МАШИНЫ ПОТОЯННОГО ТОКА
1.Область применения, классификация мпт.
Машины постоянного тока применяются как в качестве двигателей, так и в качестве генераторов. Двигатели постоянного тока (ДПТ) обладают большой глубиной регулирования частоты вращения, сохраняют во всем диапазоне регулирования высокий КПД и могут иметь механические характеристики, отвечающие специальным требованиям. Генераторы постоянного тока являются источником питания для промышленных установок, потребляющих постоянный ток низкого напряжения (электролизные и гальванические установки).
МПТ подразделяются на:
Коллекторные:
а) магнитоэлектрические(постоянные магниты)
б) электромагнитные(независимое, параллельное, последовательное, смешанное(согласное, встречное) возбуждения)
Безколлекторные
Специальные
2.Условные обозначения обмоток МПТ и схемы их соединения
Обмотка якоря
Параллельное возбуждение: iв = 2 – 3% от Iнагр, rв – возрастает
Последовательное возбуждение: iВ = Iнагр, ΔU = 2 – 3% от Uнагр
Компенсационная обмотка: iКО = Iнагр
Обмотка добавочных полюсов: iДО = Iнагр
Соединения:
4. и 6. Принцип работы МПТ. Основные электромагнитные соотношения МПТ, принцип обратимости.
Принцип действия работы постоянного тока основан на взаимодействии проводника обмотки якоря с тока и основным магнитным потоком. Основной магнитный поток создается обмотками возбуждения.
Ce – постоянная машины
N – общее количество активных проводников
а – число пар параллельных ветвей
Электромагнитный момент
Da – диаметр якоря
Постоянное магнитное поле ненагруженной машины (Iя = 0) создается только МДС обмотки возбуждения, обтекаемой постоянным током Iв. При вращении якоря с частотой n в его обмотке индуктируется ЭДС. При помощи коллектора и щеток эта ЭДС выпрямляется и на щетках появляется постоянная ЭДС. Если к щеткам машины присоединена сеть постоянного тока или омическое сопротивление, то в обмотке якоря появляется ток, который зависит от соотношения между ЭДС и напряжением сети. При работе в генераторном режиме (вращение по стрелке Г) ЭДС больше, чем напряжение сети (Е > U), ток якоря совпадает по направлению с ЭДС и механическая энергия, подводимая через вал машины, преобразуется в электрическую энергию, поступающую в сеть. При работе в режиме двигателя (вращение по стрелке Д) ЭДС меньше, чем напряжение сети (Е < U), ток якоря совпадает понаправлению с напряжением сети, а электрическая энергия, поступающая из сети, преобразуется в механическую энергию, передаваемую через вал исполнительной машине. Когда машина нагружена и работает в режиме двигателя или генератора (Iя ≠ 0), магнитное поле в ней создается не только МДС тока Iв, независимой или параллельной обмотки возбуждения, но и МДС последовательной обмотки возбуждения и обмотки якоря, по которым протекает ток якоря. Это приводят к известному изменению потока и распределения индукции магнитного поля в зазоре
Ua = Ea ± IaRa, Ra = ra+2Rщ
Ra – сопротивление цепи обмотки якоря
IaRa – падение напряжения в обмотке якоря
ra – сопротивление самой обмотки
Rщ – сопротивление щеточного контакта
Генератор: Ea > Ua, Ua = Ea – IaRa
Двигатель: Ua > Ea, Ua = Ea +IaRa
Переход из генераторного в двигательный происходит автоматически при выполнении определенных условий – принцип обратимости.
- формула преобразования электрической энергии в электрической машине.
5. Назначение коллекторного устройства.
Коллектор набирают аз медных пластин 1, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками 2. Для изоляции пластин от корпуса 3 на нажимные фланцы 4 надевают прессованные миканитовыми манжеты 5. Нажимные фланцы стягивают кольцевой гайкой 6. Секции обмотки якоря припаивают к петушкам 7. Коллектор подвергают термообработке таким образом, что он образует монолитную конструкцию, исключающую биения и вибрации. По внешней поверхности коллектора скользят щетки, расположенные в щеткодержателях, которые за счет пружины обеспечивают определенное нажатие щетки на коллектор и надежный контакт щетки с коллектором при всех режимах работы машины. Щеткодержатели с щетками одной полярности укрепляются на щеточном пальце. Щеточные пальцы разной полярности изолированы друг от друга и смонтированы на общей траверсе. Обычно число щеточных пальцев равно числу полюсов. Щеточные пальцы одной полярности соединяют между собой сборными шинами. Шины подсоединяются к выводам машины.