Ротор синхронной машины

Ротор синхронной машины несёт на себе обязанности индуктора, его задача – создание основного магнитного потока машины. Ток обмотки ротора создает основной магнитный поток машин – возбуждает машину, поэтому обмотка ротора является обмоткой возбуждения.

По конструкции различаются явнополюсные и неявнополюсные роторы (рисунок 24.2).

Рисунок 24.2 – Конструкция роторов синхронных машин

а - ротор явнополюсной машины, б - ротор неявнополюсной машины

Ротор тихоходных синхронных машин выполняют, как правило, с явновыраженными полюсами, в то время как ротор быстроходных машин выполняется с неявновыраженными полюсами.

Явнополюсные роторы

В машинах с 2р  ротор имеет явнополюсную конструкцию. Явнополюсной ротор имеют ярко выраженные полюса (рисунок 24.3), полярность полюсов – чередуется, их количество всегда четное и может по количеству может быть 10-120, то есть 5-60 пар полюсов.

Рисунок 24.3 – Явнополюсной ротор синхронной машины	Рисунок 24.4 – Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины

Неявнополюсной  ротор

Неявнополюсной ротор, внешне похож на ротор фазного асинхронного двигателя и представляет собой цилиндрический сердечник с своеобразным расположением пазов (рис. 24.4).

В пазах сердечника неявнополюсного ротора обычно уложена обмотка только  с одной или двумя парами полюсов (большее количество полюсов сформировать если не невозможно, то, по крайней мере, весьма затруднительно).

Обмотки возбуждения

Существует две основных разновидности исполнения обмоток возбуждения: распределенные и сосредоточенные.

Сосредоточенные – именно такие обмотки возбуждения устанавливаются на полюсах явнополюсных роторов (рисунки 24.3, 24.5);

Обмотка возбуждения явнополюсных роторов выполняется сосредоточенной в виде катушек и размещается на сердечниках полюсов. Для закрепления катушек на полюсах используются полюсные наконечники Все катушки соединяются последовательно, образуя полное число витков обмотки возбуждения: w_f = 2р·w_к

Рисунок 24.5 – Явнополюсная конструкция ротора со сосредоточенными обмотками.

Распределённая обмотка возбуждения – распределена по поверхности ротора.Такие обмотки применяются при неявнополюсной конструкции ротора (рисунок 24.4). В каждом пазу располагается только одна сторона катушки. Поэтому такая обмотка является однослойной. Число катушек на полюсном делении равно  Они соединяются последовательно, образуя полное число витков обмотки возбуждения:

,

 где: w_к - число витков в катушке.

Неявнополюсную конструкцию ротора имеют быстроходные синхронные машины с  и . Частота вращения ротора таких машин при  соответственно равна 3000 и 1500 об/мин.. Для получения необходимой механической прочности неявнополюсные роторы выполняются из массивной стальной поковки.

Рисунок 24.6 – Неявнополюсная конструкция ротора со сосредоточенными обмотками.

Преимущество неявнополюсного ротора – равномерный зазор между статором и ротором по всей окружности, что, безусловно, положительно влияет на характеристики машины.