Юферов Ф. М.
93 Электрические машины автоматических устройств. Учебник для вузов. М., «Высш. школа», 1976. 416 с. с ил.
Книга является первым учебником, написанным по программе курса «Электрические машины автоматических устройств», утвержденной MB и ССО СССР. В учебнике рассматриваются вопросы общей теории электрических микромашин, а также вопросы устройства (конструкции) и физики работы тех электрических мнкромашин, которые в настоящее время нашли наиболее широкое применение и серийно выпускаются промышленностью.
Предназначается для- студентов специальности «Электрические машины» и может'быть использован студентами других специальностей, а также инженерно-техническими работниками, занимающимися электрическими микро-машинами автоматических устройств. ~ ,
Ж1Я07_2вЗ - 6П2.1.081
ПРЕДИСЛОВИЕ
Социалистическое народное хозяйство характеризуется непрерывным развитием и совершенствованием производства, которое немыслимо без его механизации и автоматизации. Автоматизация является мощным рычагом поднятия производительности труда. Она повышает культуру труда, способствует его облегчению. Быстрое развитие автоматизации производства, а также электрификации быта вызвало к жизни новую отрасль машиностроения —микроэлектромашиностроение — производство электрических машин малой мощности — от долей до нескольких сотен ватт.
Для решения разнообразных научно-технических задач, стоящих перед микроэлектромашиностроением, требуются многочисленные кадры высококвалифицированных специалистов, подготовкой которых занимаются кафедры электрических машин ряда вузов страны. Различными издательствами выпускается большое количество научно-технической литературы по вопросам теории, производства, проектирования и расчета различных типов электрических микромашин. Выпущен ряд учебных пособий, однако до сих пор отсутствует учебник по электрическим микромашинам. Автор данного учебника ставил своей целью собрать воедино и систематизировать, в соответствии с утвержденной ^программой, разрозненные сведения по электрическим микромашинам автоматических систем, имеющиеся в различных трудах, с темг чтобы облегчить студентам специальности «Электрические машины» освоение курса «Электрические машины автоматических устройств».
Базой для написания учебника послужили лекции по курсу «Электрические микромашины автоматических устройств», читаемые автором более пятнадцати лет в Московском ордена Ленина энергетическом институте, а также научные исследования, проводимые на кафедре электрических машин МЭИ, на кафедрах других вузов и в ряде научно-исследовательских организаций. При составлении учебника предполагалось, что читатель уже знаком с общей теорией электрических машин. В учебнике рассматриваются лишь вопросы общей теории электрических микромашин, а также вопросы устройства (конструкции) и физики работы тех электрических микромашин, которые в настоящее время нашли наиболее широкое применение и серийно выпускаются промышленностью. Ввиду ограничен-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......... ..........;..,......... t,. . 3
Введение............................... Г ...... 5
§ B.I. Роль, значение и области применения электрических микромашин 5
§ В.2. Особенности теории и расчета электрических микромашйн . 8
;._.'' Раздел первый
:..••'• Основы теории двухфазных несимметричных и однофазных микромашин
; Глава!. Намагничивающие силы и магнитные поля
двухфазных несимметричных микродвигателей
.- i 1.1. Общие сведения............................ 12
: | 1.2. Анализ намагничивающих сил и пусковых моментов двигателей, •; с двухфазной несимметричной обмоткой на статоре ......... 14
§ 1.3. Условия получения кругового вращающегося ноля в двухфазной
несимметричной малввдву Веадчнна пол» . .. .,:»,...• • »• • -19
§ 1.4. Особенности эллиотическогр аояя . :,?^,.ЩЕ1|й ' -'•ял
i-'=
fc
i!
Г л а в а II. Основы теории двухфазных и однофазных
асинхронных микродвигателей • •
§ 2.1. Общие сведения............................ 27
§. 2.2. МетЬд симметричных составляющих в применении к двухфазным
машинам с обмотками, сдвинутыми на 90 эя. град.......... 29
§ 2.3. Уравнения 'напряжений. Физическая модель двухфазного несимметричного двигателя .....,........'........... 32.
§ 2.4. Схемы замещения сопротивлений фаз двухфазного несимметричного С;
асинхронного микродвигателя . . . .,................^35
* 2.5. Выражение параметров фазы В через параметры фазы А «,, ... ;;, 38
2.6. Преобразование схем замещения ..... . . . ...«,-*'». . . . . 29
2.7. Уравнения токоа . 1 .,».... . . . . . . ............... 42
2.8. Электромагнитная мощность и вращающий момент......... 43
, 2.9. Потери мощности и энергетическая диаграмма........... 45
2.10. Условия получения кругового вращающегося поля .....'... 49
Разделеторой Силовые микродвигатели автоматических устройств
Глава III. Силовые асинхронные микродвигатели
§ 3.1. Общие сведения . . . . \.................. . . '•. . . 51
§ 3.2. Принцип действия и основные особенности однофазных асинхронных микродвигателей......................... .54
t3.3. Сравнение свойств различных фазосдвигающих элементов..... 58 ' 3>4. Условия получения кругового вращающегося поля в конденсаторном двигателе .........................• • 62
3.5. Асинхронный микродвигатель с пусковым сопротивлением ..... 70
3.6. Асинхронный микродвигатель с пусковой емкостью ........ 73
3.7. Асинхронный микродвигатель с пусковой и рабочей емкостью . . . 76
5*" 3.8. Асинхронный микродвигатель с рабочей емкостью . . ,....... 77
f 3.9. Однофазные двигатели с экранированными полюсами....... 79
§3.10. Использование трехфазных асинхронных двигателей для работы ;-
от однофазной сети. Универсальные асинхронные двигатели ... 82
- г -
Глава IV. Синхронные микродвигатели
§ 4.1. Общие сведения...............,.............
§ 4.2. Основные уравнения синхронных микродвигателей с возбужденными явно выраженными полюсами.................
§ 4.3. Основные уравнения синхронных микродвигателей с возбужденными неявно выраженными полюсами ...............
§ 4.4. Диаграммы токов синхронных микродвигателей с возбужденными ' полюсами.................................
§ 4.5. Устройство, принцип действия и основные особенности синхронных микродвигателей с постоянными магнатами ч...........
§ 4.6. Особенности пуска в ход синхронных микродвигателей с постоянными магнитами.............................
§ 4.7. Основы теории синхронных реактивных микродвигателей ....
§ 4.8. Устройство, принцип действия и основные особенности синхронных реактивных микродвигателей.....................
§ 4.9. Особенности однофазных синхронных микродвигателей с возбужденными и невозбужденными полюсами......,...........
§ 4.10. Вхождение в синхронизм синхронных микродвигателей с асинхронным пуском ...............................
§ 4.11. Синхронные гистерезисные микродвигатели.............
'
Глава V. Тихоходные синхронные и асинхронные микродвигатели
§ 5.1. Общие сведения .'..''......<...................
§ 5.2. Магнитное поле в воздушном зазоре редукторного двигателя ....
§ 5.3. К вопросу о принципе действия редукторных двигателей.....
§ 5.4. Синхронные редукторные микродвигатели.............
§ 5.5. Асинхронный редукторный двигатель...............,
§ 5.6. Способы пуска в ход синхронных редукторных микродвигателей
§ 5.7. Рабочие свойства редукторных двигателей . ............
§ 5.8. Устройство и принцип действия двигателей с катящимся ротороц
§ 5.9. Вращающий момент двигателя с катящимся ротором.......
§ 5.10. Классификация двигателей с катящимся ротором. Их конструкции.
Положительные и отрицательные свойства ............. .
§ 5.11. Двигатели с гибким волновым ротором................
Глава VI. Силовые коллекторные микродвигатели
§ 6.1. Общие сведения ............................
§ 6.2. Силовые коллекторные микродвигатели постоянного тока.....,
§ 6.3. Силовые коллекторные микродвигатели переменного тока.....
§ 6.4. Универсальные коллекторные микродвигатели..........,
§ 6.5. Особенности конструкции силовых коллекторных микродвигателей • ' Ъ
Глава VII. Бесконтактные двигатели постоянного тока ':
§ 7.1. Устройство и принцип действия..................«/
§ 7.2. Особенности рабочего процесса, теории и характеристик . .". . . ^; § 7.3. Классификация, конструкция и основные особенности бесконтактных двигателей ...................-.....•...«/•
', 1
Раздел трет и и >
Исполнительные (управляемые) микродвигатели . ,'
.. автоматических устройств - "
Глава VIII. Основы теории асинхронных исполнительных двигателей,
§ 8.1. Общие сведения. Схемы включения и способы управления. Классификация ................. . :......-......'
§,, 8.2. Основные уравнения асинхронных исполительных микродвигателей..................•...-........,....-•
§ 8.3. Приближенные выражения механической характеристики - *. . •
§ 8.4. Анализ механических характеристик асинхронных исполнительных
двигателей. Механическая мощность. Рабочие характеристики . . . 236
§ 8.5. Анализ регулировочных характеристик. Некоторые выводы по
теории асинхронных исполнительных двигателей.......... 244
f 8.6. Асинхронные исполнительные двигатели при конденсаторном
сдвиге фаз напряжений на обмотках............* . . . 251
§ 8.7. Самоход и пути его устранения.................. 260
§ 8.8. Динамические постоянные асинхронных исполнительных двигателей................................. . 264
Глава IX. Устройство (конструкция) и основные особенности асинхронных исполнительных двигателей
$ 9.1. Асинхронные исполнительные двигатели с-полым немагнитным
* п о К™?0**......•.......*.................. 268
8 9.2,- Асинхронные исполнительные двигатели с обычным короткозамкну-
там ротором .......... ,................... 272
9 "-3. Асинхронные исполнительные двигатели с полым ферромагнитным
ротором................................. 275
ГлаваХ. Исполнительные двигатели постоянного тока
§ 10. Г. Общие сведения........."................... 277
J 10.2. Исполнительные двигатели с якорным управлением........ 279
§ 10.3. Исполнительные двигатели с полюсным управлением....... 285
S 10.4. Малоинерционные исполнительные двигатели постоянного тока 290 § 10,5. Динамические постоянные исполнительных двигателей постоянного
тока................................... 295
Глава XI. Шаговые исполнительные двигатели
11.1. Общие сведения............................ 299
11.2. Устройство и принцип действия современных шаговых двигателей 302
11.3. Статический синхронизирующий момент и статическая устойчивость 304
11.4. Режимы работы шаговых двигателей................ 307
11.5. Основные параметры и характеристики шаговых двигателей . . .' 310
11.6. Основные конструкции шаговых двигателей............ 313
Раздел.четвертый
Информационные электрические микромашины
автоматических устройств
Глава XII. Тахогенераторы '
§ :12.1. Общие сведения............................ 318
§ 12.2. Устройство и принцип действия асинхронного тахогенератора!
Остаточное напряжение и способы борьбы с ним........... 320
§ 12.3. Выражение выходного напряжения асинхронного тахогенератора 324
§ 12.4. Анализ погрешностей асинхронных тахогенераторов ........ 327
$ 12.5. Крутизна, несимметрия выходной характеристики. Положительные
и отрицательные качества асинхронных тахогенераторов ..... 333 §12.6. Работа асинхронного тахогенератора при возбуждении постоянным
током ................................. 335
§ 12,7. Синхронные тахогенерагоры.............'*.'" .* .' .* , '. 336
§ 12.8. Тахогенераторы постоянного тока..............','..'. 337
Глава XIII. Электрические машины систем синхронной связи
13.1. Общие сведения........................... 342
13.Й. Работа сельсинов в индикаторной режиме. Выражение* синхронизм
* рующего момента.......................... 344
§ 13.Э. Анализ факторов, влияющих на точность работы сельсинов в индикаторном режиме........................... 350
| J3.4. Работа сельсинов в" трансформаторном режиме ...I'.'.'.'.'.'.'. 362
415
13.5. Контактные сельсины......................... 368
13.6. Бесконтактные сельсины....................... 370
13.7. Системы синхронной связи о дифференциальными сельсинами . . . 372
13.8. Сельсин-двигатель........................... 374
13.9. Магнесины .............................. . 376
• '
Глава XIV. Поворотные (вращающиеся) трансформаторы
14.1. Общие сведения............................ 378
14.2. Синусный и синусно-косинусиый поворотные трансформаторы 380
14.3. Симметрирование синусно-косинусных поворотных трансформа-
' торов . -................................. 385
14.4. Линейные поворотные трансформаторы............... 388
14.5. Поворотный трансформатор в режиме построителя. Масштабный поворотный трансформатор........'.........,....,. 389
14.6. Поворотные трансформаторы в режимах фазовращателей и трансформаторных сельсинов............'............ 392
(14.7. Погрешности поворотных трансформаторов............. 394 14.8. Особенности конструкций поворотных трансформаторов.....395
Глав а XV. Электрические машины гироскопических систем
) 15.1. Общие сведения............... ............. 398
i 15,2. Гироскопические двигатели (гяродвигатели)........... . 399
15.3. Коррекционные (моментные) электродвигатели и датчики угла пре-
цессии _..*-?.,,,,;.. ..... . . , .-. . . . ........ 405
Литература............................... 409