Файл: П редположим, что машина работает в режиме генератора, тогда в обмотке .docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 172
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1воп. Электромеханическое преобразование энергии в машине связано с ЭДС, которые индуктируются в обмотках вследствие изменения их взаимного расположения в пространстве.П редположим, что машина работает в режиме генератора, тогда в обмотке ω2протекает постоянный токi2, который создает постоянный магнитный поток f. Потокосцепление этого потока с обмоткой ротора ω1зависит от угла γ. При γ=0 потокосцепление имеет максимальное положительное значение2воп. В основе принципа действия электрических машин лежит закон электромагнитной индукции. Согласно этому закону, в проводнике, перемещающемся относительно магнитного поля в плоскости, перпендикулярной к направлению магнитных силовых линий, индуктируется электродвижущая сила — э. д. с. (рис. 1), величину которой определяют из формулы: e=vlB3воп. Машины постоянного тока – обратимые. Они могут работать и как генератор и как двигатель. Конструктивно генераторы и двигатели постоянного тока устроены одинаково. 1-коллектор, 2 - щеточный аппарат, 3 – якорь, 4 – главные полюса, 5 – катушка обмотки возбуждения, 6 – станина, 7 и 12 подшипниковые щиты, 8 - вентилятор, 9 – лобовые части обмотки статора, 10 - вал, 11-лапы. Машины постоянного тока состоит из двух основных частей: статора – неподвижной части и подвижной части – ротора. В машинах постоянного тока ротор называется якорем.4воп. Цепи якоря и возбуждения у двигателя с параллельным возбуждением соединены между собой параллельно. Следовательно, ток возбуждения такого двигателя не зависит от тока якоря и от нагрузки двигателя. Пусковой реостат необходим для того, чтобы ограничить ток в якоре при пуске, пока ЭДС якоря равна нулю или мала, так как согласно Iя = (U - Eя)/(rя + rп). Электродвижущая сила Еяпропорциональна потоку Ф; желательно, чтобы при пуске двигателя ЭДС Еявозрастала возможно быстрее.5воп. Уравнение электромеханической характеристики будет иметь такой же вид, что и у двигателя независимого возбуждения: 
Здесь RД - суммарное сопротивление цепи двигателя, состоящее из сопротивления якоря и обмотки возбуждения. Поскольку ток якоря и ток возбуждения один и тот же, то при изменении нагрузки изменяется и магнитный поток возбуждения, следовательно, магнитный поток Ф является функцией тока якоря.
6 воп. Двигатели со смешанным возбуждением имеют две обмотки возбуждения: параллельную ОПВ и последовательную ОПСВ. Эти обмотки могут включаться согласно, и тогда их м. д. с. складываются, и встречно, и тогда их м. д. с. вычитаются. Свойства двигателей со смешанным возбуждением зависят от соотношения м. д. с., создаваемых обеими обмотками. Когда преобладает м. д. с. обмотки параллельного возбуждения, двигатель по своим свойствам приближается к двигателям с параллельным возбуждением. При преобладании м. д. с. обмотки последовательного возбуждения двигатель по своим свойствам приближается к двигателям с последовательным возбуждением. Механическая характеристика двигателей со смешанным возбуждением «мягче», чем у двигателей с параллельным возбуждением, и «жестче», чем у двигателей с последовательным возбуждением.7воп. Рисунок 2.2 — Условное изображение машины постоянного тока независимого возбужденияПри вращении якоря его обмотка пересекает Фост и в ней индуцируется небольшая по величине остаточная ЭДС Еост. Под действием этой ЭДС по обмотке возбуждения потечет ток возбуждения, который создаст небольшой магнитный поток. Если обмотка возбуждения включена правильно, то этот магнитный поток совпадет с остаточным магнитным потоком.8воп. Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору. Элементом обмотки якоря является секция (катушка), присоединенная к двум коллекторным пластинам. Расстояние между пазовыми частями секции должно быть равно или мало отличаться от полюсного деления Здесь — диаметр сердечника якоря, мм. В простой петлевой обмотке якоря каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. При укладке секций на сердечнике якоря начало каждой последующей секции соединяется с концом предыдущей, постепенно перемещаясь при этом по поверхности якоря (и коллектора) так, что за один обход якоря укладывают все секции обмотки. В результате конец последней секции оказывается присоединенным к началу первой секции, т. е. обмотка якоря замыкается.
9 воп. Простую волновую обмотку получают при последовательном соединении секций, находящихся под разными парами полюсов (рис. 25.7). Концы секций простой волновой обмотки присоединены к коллекторным пластинам, удаленным друг от друга на расстояние шага обмотки по коллектору ук =у. За один обход по якорю укладывают столько секций, сколько пар полюсов имеет машина, при этом конец последней по обходу секции присоединяют к пластине, расположенной радом с исходной. Несколько простых волновых обмоток (обычно две), уложенных на одном якоре, образуют сложную волновую обмотку. Число параллельных ветвей в сложной волновой обмотке 2 =2 (обычно 2 = 4), где м — число простых обмоток в сложной (обычно м = 2). Простые обмотки, входящие в сложную, соединяют параллельно посредством щеток. Шаг по коллектору, а следовательно, и результирующий шаг по якорю1 0воп. При прохождении по пазовым проводникам обмотки якоря тока на каждом из проводников появляется электромагнитная сила Совокупность всех электромагнитных сил на якоре, действующих на плечо, равное радиусу сердечника якоря , создает на якоре электромагнитный момент М.Исходя из прямоугольного закона распределения магнитной индукции в зазоре (см. рис. 25.14, а, график 2), следует считать, что сила одновременно действует на число пазовых проводников
Выяснив причины искрения, вы можете выбрать действенный способ устранения неполадки. Например, если плохо соединяются контакты, это может быть признаком их засорения сажей. Необходимо удалить весь нагар, используя растворители. Обычно протирают контакты ваткой, пропитанной спиртом. В качестве растворителя подойдёт обычная водка или одеколон.14воп. Реостат, включенный в цепь возбуждения дает возможность регулировать ток в обмотке возбуждения, а следовательно и основной магнитный поток машины. Свойства ГПТ анализируют с помощью характеристик, которые устанавливают зависимости следующих основных величин: 1)Напряжение на зажимах; 2)Ток возбуждения iB; 3)Ток якоря IA или ток нагрузки I; 4)Скорость вращения n. Обычно генераторы работают при n=const, поэтому характеристики определяются при постоянной частоте вращения.15воп. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением — электрическая машина постоянного тока для преобразования механической энергии в электрическую. У генератора с параллельным возбуждением обмотка присоединена к зажимам якоря параллельно цепи нагрузки. Ток якоря IЯ=I+IВ, где IВ=2...3%In. Для возбуждения необходимо, чтобы магнитный поток, создаваемый током возбуждения, совпадал по направлению с потоком остаточной индукции. Только в этом случае ток в обмотке возбуждения, созданный остаточной эдс Еост, намагничивает машину, магнитный поток генератора наростает и эдс увеличивается16воп. обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря. Внешняя характеристика генератора изображена на рис.125 б. Ток в якоре и обмотке возбуждения, включенных последовательно, один и тот же, благодаря чему с ростом нагрузки растут как эдс, так и напряжение генератора. Однако напряжение будет увеличиваться до известного предела. При больших нагрузках как из-за насыщения магнитной системы машины, так и вследствие реакции якоря рост эдс почти прекращается, в то время как падение напряжения в якоре становится все больше и больше. Поэтому при дальнейшем увеличении нагрузочного тока напряжение снова уменьшается. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением показывает, что с изменением тока нагрузки напряжение машины резко изменяется. Поэтому генераторы этого типа на практике применяются редко.
Здесь RД - суммарное сопротивление цепи двигателя, состоящее из сопротивления якоря и обмотки возбуждения. Поскольку ток якоря и ток возбуждения один и тот же, то при изменении нагрузки изменяется и магнитный поток возбуждения, следовательно, магнитный поток Ф является функцией тока якоря.
6 воп. Двигатели со смешанным возбуждением имеют две обмотки возбуждения: параллельную ОПВ и последовательную ОПСВ. Эти обмотки могут включаться согласно, и тогда их м. д. с. складываются, и встречно, и тогда их м. д. с. вычитаются. Свойства двигателей со смешанным возбуждением зависят от соотношения м. д. с., создаваемых обеими обмотками. Когда преобладает м. д. с. обмотки параллельного возбуждения, двигатель по своим свойствам приближается к двигателям с параллельным возбуждением. При преобладании м. д. с. обмотки последовательного возбуждения двигатель по своим свойствам приближается к двигателям с последовательным возбуждением. Механическая характеристика двигателей со смешанным возбуждением «мягче», чем у двигателей с параллельным возбуждением, и «жестче», чем у двигателей с последовательным возбуждением.7воп. Рисунок 2.2 — Условное изображение машины постоянного тока независимого возбужденияПри вращении якоря его обмотка пересекает Фост и в ней индуцируется небольшая по величине остаточная ЭДС Еост. Под действием этой ЭДС по обмотке возбуждения потечет ток возбуждения, который создаст небольшой магнитный поток. Если обмотка возбуждения включена правильно, то этот магнитный поток совпадет с остаточным магнитным потоком.8воп. Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору. Элементом обмотки якоря является секция (катушка), присоединенная к двум коллекторным пластинам. Расстояние между пазовыми частями секции должно быть равно или мало отличаться от полюсного деления Здесь — диаметр сердечника якоря, мм. В простой петлевой обмотке якоря каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. При укладке секций на сердечнике якоря начало каждой последующей секции соединяется с концом предыдущей, постепенно перемещаясь при этом по поверхности якоря (и коллектора) так, что за один обход якоря укладывают все секции обмотки. В результате конец последней секции оказывается присоединенным к началу первой секции, т. е. обмотка якоря замыкается.
9 воп. Простую волновую обмотку получают при последовательном соединении секций, находящихся под разными парами полюсов (рис. 25.7). Концы секций простой волновой обмотки присоединены к коллекторным пластинам, удаленным друг от друга на расстояние шага обмотки по коллектору ук =у. За один обход по якорю укладывают столько секций, сколько пар полюсов имеет машина, при этом конец последней по обходу секции присоединяют к пластине, расположенной радом с исходной. Несколько простых волновых обмоток (обычно две), уложенных на одном якоре, образуют сложную волновую обмотку. Число параллельных ветвей в сложной волновой обмотке 2 =2 (обычно 2 = 4), где м — число простых обмоток в сложной (обычно м = 2). Простые обмотки, входящие в сложную, соединяют параллельно посредством щеток. Шаг по коллектору, а следовательно, и результирующий шаг по якорю1 0воп. При прохождении по пазовым проводникам обмотки якоря тока на каждом из проводников появляется электромагнитная сила Совокупность всех электромагнитных сил на якоре, действующих на плечо, равное радиусу сердечника якоря , создает на якоре электромагнитный момент М.Исходя из прямоугольного закона распределения магнитной индукции в зазоре (см. рис. 25.14, а, график 2), следует считать, что сила одновременно действует на число пазовых проводников
.Следовательно, электромагнитный момент машины постоянного тока (Н∙м)
Учитывая, что 
, а также что ток параллельной ветви 
, получим Используя выражение основного магнитного потока , а также имея в виду, что 
, получим выражение электромагнитного момента (Н·м):
где 
— ток якоря, А;
— величина, постоянная для данной машины.
11воп. При нагрузке машины обмотка якоря создает собственное магнитное поле. Поля якоря и индуктора, действующие совместно, образуют результирующее поле. Действие поля якоря на поле индуктора называется реакцией якоря. Реакция якоря в машине постоянного тока определяется положением щеток относительно линии геометрической нейтрали.Линия геометрической нейтрали–это линия, проходящая через ось вращения якоря в радиальном направлении посередине между двумя соседними главными полюсами.
12воп. Коммутация в машинах постоянного тока обычно представляет собой процесс реверсирования тока, во время которого некоторые катушки в машине подвергаются короткому замыканию щетками, и ток в таких катушках равен нулю. когда катушки вращаются дальше, катушки удаляются от щеток, и катушки переносят ток. этот процесс изменения тока от нуля до некоторого значения и наоборот называется коммутацией.
13воп. Механические причины искрения: слабое прижатие щеток к коллектору; биение коллектора, его эллиптичность или негладкая поверхность; загрязнение поверхности коллектора; выступание миканитовой изоляции над медными пластинами; неплотное закрепление траверсы, пальцев или щеткодержателей; дребезг контактов; влияние индуктивных цепей при их коммутации.
Выяснив причины искрения, вы можете выбрать действенный способ устранения неполадки. Например, если плохо соединяются контакты, это может быть признаком их засорения сажей. Необходимо удалить весь нагар, используя растворители. Обычно протирают контакты ваткой, пропитанной спиртом. В качестве растворителя подойдёт обычная водка или одеколон.14воп. Реостат, включенный в цепь возбуждения дает возможность регулировать ток в обмотке возбуждения, а следовательно и основной магнитный поток машины. Свойства ГПТ анализируют с помощью характеристик, которые устанавливают зависимости следующих основных величин: 1)Напряжение на зажимах; 2)Ток возбуждения iB; 3)Ток якоря IA или ток нагрузки I; 4)Скорость вращения n. Обычно генераторы работают при n=const, поэтому характеристики определяются при постоянной частоте вращения.15воп. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением — электрическая машина постоянного тока для преобразования механической энергии в электрическую. У генератора с параллельным возбуждением обмотка присоединена к зажимам якоря параллельно цепи нагрузки. Ток якоря IЯ=I+IВ, где IВ=2...3%In. Для возбуждения необходимо, чтобы магнитный поток, создаваемый током возбуждения, совпадал по направлению с потоком остаточной индукции. Только в этом случае ток в обмотке возбуждения, созданный остаточной эдс Еост, намагничивает машину, магнитный поток генератора наростает и эдс увеличивается16воп. обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря. Внешняя характеристика генератора изображена на рис.125 б. Ток в якоре и обмотке возбуждения, включенных последовательно, один и тот же, благодаря чему с ростом нагрузки растут как эдс, так и напряжение генератора. Однако напряжение будет увеличиваться до известного предела. При больших нагрузках как из-за насыщения магнитной системы машины, так и вследствие реакции якоря рост эдс почти прекращается, в то время как падение напряжения в якоре становится все больше и больше. Поэтому при дальнейшем увеличении нагрузочного тока напряжение снова уменьшается. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением показывает, что с изменением тока нагрузки напряжение машины резко изменяется. Поэтому генераторы этого типа на практике применяются редко.