Синхронные машины и машины постоянного тока
Принцип действия синхронной машины. Элементы теории переходных процессов синхронных машин. Устройство простейшей машины постоянного тока и принцип ее действия. Электродвижущая сила обмотки якоря и электромагнитный момент. Двигатели постоянного тока.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | учебное пособие |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.10.2017 |
| Размер файла | 3,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2.1 Петлевые обмотки
Простая петлевая обмотка. На рис.3, а и б представлены секции простой петлевой обмотки. Результирующий шаг простой петлевой обмотки равен
где знаки (+) означают правоходовую (рис.3,а) и (-) левоходовую (рис. 3,б) обмотки.
Рис. 3
Число параллельных ветвей 2a простой петлевой обмотки равно числу полюсов. На рис. 4 приведена развернутая схема простой петлевой обмотки.
Рис. 4
Схема простой петлевой обмотки с 2р=4, Z=ZЭ=S=K=18, у1=4, у2=-3, у=уК=+1
Сложная петлевая обмотка. Сложную петлевую обмотку можно рассматривать как сочетание m простых петлевых обмоток, работающих параллельно с помощью щеток.
Результирующий шаг сложной петлевой обмотки равен
.
Первый и второй частичные шаги обмотки рассчитываются таким же образом, как и для простой петлевой обмотки. Число параллельных ветвей .
2.2 Волновые обмотки
Простая волновая обмотка. На рис. 5,а и б представлены секции простой волновой обмотки. Результирующий шаг простой волновой обмотки равен
,
знаки (-) означают левоходовую (рис. 5,а) и (+) правоходовую (рис. 5,б) обмотки.
Рис. 5
Первый и второй частичные шаги обмотки определяются также, как для простой петлевой обмотки. Число параллельных ветвей простой волновой обмотки 2а = 2. На рис. 6 представлена развернутая схема простой волновой обмотки.
Сложная волновая обмотка. Сложную волновую обмотку можно рассматривать как сочетание m простых волновых обмоток, работающих параллельно с помощью щеток.
Результирующий шаг обмотки равен
.
Число параллельных ветвей .
Рис. 6
Схема простой волновой обмотки с 2р=4, Z=ZЭ=S=K=17, у1=3, у2=5, уК=8
3. Магнитная цепь машины постоянного тока при холостом ходе
При проектировании машины постоянного тока возникает необходимость определения зависимости основного магнитного потока от тока обмотки возбуждения полюсов .
Магнитная цепь машины изображена на рис.7, штриховой линией показана силовая магнитная линия потока .
Магнитную цепь рассчитывают на основе закона полного тока
,
где Н - напряженность магнитного поля, А/м; - элемент длины магнитной линии, м; - полный ток, охватываемый магнитной линией, А.
Рис. 7
Точное вычисление кругового интеграла на практике затруднительно, поэтому магнитную цепь разбивают на участки и заменяют интеграл суммой, полагая, что на протяжении каждого участка напряженность Н постоянна.
Магнитная цепь состоит из следующих участков: воздушный зазор (), зубцы якоря (), спинка якоря(), полюсы (), ярмо ().
МДС обмотки возбуждения на полюс, выраженная через МДС участков магнитной цепи, равна
где - МДС обмотки возбуждения; - число витков и ток обмотки возбуждения; - МДС воздушного зазора; - МДС спинки якоря; - МДС полюса; - МДС ярма; - напряженности магнитного поля на участках, А/м; - средние длины силовых магнитных линий, м.
При расчете магнитной цепи, исходя из заданного значения ЭДС якоря и пропорциональной ей индукции в воздушном зазоре , определяют значения Н на отдельных участках цепи.
Если выполнить расчет для ряда значений основного потока , то можно построить зависимость, которая называется кривой намагничивания или магнитной характеристикой машины. Значения коэффициента насыщения магнитной цепи для машин общепромышленного применения находятся в пределах 1,25 1,35.
4. Магнитное поле машины при нагрузке
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. В синхронной машине реакция якоря зависит от величины и характера нагрузки генератора. В отличие от синхронной машины реакция якоря в машине постоянного тока определяется положением щеток относительно линии геометрической нейтрали.
Под линией геометрической нейтрали понимают линию, проходящую через ось вращения якоря в радиальном направлении посередине между двумя соседними полюсами.
Поперечная реакция якоря. При наличии тока в обмотке возбуждения и отсутствии тока в обмотке якоря () в машине существует только магнитное поле индуктора, картина которого изображена на рис. 8,а. Линия геометрической нейтрали 1-1 в этом случае одновременно является и линией физической нейтрали, так как индукция поля индуктора равна нулю в тех же точках на поверхности якоря, через которые проходит линия геометрической нейтрали.
При наличии тока в обмотке якоря и отсутствии тока в обмотке возбуждения () и установке щеток на линии геометрической нейтрали 1-1, ось поля якоря направлена по поперечной оси индуктора и называется поперечной реакцией якоря (рис. 8,б).
Если по обмоткам возбуждения и якоря протекают токи, то существуют одновременно поле индуктора и поле якоря. Как следует из рис. 8,в, поперечная реакция якоря вызывает ослабление поля под одним краем полюса и его усиление под другим, вследствие чего ось результирующего поля поворачивается в генераторе по направлению вращения якоря, а в двигателе --в обратную сторону.
Под воздействием поперечной реакции якоря линия физической нейтрали поворачивается из положения 1-1 на некоторый угол ? в положение 2-2, которое называется линией физической нейтрали. В генераторе физическая нейтраль повернута в сторону вращения якоря, а в двигателе - в обратную.
Рис. 8
Продольная реакция якоря. Если щетки сдвинуты с линии геометрической нейтрали на 90 эл. град. (рис. 8,г), то ось поля якоря направлена по продольной оси индуктора и называется полем продольной реакции якоря. Это поле в зависимости от направления тока якоря оказывает на поле индуктора намагничивающее или размагничивающее действие.
Общий случай. В случае, если щетки сдвинуты с геометрической
нейтрали на некоторый угол эл. град., в машине существуют как поперечная, так и продольная (намагничивающая или размагничивающая) составляющие реакции якоря.
Влияние реакции якоря на магнитный поток машины. Для оценки влияния реакции якоря необходимо рассмотреть распределения индукции магнитных потоков индуктора и якоря в воздушном зазоре, и на основе их провести анализ результирующего магнитного поля (рис. 9).
Рис.9
Распределение индукции магнитного поля индуктора (1) является симметричным относительно оси полюсов, близким к трапецеидальному. Распределение МДС обмотки якоря (2) имеет наибольшее значение на линии геометрической нейтрали, а по оси полюсов - равна нулю. Однако распределение магнитной индукции поля якоря (3) в зазоре совпадает с распределением МДС якоря лишь в пределах полюсных наконечников. В междуполюсном промежутке магнитная индукция поля якоря резко уменьшается, что объясняется большим магнитным сопротивлением.
Распределение индукции результирующего поля в воздушном зазоре получено путем суммирования распределений (1) и (3) и соответствует ненасыщенному состоянию магнитной цепи (4). Если магнитная цепь машины насыщена, то происходит не только искажение распределения индукции результирующего поля (5), но и уменьшение по величине.
Реакция якоря в машине постоянного тока оказывает отрицательное влияние. За счет искажения магнитного поля возрастает напряжение между соседними коллекторными пластинами, что ухудшает условия коммутации. В случае уменьшения индукции результирующего поля ухудшаются рабочие свойства машины: у генераторов снижается ЭДС, у двигателей уменьшается вращающий момент.
Эффективным средством борьбы с вредным влиянием реакции якоря является применение компенсационной обмотки. Компенсационная обмотка укладывается в пазы полюсных наконечников и включается последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы ее МДС была противоположна по направлению МДС обмотки якоря . Компенсационная обмотка равномерно распределяется по поверхности полюсных наконечников главных полюсов.
При наличии компенсационной обмотки магнитное поле машины при переходе из режима холостого хода к нагрузке остается практически неизменным.
Однако компенсационная обмотка удорожает машину и усложняет ее конструкцию, поэтому применяется в машинах большой мощности, работающих с резкими колебаниями нагрузки.
5. Коммутация
Процесс изменения тока в секции при переключении ее из одной параллельной ветви в другую называется коммутацией и может сопровождаться искрением на коллекторе. Причины, вызывающие искрение, подразделяются на механические, потенциальные и коммутационные (электромагнитные).
К механическим причинам относятся: слабое давление щеток на коллектор, выступание изоляции над коллекторными пластинами, загрязнение коллектора, перекос щеток и т.д.
Потенциальные причины появляются при возникновении напряжения между соседними коллекторными пластинами, превышающего допустимые пределы (например, для машин средней мощности 30 - 35 В). Превышение указанных пределов может вызвать в машине возникновение “кругового огня” - явления опасного для машины.
Коммутационные причины искрения вызываются физическими процессами, происходящими в машине при переходе секции из одной параллельной ветви в другую.
Качество коммутации, согласно ГОСТ, оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки. Установлено пять степеней искрения . Степени искрения допускаются при любых режимах работы.
В готовой машине настраивается так называемая темная коммутация
(степень искрения 1), обеспечивающая отсутствие искрения на коллекторе. В процессе эксплуатации машины, по мере износа щеток, коллектора, возможно появление искрения, которое может быть значительным, опасным для машины (степень искрения 2,3). Значительное искрение ведет к подгоранию щеток и к появлению почернения на коллекторе, что способствует дальнейшему усилению искрения.
Физическая сущность коммутации
Секция, в которой происходит коммутация, называется коммутирующей секцией, а время, в течение которого происходит процесс коммутации, называется периодом коммутации. На рис. 10,а,б,в показаны последовательные моменты коммутации секции К. Ширина щетки принята равной коллекторному делению.
Рис. 10
Будем полагать, что в коммутирующей секции в течении всего периода коммутации не индуктируются электродвижущие силы. За период коммутации ток в секции изменяется от до и представляет собой прямую линию ( 1, рис.11). Такую коммутацию называют прямолинейной или идеальной. Прямолинейная коммутация является наиболее желательным видом коммутации, так как не вызывает искрения.
Рис. 11
В реальных условиях процесс коммутации протекает значительно сложнее. При быстром изменении тока в коммутируемой секции возникает ЭДС самоиндукции
,
где - индуктивность секции.
Так как в одном реальном пазу могут быть несколько элементарных, то в коммутируемой секции возникают ЭДС взаимоиндукции
,
где - взаимная индуктивность одновременно коммутирующих секций.
Обе ЭДС создают в коммутирующей секции реактивную ЭДС
.
Кроме того, в коммутирующей секции наводится ЭДС от поля поперечной реакции якоря, которая направлена согласно с реактивной ЭДС .
В машинах с добавочными полюсами их магнитный поток индуктирует ЭДС в коммутирующей секции .
Таким образом, в коммутирующей секции наводятся ЭДС
.
Рассмотрим три основных случая коммутации (рис.11):
1. , наблюдается прямолинейная коммутация (1);
2. , наблюдается замедленная коммутация (2);.
3. , наблюдается ускоренная коммутация (3).
В случае замедленной или ускоренной коммутации в коммутирующей секции появляется добавочный ток
,
где - сумма электрических сопротивлений добавочному току коммутации.
Способы улучшения коммутации
На основе анализа формулы для определения добавочного тока возможны следующие пути улучшения коммутации:
1. Применение добавочных полюсов для создания коммутирующей ЭДС ;
2. Уменьшение реактивной ЭДС ;
3. Подбор марки щеток.
В случае отсутствия добавочных полюсов величина реактивной ЭДС может быть уменьшена за счет уменьшения индуктивности секции , уменьшением числа витков секции (). Улучшить коммутацию можно путем подбора марки щеток. Целесообразнее применять щетки угольно-графитные, графитные и электрографитированные, так как они обеспечивают наибольшую величину переходного сопротивления.
6. Электродвижущая сила обмотки якоря и электромагнитный момент
6.1 ЭДС якоря
Среднее значение ЭДС, индуктируемой в одном проводнике обмотки якоря, равно
,
где - среднее значение индукции в воздушном зазоре; l - длина сердечника якоря; - линейная скорость вращения якоря; n - частота вращения якоря; D - диаметр якоря.
Длину окружности якоря выразим через полюсное деление ?
, тогда .
Значение ЭДС обмотки якоря равно
,
где N - число эффективных проводников обмотки якоря; 2а - число параллельных ветвей.
Подставив в выражение для , получим
, или , где .
6.2 Электромагнитный момент
Электромагнитная сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, равна
,
где - ток, протекающий по проводнику.
Электромагнитный момент машины равен
.
Так как , , получим , где .
7. Генераторы постоянного тока
7.1 Общие сведения о генераторах постоянного тока
Классификация генераторов постоянного тока. Генераторы постоянного тока могут быть независимого возбуждения и с самовозбуждением (рис.12).
Генераторы независимого возбуждения делятся на генераторы с электромагнитным возбуждением (рис. 12,а), в которых обмотка возбуждения подключена к постороннему источнику постоянного тока, и на магнитоэлектрические генераторы с возбуждением от постоянных магнитов.
Генераторы с самовозбуждением в зависимости от способа включения обмоток возбуждения подразделяются на генераторы параллельного возбуждения (рис.12,б), генераторы последовательного возбуждения (рис.12,в), генераторы смешанного возбуждения (рис.12,г). Генераторы смешанного возбуждения имеют две обмотки возбуждения, расположенные на главных полюсах: параллельную и последовательную.
Рис. 12
Энергетическая диаграмма генератора независимого возбуждения представлена на рис.13. Подводимая механическая мощность к валу генератора P1 без потерь механических , магнитных и добавочных преобразуется в электромагнитную мощность , которая частично тратится на электрические потери в цепи якоря , а остальная часть представляет собой полезную мощность - потери в ОВ.
На основании изложенного следует
Рис. 13
Уравнение вращающих моментов. Если обе части выше записанного уравнения разделить на угловую частоту вращения якоря , то получим
,
где - вращающий момент на валу генератора; - электромагнитный момент, развиваемый якорем; - момент холостого хода.
В неустановившемся режиме, когда частота вращения n изменяется, возникает динамический момент вращения
,
где J - момент инерции вращающейся части.
В общем случае, когда ,
,
где - статический момент.
Уравнение ЭДС и напряжений генератора. Напряжение на клеммах обмотки якоря генератора равно
,
где - ЭДС обмотки якоря; - полное сопротивление цепи якоря; - сопротивление обмотки якоря; - сопротивление щеточного контакта.
Принцип самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения. Принцип самовозбуждения основан на том, что магнитная система машины, будучи намагничена, сохраняет небольшой остаточный поток (порядка 2 3 % от номинального потока возбуждения).
При вращении якоря поток индуктирует в якорной обмотке остаточную ЭДС . Так как обмотка возбуждения подключена к цепи якоря по ней начинает протекать ток iв, который создает . Если потоки и действуют согласно, то возрастает ЭДС обмотки якоря, что будет увеличивать ток возбуждения. И это будет происходить до тех пор, пока напряжение генератора не будет уравновешано падением напряжения цепи возбуждения, т.е. .
На рис. 14 совмещены характеристика холостого хода генератора (1) и зависимость падения напряжения обмотки возбуждения (2). Угол наклона прямой (2) пропорционален сопротивлению цепи возбуждения.
Рис. 14
Точка пересечения А соответствует окончанию процесса самовозбуждениия. Однако при некотором сопротивлении цепи возбуждения зависимость становится касательной к прямолинейной части характеристики холостого хода (3, угол ). В этих условиях генератор не самовозбуждается. Сопротивление цепи возбуждения, при котором прекращается самовозбуждение генератора, называется критическим ().
Самовозбуждение генератора возможно лишь при частоте вращения, превышающей некоторое значение, называемое критическим . Характеристика холостого хода (4) соответствует критической частоте вращения генератора.
Таким образом, самовозбуждение генератора постоянного тока возможно при соблюдении следующих условий: 1. Наличие остаточного магнитного потока ; 2. Поток обмотки возбуждения должен совпадать по направлению с остаточным магнитным потоком ; 3. Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического; Частота вращения якоря должна быть достаточной, больше критической.
7.2 Характеристики генераторов постоянного тока
Рабочие свойства генераторов постоянного тока анализируются с помощью характеристик холостого хода, короткого замыкания, внешней, регулировочной, нагрузочной. Эти характеристики снимаются почти при тех же условиях и имеют тот же характер, как для синхронного генератора.
Рис. 15
Характеристика холостого хода
Для генератора постоянного тока с независимым возбуждением характеристика холостого хода представлена на рис.15,а.
Характеристика имеет вид неширокой гистерезисной петли. Средняя штриховая линия представляет собой расчетную характеристику, по которой можно определить коэффициент насыщения магнитной цепи.
Для генератора параллельного возбуждения характеристика холостого хода имеет такой же характер, как у генератора независимого возбуждения, но может быть получена только для одного квадранта осей координат.
Внешняя характеристика
Внешняя характеристика для генератора независимого возбуждения (1) представлена на рис 15,б. Падающий характер внешней характеристики обусловлен размагничивающим влиянием реакции якоря и падением напряжения в цепи обмотки якоря.
Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения менее жесткая (2), чем у генератора независимого возбуждения. Это объясняется тем, что помимо вышеназванных причин, присущих генератору независимого возбуждения, добавляется третья - уменьшение тока возбуждения, вызванное снижением напряжения на клеммах обмотки возбуждения.
Внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения зависит от совместного действия последовательной и параллельной обмоток возбуждения. При согласном включении обмоток внешняя характеристика (3) проходит выше характеристики (1) (последовательная обмотка оказывает намагничивающее действие). При встречном включении обмоток внешняя характеристика (4) проходит ниже характеристики (2) (последовательная обмотка оказывет размагничивающее действие).
Регулировочная характеристика
Регулировочная характеристика для генератора независимого возбуждения (1) представлена на рис.15,в. Для компенсации падения напряжения в обмотке якоря и размагничивающего влияния реакции якоря ток возбуждения необходимо увеличивать.
Регулировочная характеристика генератора параллельного возбуждения остается такой же как и у генератора независимого возбуждения (2).
Регулировочные характеристики генератора смешанного возбуждения зависят от способа включения последовательной и параллельной обмоток. В случае согласного включения характеристика (3) проходит ниже (1,2), а встречного (4) - выше (1,2).
Нагрузочная характеристика
Нагрузочная характеристика генератора независимого возбуждения (2) представлена на рис.15,г и располагается ниже характеристики холостого хода (1). Это объясняется тем, что необходимо увеличение тока возбуждения для компенсации размагничивающего действия реакции якоря и падения напряжения в цепи обмотки якоря.
Нагрузочная характеристика генератора параллельного возбуждения (3) такая же как и у генератора независимого возбуждения. Нагрузочная характеристика генератора смешанного возбуждения зависит от способа включения последовательной и параллельной обмоток. В случае согласного включения обмоток характеристика (4) располагается выше характеристик (2,3), а встречного (5) - ниже.
Характеристика короткого замыкания
Напряжение на клеммах обмотки якоря генератора равно
.
В случае короткого замыкания , а . Так как мало, то необходимо уменьшить ЭДС , иначе ток будет очень большим. Уменьшить можно за счет тока обмотки возбуждения. Характеристика будет линейной, так как магнитная цепь ненасыщена (рис.15,д).
Характеристики короткого замыкания для других генераторов могут быть получены лишь при питании обмотки возбуждения от постороннего источника.
7.3 Параллельная работа генераторов постоянного тока
Параллельная работа генераторов обусловлена необходимостью бесперебойного питания потребителей, недостаточной мощностью одного генератора и т.д.
Условия включения на параллельную работу:
1. ЭДС подключаемого генератора E должна быть равна напряжению сети ;
2. Полярность клемм подключаемого генератора должна соответствовать полярности клемм сети.
Рис. 16
На рис.16,а показана схема включения на параллельную работу генератора параллельного возбуждения. Предположим, генератор создает на клеммах сети напряжение . Для того, чтобы подключить параллельно к сети генератор , поступают следующим образом: якорь генератора разгоняют до номинальной частоты вращения и, замкнув рубильник 1, постепенно возбуждают генератор до ЭДС . Если полярность клемм генератора соответствует полярности клемм сети, то при показание вольтметра становится равным нулю. В этом случае можно замкнуть рубильник 2 и генератор окажется включенным параллельно генератору .
Ток можно определить по выражению
,
где - полное сопротивление цепи якоря генератора .
Чтобы нагрузить генератор необходимо повысить его ЭДС за счет увеличения тока возбуждения. Для того, чтобы при этом напряжение сети сталось неизменным, следует одновременно снизить ток возбуждения генератора .
При изменении нагрузки токи и распределяются между генераторами в соответствии с их внешними характеристиками (рис.16,б).
8. Двигатели постоянного тока
Электрические машины обладают свойством обратимости, т.е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.
По способу возбуждения двигатели постоянного тока подразделяются аналогично генераторам на двигатели независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.
Энергетическая диаграмма двигателя параллельного возбуждения изображена на рис.17. Первичная мощность является электрической мощностью и потребляется из сети. За счет этой мощности покрываются потери на возбуждение и электрические потери в цепи якоря , а остальная часть является электромагнитной мощностью , которая преобразуется в механическую. Потери магнитные , добавочные и механические покрываются за счет механической мощности.
Рис. 17
Уравнение вращающих моментов. Электромагнитный момент двигателя равен
,
где - электромагнитный момент; - момент холостого хода; - момент нагрузки на валу; - динамический момент; J - момент инерции вращающейся части.
При установившемся режиме работы
.
Уравнения напряжения и тока. Напряжение обмотки якоря , ток обмотки якоря , где - ЭДС обмотки якоря.
Частота вращения и механические характеристики. Уравнение для частоты вращения якоря
.
Используя из уравнения для электромагнитного момента, получим выражение для механической характеристики
.
8.1 Пуск двигателей постоянного тока
Возможны три способа пуска двигателя:
1. Прямой пуск;
2. Пуск при пониженном напряжении;
3. Пуск с помощью пускового реостата, включаемого последовательно с обмоткой якоря.
При ЭДС , поэтому ток в обмотке якоря .
Прямой пуск применяется только для двигателей малой мощности, у которых относительно велико и поэтому при пуске . У более мощных двигателей ограничение пускового тока достигается уменьшением напряжения в цепи якоря, однако это возможно только при использовании отдельного источника с регулируемым напряжением. При включении в цепь обмотки якоря пускового реостата ток якоря так же уменьшается и равен
.
При , где - сопротивление пускового реостата. Значение подбирается таким образом, чтобы ток обмотки якоря в начальный момент пуска был .
Рассмотрим более подробно пуск двигателя параллельного возбуждения с помощью пускового реостата (рис.18,а).
Рис. 18
Перед пуском подвижной контакт П пускового реостата занимает положение О и цепи двигателя разомкнуты. В момент пуска подвижной контакт П (с помощью рукоятки) переводится в положение 1. Цепи обмоток якоря и возбуждения подключаются к сети через неподвижную дугу Д, по которой скользит контакт П. В результате возникают токи и момент М. Якорь начинает вращение с возрастающей частотой n (рис.18,б). При увеличении n, начинает возрастать ЭДС , а ток , момент М начинают уменьшаться.
Когда ток достигнет значения , контакт П переводится в положение 2. Вследствие уменьшения сопротивления ток из-за малой индуктивности цепи якоря почти мгновенно возрастает, момент М также увеличится, n будет расти, и в результате увеличивается , а значения и М будут снова уменьшаться. При переходе подвижного контакта П в положения 3,4,5 все происходит как описано выше, после чего двигатель работает в установившемся режиме.
Число ступеней пускового реостата и значение их сопротивлений рассчитываются из условий получения минимальных и максимальных значений токов якоря одинаковыми на всех ступенях.
8.2 Регулирование частоты вращения и устойчивость работы двигателя
Возможны три способа регулирования частоты вращения:
1. Изменением потока возбуждения .
2. Включением последовательно в цепь якоря дополнительного реостата .
3. Регулированием напряжения обмотки якоря.
Первый способ позволяет регулировать частоту вращения вверх от номинальной. Так как регулирование осуществляется по маломощной цепи возбуждения, такой способ является наиболее экономичным.
Второй способ дает возможность регулировать частоту вращения вниз от номинальной и связан со значительными потерями энергии в сопротивлении . Этот способ имеет низкие энергетические показатели.
Третий способ даст возможность регулировать частоту вращения вниз от номинальной, так как работа двигателя при недопустима. Несмотря на хорошие регулировочные свойства, этот способ требует отдельного источника питания.
Условия устойчивости работы двигателя. Под устойчивостью работы двигателя понимается его способность вернуться к исходному, установившемуся, режиму работы при малых возмущениях, когда действие этих возмущений прекратится.
Устойчивость работы двигателя зависит от вида его механической характеристики и от вида зависимости момента сопротивления на валу . Вид последней зависимости определяется свойствами механизма, приводимого в движение двигателем.
На рис.19,а и б изображены два характерных случая работы двигателя. Установившемуся режиму работы с частотой вращения соответствует точка А пересечения указанных двух характеристик.
Как следует из рис.19,а работа двигателя устойчива, если
.
Работа двигателя будет неустойчивой (рис.19,б), если
.
Рис. 19
8.3 Рабочие характеристики двигателей постоянного тока
Эксплутационные свойства двигателей определяются его рабочими характеристиками, наибольший интерес из которых представляют зависимости частоты вращения n и вращающего момента М от полезной мощности на валу двигателя, т.е. .
Рассмотрим для различных двигателей. Частота вращения якоря равна
.
На рис.20,а представлена зависимость для двигателя параллельного возбуждения (1). Падающий характер обусловлен преобладанием падения напряжения в цепи обмотки якоря над размагничивающим действием реакции якоря, иначе зависимость будет иметь возрастающий характер (2), что недопустимо с точки зрения устойчивой работы двигателя. Поэтому для обеспечения падающего характера применяют легкую последовательную обмотку, называемую стабилизирующей. Эта обмотка включается таким образом, чтобы компенсировать размагничивающее действие реакции якоря.
Рис. 20
Для двигателя последовательного возбуждения магнитный поток зависит от тока нагрузки, так как . С учетом этого частота вращения якоря будет равна
,
где , k - коэффициент пропорциональности. Анализ зависимости для двигателя последовательного возбуждения (3) показывает, что при малых нагрузках (менее 20 % от номинальной) резко увеличивается частота вращения n и может достигнуть опасных значений. Поэтому работа двигателей в режиме холостого хода недопустима.
Для двигателя смешанного возбуждения зависимость определяется соотношением МДС параллельной и последовательной обмоток. При сильной параллельной обмотке возбуждения зависимость (4) будет ближе к характеристике (1), при сильной последовательной обмотке возбуждения - ближе к характеристике (3). В общем случае зависимость (4) располагается между характеристиками (1) и (3).
Анализ зависимости для различных двигателей. Для этого используем выражение для момента .
На рис.20,б представлена зависимость для двигателя параллельного возбуждения (1). При была бы линейной. Однако с увеличением нагрузки частота вращения двигателя снижается, и поэтому зависимость - нелинейная, где - момент холостого хода. Для двигателя последовательного возбуждения значение электромагнитного момента можно определить по формуле
,
.
На рис.20,б приведена зависимость для двигателя последовательного возбуждения (2). При больших нагрузках двигателя наступает насыщение магнитной системы, магнитный поток практически не меняется и характеристика становится линейной.
Для двигателя смешанного возбуждения (3) зависимость будет располагаться между (1) и (2).
8.4 Торможение двигателей постоянного тока
При необходимости быстрой остановки или уменьшения частоты вращения осуществляют торможения двигателя. Торможение с использованием электромагнитного момента электрической машины называется электрическим торможением.
Различают три вида торможения: рекуперативное, динамическое и противовключением.
Рекуперативное торможение является наиболее экономичным, так как оно основано на переводе двигателя в генераторный режим с отдачей энергии в сеть.
Если при работе двигателя в режиме холостого хода к его валу приложить момент, направленный в сторону вращения якоря, то частота вращения, а следовательно и ЭДС начнут возрастать.
Когда ЭДС достигнет напряжения U , машина не будет потреблять из сети ток. При дальнейшем увеличении внешнего момента ЭДС станет больше напряжения U, а в цепи якоря появится ток, но другого направления. При этом машина перейдет в генераторный режим. Электромагнитный момент машины также меняет свое направление и становится тормозящим по отношению к внешнему моменту, действующему на вал машины. Величина тормозного момента регулируется током возбуждения.
Динамическое торможение основано на том, что обмотка якоря двигателя отключается от сети и замыкается на нагрузочное сопротивление. При этом механическая энергия вращающейся части преобразуется в электрическую энергию, которая расходуется на нагрев нагрузочного сопротивления. Ток якоря в этом режиме меняет свое направление, а создаваемый им электромагнитный момент оказывает тормозящее действие.
Торможение противовключением применяется при необходимости интенсивного торможения. Сущность его состоит в том, что путем изменения тока в обмотке возбуждения (либо в обмотке якоря) меняют направление электромагнитного момента двигателя, который становится тормозящим.
Лабораторные работы и контрольные вопросы по разделу «Машины постоянного тока»
1. Исследования генератора постоянного тока независимого возбуждения
Проводятся экспериментальные исследования для получения и анализа следующих характеристик: холостого хода, нагрузочной, внешней, регулировочной, короткого замыкания.
Контрольные вопросы при защите лабораторной работы
1.1. Основные элементы конструкции генератора постоянного тока (ГПТ) и их назначение.
1.2. Назначение, принцип действия ГПТ.
1.3. Изобразите электрическую схему для проведения опыта холостого хода и дайте необходимые пояснения.
1.4. Поясните порядок проведения опыта холостого хода.
1.5. Изобразите и объясните характеристику холостого хода ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
1.6. Поясните, как определяется коэффициент насыщения магнитной цепи по расчетной характеристике холостого хода.
1.7. Изобразите электрическую схему для получения нагрузочной характеристики ГПТ и дайте необходимые пояснения.
1.8. Поясните, как получают нагрузочную характеристику ГПТ.
1.9. Изобразите и объясните нагрузочную характеристику ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
1.10. Изобразите в одних осях координат и объясните взаимное расположение характеристик холостого хода и нагрузочной ГПТ.
1.11. Изобразите электрическую схему для получения внешней характеристики ГПТ и дайте необходимые пояснения.
1.12. Поясните, как получают внешнюю характеристику ГПТ.
1.13. Изобразите и объясните внешнюю характеристику ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
1.14. Изобразите в одних осях координат и объясните внешние характеристики ГПТ при возрастании и сбросе нагрузки, запишите условия, при которых они получены.
1.15. Запишите формулу для расчета процентного изменения напряжения при возрастании нагрузки и дайте необходимые пояснения.
1.16. Запишите формулу для расчета процентного изменения напряжения при сбросе нагрузки и дайте необходимые пояснения.
1.17. Изобразите электрическую схему для получения регулировочной характеристики ГПТ и дайте необходимые пояснения.
1.18. Поясните, как получают регулировочную характеристику ГПТ.
1.19. Изобразите и объясните регулировочную характеристику ГПТ. Запишите условия, при которых она получена.
1.20. Запишите формулу для расчета процентного изменения тока возбуждения по регулировочной характеристике и дайте необходимые пояснения.
1.21. Изобразите электрическую схему для проведения опыта короткого замыкания и дайте необходимые пояснения.
1.22. Поясните, как получают характеристику короткого замыкания ГПТ.
1.23. Изобразите и объясните характеристику короткого замыкания ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
2. Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения
Проводятся экспериментальные исследования для получения и анализа следующих характеристик: холостого хода, нагрузочной, внешней, регулировочной.
Контрольные вопросы при защите лабораторной работы
2.1. Основные элементы конструкции генератора постоянного тока (ГПТ) и их назначение.
2.2. Назначение, принцип действия ГПТ.
2.3. Что понимают под самовозбуждением ГПТ?
2.4. Перечислите условия самовозбуждения ГПТ параллельного возбуждения.
2.5. Что необходимо сделать для обеспечения наличия остаточного магнитного потока в магнитной системе генератора?
2.6. Что необходимо сделать для того, чтобы магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, направить согласно с остаточным магнитным потоком.
2.7. Что необходимо сделать для того, чтобы сопротивление цепи обмотки возбуждения стало меньше критического.
2.8. Изобразите в одних осях координат характеристику холостого хода и вольтамперную характеристику цепи возбуждения для двух значений ее сопротивлений: критического и меньше критического.
2.9. Изобразите электрическую схему для проведения опыта холостого хода ГПТ и дайте необходимые пояснения.
2.10. Поясните порядок проведения опыта холостого хода.
2.11. Изобразите и поясните характеристику холостого хода ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
2.12. Поясните, как определяется коэффициент насыщения магнитной цепи расчетной характеристики холостого хода.
2.13. Изобразите электрическую схему для получения нагрузочной характеристики ГПТ и дайте необходимые пояснения.
2.14. Поясните, как получают нагрузочную характеристику ГПТ.
2.15. Изобразите и объясните нагрузочную характеристику ГПТ, запишите условия, при которых она получена?
2.16. Изобразите в одних осях и объясните взаимное расположение характеристик холостого хода ГПТ и нагрузочной.
2.17. Изобразите электрическую схему для получения внешней характеристики ГПТ и дайте необходимые пояснения.
2.18. Поясните, как получают внешнюю характеристику ГПТ?
2.19. Изобразите и поясните внешнюю характеристику ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
2.20. Запишите формулу для расчета процентного изменения напряжения при возрастании нагрузки и дайте необходимые пояснения.
2.21. Запишите формулу для расчета процентного изменения напряжения при сбросе нагрузки и дайте необходимые пояснения.
2.22. Изобразите электрическую схему для получения регулировочной характеристики ГПТ и дайте необходимые пояснения.
2.23. Поясните, как получают регулировочную характеристику ГПТ.
2.24. Изобразите и объясните регулировочную характеристику ГПТ, запишите условия, при которых она получена.
2.25. Почему нельзя получить характеристику короткого замыкания у генератора параллельного возбуждения?
3. Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
Проводятся экспериментальные исследования для получения и анализа рабочих, механических, скоростных, регулировочных характеристик.
Контрольные вопросы при защите лабораторной работы
3.1. Основные элементы конструкции двигателя постоянного тока (ДПТ) и их назначение.
3.2. Назначение, принцип действия ДПТ.
3.3. Изобразите электрическую схему для исследования ДПТ параллельного возбуждения и дайте необходимые пояснения.
3.4. Какие требования необходимо выполнить при пуске ДПТ параллельного возбуждения?
3.5. Поясните, как осуществляется пуск ДПТ параллельного возбуждения.
3.6. С какой целью при пуске ДПТ сопротивление в цепи возбуждения делают минимальным?
3.7. Перечислите, какие характеристики ДПТ называются рабочими и при соблюдении каких условий они получаются.
3.8. Как рассчитывается величина подведенной мощности Р1 по результатам проводимых исследований?
3.9. Изобразите и поясните зависимость P1=f(P2), запишите условия, при которых она получена.
3.10. Как определяется полезный момент двигателя из опытных данных?
3.11. Изобразите и объясните зависимость М2=f(P2), запишите условия, при которых она получена.
3.12. Изобразить и объяснить зависимость Iа=f(P2), запишите условия, при которых она получена.
3.13. Почему при холостом ходе ДПТ ток якоря не равен нулю?
3.14. Изобразите и объясните зависимость n=f(Р2), запишите условия, при которых она получена.
3.15. Как определяется коэффициент полезного действия двигателя из опытных данных?
3.16. Изобразите и объясните зависимость =f(Р2), запишите условия, при которых она получена.
3.17. Изобразите в одних осях координат и поясните естественную и искусственную механические характеристики, запишите условия, при которых они получена.
3.18. Изобразите и объясните скоростную характеристику ДПТ, запишите условия, при которых она получена.
3.19. Изобразите в одних осях координат и поясните скоростные характеристики при трех различных значениях тока возбуждения.
3.20. Изобразите и объясните зависимость n=f(IВ), при неизменных величинах напряжения питания и полезного момента на валу ДПТ.
3.21. Изобразите и объясните зависимость IB=f(Iа) при неизменных величинах напряжения питания и частоты вращения ДПТ параллельного возбуждения.
3.22. Какие способы регулирования частоты вращения применяются в двигателях параллельного возбуждения?
3.23. Как осуществить реверс ДПТ?
4. Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения
Проводятся экспериментальные исследования для получения и анализа рабочих, механических, скоростных, регулировочных характеристик.
Контрольные вопросы при защите лабораторной работы
4.1. Основные элементы конструкции двигателя постоянного тока (ДПТ) последовательного возбуждения и их назначение.
4.2. Назначение, принцип действия ДПТ.
4.3. Изобразите электрическую схему для исследования ДПТ последовательного возбуждения и дайте необходимые пояснения.
4.4. Какие требования предъявляются к пуску ДПТ последовательного возбуждения?
4.5. Поясните, как осуществляется пуск ДПТ последовательного возбуждения.
4.6. Перечислите, какие характеристики ДПТ называются рабочими и при соблюдении каких условий они получаются.
4.7. Как определяется полезный момент ДПТ последовательного возбуждения из опытных данных?
4.8. Изобразите и объясните зависимость М2=f(Ia), запишите условия, при которых она получена.
4.9. Изобразите и объясните зависимость n=f(Iа), запишите условия, при которых она получена.
4.10. Как определяется подведенная мощность из опытных данных?
4.11. Как определяется КПД и полезная мощность ДПТ последовательного возбуждения из опытных данных?
4.12. Изобразите и объясните зависимость Р2=f(Iа) и запишите условия, при которых она получена.
4.13. Изобразите и объясните зависимость =f(Iа), запишите условия, при которых она получена.
4.14. Изобразите и объясните естественную механическую характеристику. Запишите условия, при которых она получена.
4.15. Изобразите в одних осях координат и поясните естественную и искусственную механические характеристики, запишите условия, при которых они получены.
4.16. Изобразите и объясните естественную скоростную характеристику ДПТ последовательного возбуждения, запишите условия, при которых она получена.
4.17. Изобразите и объясните зависимость U=f(Iа), при неизменной частоте вращения ДПТ последовательного возбуждения.
4.18. Каким образом регулируют ток возбуждения в двигателе последовательного возбуждения?
4.19. Какие способы регулирования частоты вращения применяются в двигателях последовательного возбуждения?
4.20. Как осуществить реверс ДПТ последовательного возбуждения?
Приложение
Вопросы для самопроверки остаточных знаний
Раздел "Трансформаторы"
Вариант Т-1
1. Какие существуют способы соединения обмоток трехфазных трансформаторов?
2. Чем определяется группа соединений обмоток трансформатора?
3. Что понимают под режимом холостого хода?
4. Какие потери в трансформаторе называют постоянными?
5. Какой трансформатор называют трехобмоточным?
Вариант Т-2
1. Какой трехфазный трансформатор называется групповым?
2. При каком соединении первичной и вторичной обмоток трансформатор имеет нечетную группу соединений?
3. Что понимают под напряжением короткого замыкания?
4. За счет чего осуществляют регулирование вторичного напряжения трансформатора?
5. При какой нагрузке трансформатора возникают токи напряжений обратной и нулевой последовательностей?
Вариант Т-3
1. Какой трансформатор называют приведенным?
2. Почему в мощных силовых трансформаторах поперечное сечение стержня выполняют ступенчатой формы?
3. Какие параметры схемы замещения получают из опыта холостого хода?
4. При каких условиях наблюдается максимальное значение КПД трансформатора?
5. В каком случае протекают токи нулевой последовательности по обмотке трансформатора соединенной звездой?
Вариант Т-4
1. Какие существуют способы соединения стержня и ярма трансформатора?
2. Что понимают под коэффициентом трансформации трансформатора?
3. Запишите уравнение намагничивающих сил трансформатора.
4. Какие параметры схемы замещения характеризуют опыт короткого замыкания трансформатора?
5. Чем отличаются режим внезапного (эксплуатационного) короткого замыкания от испытательного?
Вариант Т-5
1. Какую роль в трансформаторе играет трансформаторное масло?
2. Почему коэффициент мощности трансформатора в режиме КЗ остается неизменным при изменении подводимого напряжения?
3. Перечислите условия включения однофазных трансформаторов на параллельную работу.
4. В каком трехфазном трансформаторе потоки нулевой последовательности замыкаются по основному магнитному пути?
5. В чем состоит отличие автотрансформатора от трансформатора?
Раздел "Асинхронные машины"
Вариант А-1
1. По каким внешним признакам можно определить асинхронный двигатель с фазным ротором?
2. Какая трехфазная обмотка называется укороченной?
3. Чему равно скольжение двигателя при пуске?
4. При каких условиях однофазный асинхронный двигатель имеет пусковой момент?
5.Почему индукционный регулятор называют поворотным автотрансформатором?
Вариант А-2
1. С какой цель поверхность станины асинхронного двигателя может выполняться оребренной?
Чему равен коэффициент распределения трехфазной обмотки, у которой число пазов на полюс и фазу равен единице?
В каком режиме работает асинхронная машина, если ее скольжение имеет отрицательное значение?
Почему КПД двигателя всегда меньше 1?
Какие потери в асинхронном двигателе называют переменными?
Вариант А-3
1. Почему магнитопровод статора двигателя выполняют из листовой электротехнической стали?
2. Можно ли однослойную обмотку выполнить с дробным q (числом пазов на полюс и фазу).
3. С какой целью в цепь обмотки фазного ротора вводят добавочное активное сопротивление?
Когда КПД двигателя становится максимальным?
При каком скольжении будет максимальный момент двигателя?
Вариант А-4
1. Что представляет собой обмотка ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором?
Какое магнитное поле создается при питании одной фазы переменным током?
Назовите способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором?
Какие потери в асинхронном двигателе называют постоянными?
Что понимают под режимом холостого хода двигателя?
Вариант А-5
Что представляет собой обмотка ротора асинхронного двигателя с фазным ротором?
При каких условиях т-фазная обмотка создает вращающееся магнитное поле?
Перечислите способы пуска асинхронных двигателей.
Что понимают под режимом короткого замыкания двигателя?
Чему равна частота тока в роторной обмотке, когда ротор заторможен?
Раздел "Синхронные машины"
Вариант С-1
Какая синхронная машина называется явнополюсной?
От чего зависит характер реакции якоря в синхронной машине?
Что представляет собой внешняя характеристика генератора и при каких условиях она снимается?
Какая зависимость понимается под угловой характеристикой синхронного генератора?
5. Где располагается пусковая обмотка в явнополюсном синхронном двигателе?
Вариант С-2
Какая синхронная машина называется неявнополюсной?
Какой характер реакции якоря в генераторе при индуктивной и емкостной нагрузках?
3. Что представляет собой регулировочная характеристика и при каких условиях она снимается?
4. При каком максимальном угле нагрузки работа синхронного неявнополюсного генератора остается устойчивой?
5. Почему частота вращения ротора двигателя остается неизменной при изменении нагрузки?
Вариант С-3
1. За счет чего в явнополюсной синхронной машине достигается распределение магнитного поля в воздушном зазоре близкое к синусоидальному?
Какой характер реакции якоря в генераторе при активной нагрузке?
Перечислите условия включения на параллельную работу синхронного генератора с мощной сетью.
Чём обусловлена реактивная составляющая электромагнитного момента явнополюсного генератора?
5. Что необходимо сделать, чтобы включенная на параллельную работу синхронная машина работала в режиме генератора?
Вариант С-4
1. За счет чего в неявнополюсной синхронной машине достигается, распределение магнитного поля в воздушном зазоре близкое к синусоидальному?
2. Для какой цели используется диаграмма Потье?
3. Перечислите потери, которые возникают при работе синхронного генератора.
4. Чем определяется частота вращения синхронного двигателя?
5. Что необходимо сделать, чтобы включенная на параллельную работу синхронная машина, работала в режиме компенсатора?
Вариант С-5
Каким образом конструктивно осуществляется токоподвод к обмотке возбуждения синхронной машины?
Почему характеристика холостого хода синхронного генератора имеет нелинейный характер?
3. Назовите составляющие результирующий ЭДС синхронного явнополюсного генератора.
4. Перечислите способы пуска синхронного двигателя.
5. Что необходимо сделать, чтобы включенная на параллельную работу синхронная машина работала в режиме двигателя?
Раздел "Машины постоянного тока"
Вариант П-1
Перечислите участки магнитной цепи машины постоянного тока.
Как осуществить компенсацию реакции якоря в машине постоянного тока?
Какая характеристика называется внешней характеристикой генератора?
4. Назовите условия включения генераторов постоянного тока, на параллельную работу.
5. Как изменится частота вращения двигателя постоянного тока, если уменьшить ток возбуждения?
Вариант П-2
1. Из каких соображений главный полюс набирают из листов электротехнической стали?
В каком случае реакция якоря в машине постоянного тока называется поперечной?
Когда наблюдается прямолинейная коммутация в машине постоянного тока?
Назовите условия самовозбуждения генератора постоянного тока.
Чему равен ток якоря двигателя постоянного тока в момент пуска?
Вариант П-3
1. Каково назначение добавочного полюса в машине постоянного тока?
При известном магнитном потоке и геометрических размерах машины определите МДС спинки якоря.
Чему равна ЭДС якоря двигателя в момент пуска?
При каких условиях наблюдается максимальный КПД машины?
5. Каким образом можно уменьшить частоту вращения якоря двигателя?
Вариант П-4
Чему равен результирующий шаг простой петлевой обмотки?
Какое влияние оказывает реакция якоря в генераторе, если щетки сдвинуть по направлению вращения?
Как нагрузить двигатель?
Почему пуск двигателя последовательного возбуждения невозможен в режиме холостого хода?
Какие потери в машине постоянного тока называют переменными?
Вариант П-5
Каким образом включают компенсационную обмотку относительно цепи обмотки якоря?
Перечислите причины искрения на коллекторе.
Что понимают под режимом короткого замыкания генератора?
Для чего в цепь якоря двигателя параллельного возбуждения включают добавочное сопротивление в момент пуска?
Перечислите способы торможения двигателя постоянного тока.
Ответы на вопросы по самопроверке остаточных знаний
Раздел " Трансформаторы"
Вариант Т-1
Звезда, треугольник, зигзаг.
Угол сдвига одноименных линейных напряжений первичной и вторичной обмоток.
Режим, когда на первичную обмотку подано номинальное напряжение номинальной частоты и вторичный ток равен нулю.
4. Постоянные потери - это магнитные потери в трансформаторе, не зависящие от нагрузки.
5. Трансформатор, имеющий одну первичную и две вторичных обмотки.
Вариант Т-2
1. Это трехфазный трансформатор, состоящий из трех однофазных с магнитнонесвязанной магнитной системой.
2. 3везда/треугольник или наоборот.
Напряжение на клеммах первичной обмотки, когда токи в обеих обмотках номинальные при коротком замыкании на клеммах вторичной обмотки.
Изменением числа витков обмотки высшего напряжения при помощи специального переключателя.
При несимметричной нагрузке трансформатора.
Вариант Т-3
1. Это такой трансформатор, у которого число витков первичной и вторичной обмоток равны.
2. Это позволяет увеличить сечение стержня, амплитуду основного потока и уменьшить число витков обмоток.
3. Из опыта холостого хода получают следующие параметры схемы замещения Zm, Xm, rm.
4. Максимальный КПД трансформатора наблюдается при равенстве постоянных и переменных потерь.
5. Только при наличии нулевого провода.
Вариант Т-4
1. По способу соединения стержня и ярма трансформатора, различают стыковые и шихтованные.
...Подобные документы
Принцип действия и структура синхронных машин, основные элементы и их взаимодействие, сферы и особенности применения. Устройство и методика использования машин постоянного тока, их разновидности, оценка Э.д.с., электромагнитного момента этого типа машин.
учебное пособие [7,3 M], добавлен 23.12.2009Принцип работы и устройство генераторов постоянного тока. Электродвижущая сила и электромагнитный момент генератора постоянного тока. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Особенности и характеристика двигателей различных видов возбуждения.
реферат [3,2 M], добавлен 12.11.2009Конструкция и принцип действия машины постоянного тока. Характеристики генератора независимого возбуждения. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения. Принцип обратимости машин постоянного тока. Электромагнитная обмотка якоря в машине.
презентация [4,1 M], добавлен 03.12.2015Расчет двигателя постоянного тока: главные размеры машины; параметры обмотки якоря, коллектор и щеточный аппарат; геометрия зубцовой зоны. Магнитная система машины: расчет параллельной обмотки возбуждения; потери и коэффициент полезного действия.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 06.09.2012Принцип работы и устройство генератора постоянного тока. Типы обмоток якоря. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Обратимость машин постоянного тока. Двигатель параллельного, независимого, последовательного и смешанного возбуждения.
реферат [3,6 M], добавлен 17.12.2009Расчеты главных размеров двигателя. Выбор и определение параметров обмотки якоря. Проверка магнитной цепи машины, также расчет параллельной обмотки возбуждения, щеточно-коллекторного узла и добавочных полюсов. Конструкция двигателя постоянного тока.
курсовая работа [852,4 K], добавлен 30.03.2011Методика и порядок расчета магнитной цепи машины по данным постоянного тока, чертеж эскиза. Определение Н.С. возбуждения при номинальном режиме с учетом генераторного режима работы. Чертеж развернутой схемы обмотки якоря при использовании петлевой.
контрольная работа [66,2 K], добавлен 03.04.2009Конструкция и принцип действия электрических машин постоянного тока. Исследование нагрузочной, внешней и регулировочной характеристик и рабочих свойств генератора с независимым возбуждением. Особенности пуска двигателя с параллельной системой возбуждения.
лабораторная работа [904,2 K], добавлен 09.02.2014Расчет машины постоянного тока. Размеры и конфигурация магнитной цепи двигателя. Тип и шаги обмотки якоря. Характеристика намагничивания машины, расчет магнитного потока. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов. Тепловой и вентиляционный расчеты.
курсовая работа [790,3 K], добавлен 11.02.2015Проектирование двигателя постоянного тока с мощностью 4,5 кВт, степенью защиты IP44. Выбор электромагнитных нагрузок. Расчет обмотки якоря, магнитной цепи, обмотки добавочных полюсов. Рабочие характеристики двигателя со стабилизирующей обмоткой и без нее.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.05.2014Принцип действия генератора постоянного тока. Якорные обмотки и процесс возбуждения машин постоянного тока. Обмотка с "мертвой" секцией. Пример выполнения простой петлевой и волновой обмотки. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением.
презентация [4,9 M], добавлен 09.11.2013Размеры, конфигурация и материал магнитной цепи машины. Выбор размеров сердечников якоря, главных и добавочных полюсов. Определение необходимого количества витков обмотки якоря, коллекторных пластин и пазов с целью разработки двигателя постоянного тока.
курсовая работа [242,8 K], добавлен 16.09.2014Простота устройства, большая надежность и низкая стоимость асинхронных двигателей. Принцип действия асинхронной машины и режимы ее работы. Получения вращающегося магнитного поля. Устройство синхронной машины, холостой ход синхронного генератора.
презентация [443,8 K], добавлен 12.01.2010Генераторы синхронные с самовозбуждением. Описание работы корректора напряжения. Принцип действия электродвигателя постоянного тока типа ПГ1500/225.ОМ4. Предназначение и состав электроэнергетической системы. Устройство и работа рулевой машины.
реферат [37,3 K], добавлен 12.03.2012Определение ориентировочного значения тока в статорной обмотке асинхронного двигателя. Анализ назначения добавочных полюсов в электрической машине постоянного тока. Нахождение реактивного сопротивления фазы обмотки ротора при его неподвижном состоянии.
контрольная работа [333,7 K], добавлен 10.02.2016Разработка конструкции двигателя постоянного тока. Число эффективных проводников в пазу. Плотность тока в обмотке якоря. Индукция в расчётных сечениях магнитной цепи. Магнитное напряжение воздушного зазора. Расчёт характеристики намагничивания машины.
курсовая работа [333,5 K], добавлен 30.04.2009Основные этапы проектирования электрического двигателя: расчет параметров якоря и магнитной системы машины постоянного тока, щеточно-коллекторного узла и обмотки добавочного полюса. Определение потери мощности, вентиляционных и тепловых характеристик.
курсовая работа [411,3 K], добавлен 11.06.2011Рабочие характеристики электродвигателя. Расчет коллекторного двигателя постоянного тока малой мощности. Обмотка якоря, размеры зубцов, пазов и проводов. Магнитная система машины. Потери и коэффициент полезного действия. Индукция в станине, её значение.
курсовая работа [597,6 K], добавлен 25.01.2013Роль и значение машин постоянного тока. Принцип работы машин постоянного тока. Конструкция машин постоянного тока. Характеристики генератора смешанного возбуждения.
реферат [641,0 K], добавлен 03.03.2002Электрические цепи постоянного тока. Электромагнетизм. Однофазные и трехфазные цепи переменного тока. Электрические машины постоянного и переменного тока. Методические рекомендации по выполнению контрольных работ "Расчет линейных цепей постоянного тока".
методичка [658,2 K], добавлен 06.03.2015
