biegunów uzwojenia: Oj =
60 f
obr
min
- sumowanie dwu pól kołowych wirujących z tą samą prędkością w lym samym kierunku daje wypadkowe pole kołowe wirujące z tą samą prędkością i w tym samym kierunku co pola składowe.
- sumowanie dwu pól o jednakowych amplitudach, wirujących z tą samą prędkością lecz w przeciwnych kierunkach daje pole przemienne o 2-krotnie większej amplitudzie pól składowych.
- sumowanie dwu pól wirujących w przeciwnych kierunkach z taką samą prędkością o różnych amplitudach tworzy pole wirujące eliptycznie. Szczególnym przypadkiem jest pole eliptyczne kołowe, które powstaje w przypadku zniknięcia jednego z pól składowych.
O właściwościach maszyny decyduje przede wszystkim pole podstawowej harmonicznej. Pola wyższych harmonicznych nie pozostają jednak bez wpływu na przebieg zjawisk i są na ogół przyczyna niepożądanych skutków zniekształcenie krzywych napięcia czy powstawanie momentów pasożytniczych.