Прогресс современной науки и техники неразрывно связан с применением электрической энергии в различных производственных процессах и в устройствах для получения и передачи информации. Большое значение электрической энергии в построении коммунистического общества придавал В. И. Ленин, выдвинувший гениальную формулу «Коммунизм — это есть советская власть плюс электрификация всей страны». С тех пор Коммунистическая партия и Советское правительство уделяли огромное внимание электрификации промышленности, транспорта, сельского хозяйства, быта населения и развитию электропромышленности как технической базы электрификации. В Программе КПСС, принятой XXII съездом партии, указано, что электрификация является стержнем строительства экономики коммунистического общества, должна играть ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства и осуществлении современного технического прогресса.
В осуществлении ленинских идей об электрификации народного хозяйства СССР весьма важная роль принадлежит электрическим машинам. Они не трлько вырабатывают электрическую энергию и осуществляют высокоэкономичное преобразование ее в механическую, но и выполняют разнообразные функции по преобразованию и усилению различных сигналов в системах автоматического регулирования и управления.
За годы Советской власти наше электромашиностроение достигло огромных успехов. Если в дореволюционной России по существу не было электромашиностроительной промышленности, то теперь изделия таких крупных электромашиностроительных заводов, как «Электросила», «Динамо», Харьковский электромеханический завод (ХЭМЗ), Ярославский электромеханический завод (ЯЭМЗ), Московский трансформаторный завод (МТЗ), «Урал-электроаппарат», завод им. Владимира Ильича и др., известны во многих странах мира.
Одновременно с ростом электропромышленности успешно развивалась и наука об электрических машинах. В настоящее время в СССР имеется много крупных научных центров — в Москве, Ленинграде, Киеве, Харькове, Львове, Новочеркасске, Риге, Свердловске и других городах, где ведется большая научная работа по созданию новых типов и более совершенных конструкций электрических машин, повышению их энергетических показателей и улучшению технол'огии производства. Сейчас электропромышленность СССР изготовляет самые разнообразные и весьма совершенные электрические машины мощностью от долей ватта до 500 Мет.
Особенно быстро растет производство электрических машин малой мощности^— так называемых микромашин, широко применяемых во многих устройствах автоматики, телемеханики, связи, промышленной электроники, счетно-решающей и измерительной техники. В этих новых, бурно развивающихся отраслях техники электрические микромашины выполняют весьма важные функции, обеспечивая быстродействующий привод различных исполнительных механизмов, преобразование рода тока, величины напряжения, частоты, числа фаз и других электрических параметров, усиление электрических сигналов малой мощности, преобразование угловых перемещений в электрические сигналы, согласование вращения нескольких осей и пр. Поэтому инженеры, занимающиеся проектированием, изготовлением и эксплуатацией указанных устройств, должны хорошо знать конструкцию, принцип действия, особенности работы и характеристики основных типов электрических микромашин, для того чтобы уметь правильно выбрать тре-оуемый^тип машины и установить для нее наиболее подходящий эксплуатационный режим. Вместе с тем они должны знать также теорию работы и уст-
ройство электрических машин общего применения, часто используемых в качестве основных элементов оборудования на объектах, для которых требуется разрабатывать системы автоматического регулирования и управления. К числу таких объектов относятся, например, электроприводы различных машин и механизмов, устройства для выработки и преобразования электроэнергии и пр.
Настоящая книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов приборостроительных специальностей: «Автоматика и телемеханика», «Математические счетно-решающие приборы и устройства», «Промышленная электроника», «Электроизмерительная техника», «Автоматика, телемеханика и связь на ж.-д. транспорте» и др., где читаются курсы «Электрические микромашины» или «Электрические машины» в объеме 60—90 лекционных часов. Книга, написана в соответствии с утвержденной программой по курсу «Электрические машины» для данных специальностей. Она имеет цель ознакомить студентов с основами общей теории электрических машин и на ее базе с особенностями различных микромашин.
Порядок изложения материала в книге в основном подобен порядку, принятому в большинстве учебников по электрическим машинам для студентов электромеханических и электроэнергетических специальностей. Курс начинается с общих сведений об электрических машинах. Затем излагаются трансформаторы, асинхронные машины, синхронные машины, машины постоянного тока и преобразователи.
При изложении материала по каждому типу электрической машины сначала рассматриваются вопросы общей теории, а затем особенности конструкции и характеристики микромашин. Такой порядок изложения- позволяет избежать излишних повторений материала при рассмотрении различных видов микромашин и более тесно увязать теорию работы микромашины с общей теорией электрических машин данного типа.
Авторы считают своим долгом выразить благодарность чл.-корр. АН СССР проф. Г. Н. Петрову, рецензентам данной книги акад. АН ЭССР проф. А. И. Вольдеку и чл.-корр. АН УССР проф. И. М. Постникову, а также «'коллективу кафедры «Электрические машины» ЛПИ за ценные советы и замечания. Все замечания и пожелания по книге авторы просят направлять в издательство«Высшая школа» по адресу: Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................ 3
Глава I Общие сведения об электрических машинах
§ 1-1. Назначение и классификация электрических машин......... 5
§ 1-2. Процесс преобразования энергии в электрических машинах. Режимы их
работы.............................. 8
§ 1-3. Конструктивное выполнение электрических машин.......... 18
§ 1-4. Магнитная цепь электрической машины............... 30
§ 1-5. Номинальные данные электрической машины............ 38
Глава II Трансформаторы
.'¦ §2-1. Назначение и области применения трансформаторов........ 40
§ 2-2. Принцип действия трансформатора................ 40
§ 2-3. Устройство трансформаторов ...._............... 42
§ 2-4. Рабочий процесс в трансформаторе при идеализированных условиях 49
§ 2-5. Комплексные уравнения и векторные диаграммы трансформатора . . ^ 55
§ 2-6. Схема замещения трансформатора.................. 59
§ 2-7. Изменение вторичного напряжения и внешняя характеристика трансформатора ............................ 62
§ 2-8. Коэффициент полезного действия трансформатора......... 67
§ 2-9. Трехфазный трансформатор.................... 70
§2-10. Группы соединений обмоток трансформаторов........... 75
§2-11. Параллельная работа трансформаторов.............. 77
§2-12. Автотрансформаторы....................... 79
¦• §2-13. Переходные процессы в трансформаторах............. 82
§2-14. Измерительные трансформаторы.................. 86
§2-15. Трансформаторы для преобразования числа фаз.......... 89
§2-16. Трансформаторы для вентильных преобразователей.......' . 91
§2-17. Импульсные, высокочастотные и стабилизирующие трансформаторы 97
§2-18. Трансформаторы с плавным регулированием напряжения...... 102
^ §2-19. Трансформаторы для преобразования частоты........... 103
Глава III
Общие вопросы теории электрических машин переменного тока
§3-1. Основные принципы выполнения многофазных обмоток....... 107
§ 3-2. Намагничивающие силы обмоток переменного тока......... 109
§ 3-3. Создание вращающегося магнитного поля............. 117
§3-4. Э. д. с, индуктируемые в обмотках переменного тока ....... 124
427
§ 3-5. Схемы обмоток электрических машин переменного тока....... 126
Глава IV Асинхронные машины
§4-1. Принцип действия асинхронной машины............. 132
§ 4-2. Устройство асинхронной машины................. 134
§ 4-3. Работа асинхронной машины в режиме холостого хода....... 137
§ 4-4. Асинхронная машина при заторможенном роторе......... 138
§ 4-5. Рабочий процесс в асинхронной машине при вращающемся роторе . . 142
§ 4-6. Схема замещения асинхронной машины.............. 147
§ 4-7. Круговая диаграмма асинхронной машины............ 149
§4-8. Механические характеристики асинхронного двигателя....... 156
§ 4-9. Устойчивость работы асинхронного двигателя........... 162
§4-10. Рабочие характеристики асинхронного двигателя.......... 164
§4-11. Пуск в ход асинхронных двигателей............... 166 .
§4-12. Короткозамкнутые асинхронные двигатели с повышенным пусковым '
моментом............................. 169
§4-13. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей .... 173 §4-14. Работа асинхронной машины в генераторном режиме и в режиме электромагнитного торможения.................... 175
§4-15. Асинхронные микродвигатели общего применения......... 178
Глава V
Асинхронные исполнительные двигатели и тахогенераторы
§5-1. Устройство и основные конструктивные типы асинхронных исполнительных двигателей.......................... 184
§ 5-2. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением....... 188
§ 5-3. Исполнительный двигатель с фазовым управлением......... 199
§5-4. Исполнительный двигатель с амплитудно-фазовым управлением (конденсаторная схема)......................... 201
§5-5. Электромеханическая постоянная времени исполнительных двигателей 204 §5-6. Сравнение свойств исполнительных двигателей при различных методах
управления........................... 207
§5-7. Асинхронный тахогенератор.................... 208
Г л а в а VI
Поворотные трансформаторы
§6-1. Устройство и принцип действия поворотного трансформатора .... 218
§6-2. Синусно-косинусный поворотный трансформатор . , . .... 221
§ 6-3 Линейный поворотный трансформатор ............... 226
§ 6-4. Трансформатор-построитель ................... 229
§ 6-5 Причины погрешности поворотных трансформаторов и способы их уменьшения ............................... 230
Глава VII Индукционные машины синхронной связи (сельсины)
§7-1. Принцип действия и устройство сельсинов............. 233
§ 7-2. Трансформаторный режим работы однофазных сельсинов....... 237
§ 7-3. Индикаторный режим работы однофазных сельсинов......... 241
§ 7-4. Погрешности в сельсинах и способы их устранения......... 247
§ 7-5. Сельсины с одной обмоткой синхронизации............. 251
§ 7-6. Дифференциальные сельсины.................... 252
§ 7-7. Магнесины............................. 253
§ 7-8. Трехфазные сельсины....................... 255
Глава VIII Синхронные машины
§8-1. Принцип действия синхронной машины............... 257
§ 8-2. Устройство синхронной машины.................. 259
§ 8-3. Работа синхронного генератора при холостом ходе......... 263
§ 8-4. Работа синхронного генератора под нагрузкой. Реакция якоря . . . 264
§8-5. Векторные диаграммы синхронного генератора .......... 271
§ 8-6. Внешние характеристики синхронного генератора......... 274
§ 8-7. Определение индуктивных сопротивлений синхронной машины . . . 276 •
§ 8-8 Параллельная работа синхронной машины с сетью......... 278
§ 8-9. Электромагнитный момент синхронной машины.......... 284
§8-10. Устойчивость работы синхронной машины............. 286
§8-11. Синхронный двигатель....................... 289
§8-12. Синхронный компенсатор..................... 293
§8-13. Однофазная синхронная машина.................. 294
§8-14. Понятие о переходных процессах в синхронных машинах ...... .296
Г л а в а IX Синхронные микромашины
§9-1. Назначение и классификация синхронных микромашин....... 299
§ 9-2. Синхронные машины с постоянными магнитами........... 299
§9-3. Реактивный двигатель....................... 303
§ 9-4. Гистерезисный двигатель...................... 306
§9-5. Индукторные машины....................... 309
§ 9-6. Шаговые (импульсные) двигатели................. 314
Глава X Машины постоянного тока
§ 10-1. Принцип действия машины постоянного тока........... 322
§ 10-2. Устройство машины постоянного тока............... 324
§ 10-3. Э. д. с. и электромагнитный момент машины постоянного тока . . . . 327
§ 10-4. Обмотки якоря.................-........ 330
§ 10-5. Магнитное поле машины постоянного тока............ 336
429
§ 10-6. Коммутация........................... 342
§ 10-7. Генераторы постоянного тока.................. 348
§ 10-8. Параллельная работа генераторов постоянного тока........ 355
§ 10-9. Двигатели постоянного тока.................... 357
§ 10-10. Пуск в ход и регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока............................. 363
Глава XI Электрические микромашины постоянного тока
§ 11-1. Тахогенераторы постоянного тока................. 373
§ 11-2. Микродвигатели постоянного тока................ . 375
§ 11-3. Исполнительные двигатели постоянного тока........... 381
§ 11-4. Универсальные коллекторные двигатели.............. 389
§ 11-5. Электромашинный усилитель с поперечным полем......... 393
Г л а в а XII
Габаритно-весовые соотношения
и нагрузочная способность электрических машин »
§ 12-1. Габаритные размеры и вес электрической машины......... 400
§ 12-2. Потери мощности в электрических машинах и их коэффициент полезного действия........................... 406
§ 12-3. Нагревание электрических машин................. 412
§ 12-4. Режимы нагрузки электрических машин............. 418
Литература...........................• 426
Цена: 300руб.
