Явнополюсные и неявнополюсные электрические машины

Важной характеристикой электромагнитных устройств, а именно синхронных машин переменного тока, является явнополюсность. Это всецело определяется конструктивными параметрами машины. Отнесение электромагнитных устройств к тому или иному типу существенно влияет на исходные выражения индуктивности, а, следовательно, и на математическую модель.

В синхронных машинах применяют две различные конструкции ротора: неявнополюсную — с неявно выраженными полюсами (рис.8−11,а) и явнополюсную— с явно выраженными полюсами (рис.8−11,б).

Двухи четырехполюсные машины большой мощности, работающие при частоте вращения ротора 1500 и 3000 об/мин, изготовляют, как правило, с неявнополюсным ротором. Применение в них явнополюсного ротора невозможно по условиям обеспечения необходимой механической прочности крепления полюсов и обмотки возбуждения. Обмотку возбуждения в такой машине размещают в пазах сердечника ротора, выполненного из массивной стальной поковки, и укрепляют немагнитными клиньями. Лобовые части обмотки, на которые воздействуют значительные центробежные силы, крепят с помощью стальных массивных бандажей. Для получения приблизительно синусоидального распределения магнитной индукции обмотку возбуждения укладывают в пазы, занимающие 2/3 полюсного деления.

Основными представителями неявнополюсных машин являются турбогенераторы, т. е. синхронные генераторы, предназначенные для непосредственного соединения с работающими на тепловых электростанциях паровыми турбинами.

Явнополюсный ротор обычно используют в машинах с четырьмя полюсами и более. Обмотку возбуждения в этом случае выполняют в виде цилиндрических катушек прямоугольного сечения, которые размещают на сердечниках полюсов и закрепляют с помощью полюсных наконечников. Ротор, сердечники полюсов и полюсные наконечники изготовляют из листовой стали. В явнополюсных машинах полюсным наконечникам обычно придают такой профиль, чтобы воздушный зазор между полюсным наконечником и статором был минимальным под серединой полюса и максимальным у его краев, благодаря чему кривая распределения индукции в воздушном зазоре приближается к синусоиде.

Явнополюсные синхронные машины с горизонтальным валом широко используются в качестве двигателей и генераторов, в частности так называемых дизель-генераторов, соединяемых с дизельными двигателями внутреннего сгорания.