Выше указывалось, что возможен синхронный двигатель, в котором вращающееся магнитное поле создается только н.с. статора без участия н.с. ротора; ротор такого двигателя должен быть явнополюсным, обмотка возбуждения на роторе отсутствует. Такие двигатели, получившие наименование реактивных, в качестве двигателей малой мощности находят применение в случаях, когда используется переменный ток и требуется постоянная скорость вращения при небольшом моменте на валу. Благодаря простоте конструкции, надежности, отсутствию скользящего электрического контакта синхронные реактивные микродвигатели получили широкое и разнообразное применение; они используются в схемах автоматики, телемеханики, синхронной связи, в установках звукозаписи, звукового кино, радиолокации, в медицине, в электрических часах и других устройствах.
Трехфазный реактивный двигатель
Конструкция статора реактивного двигателя с распределенной трехфазной обмоткой не отличается от применяемой в асинхронных машинах. В двигателях общего применения ротор выполняется как короткозамкнутый с беличьей клеткой по типу роторов асинхронных машин, но отличается от последних тем, что имеет на своей поверхности междуполюсные впадины, обеспечивающие различие магнитных проводимостей по осям. Число выступов на роторе должно быть равно числу полюсов обмотки статора.
Конструктивно роторы достаточно разнообразны. На рисунке 359 приведены некоторые типы роторов синхронных реактивных двигателей. Ротор, представленный на рисунке 359, а выполнен из чередующихся слоев алюминия и электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью. По стали получается ориентация продольных осей ротора. Слои алюминия образуют короткозамкнутую клетку. На роторах, представленных на рисунке 359,6, имеется неполная беличья клетка.
Рис. 359. Типы роторов синхронных реактивных двигателей.
Рис. 360. Векторная диаграмма трехфазного реактивного двигателя.
Рабочим режимом синхронного реактивного двигателя можно считать режим явнополюсного синхронного двигателя при отсутствии возбуждения и вести анализ, базируясь на общей теории синхронных машин. На рисунке 360 дана видоизмененная диаграмма Блонделя для синхронного двигателя, не имеющего возбуждения на роторе и, следовательно, работающего с отстающим реактивным током по отношению к напряжению сети. Для реактивных микродвигателей характерно влияние на угловую характеристику (кривую момента) активного сопротивления обмотки статора, поскольку здесь это сопротивление относительно велико. Поэтому векторная диаграмма построена с учетом активного сопротивления в двигателе.
Начальный пусковой момент в двигателе обеспечивается благодаря тому, что па роторе есть тот или иной вид беличьей клетки (рис. 359, б) или короткозамкнутые проводящие контуры (рис. 359, а).
Рис. 363. Схема однофазного синхронного реактивного двигателя.
Пуск осуществляется прямым включением в сеть; под действием асинхронного момента Мас двигатель благодаря малому активному сопротивлению пусковой клетки почти доходит до синхронной скорости и затем под действием реактивного момента втягивается в синхронизм.
Как следует из уравнения (457), электромагнитный момент синхронного реактивного двигателя пропорционален квадрату напряжения, приложенного к обмотке статора (M = U), что означает чувствительность двигателя к колебаниям напряжения сети.
Роторы синхронных реактивных двигателей склонны к качаниям. Часто это нежелательно, так как нарушается равномерность хода, что приводит к погрешностям в схемах синхронной связи, звукозаписи. Положительное влияние на уменьшение колебаний оказывают короткозамкнутая клетка и подбор соответствующей массы ротора.
Трехфазному синхронному реактивному двигателю свойственны низкий коэффициент мощности cos ф и низкий коэффициент полезного действия. Это обусловлено тем, что магнитное поле создается относительно большим током, потребляемым из сети, при большом среднем значении воздушного зазора. К-П.Д. двигателей мощностью в несколько десятков ватт составляет 35-40%.
