Машины 4 семестр / Зачетные вопросы / МПТ машины постоянного тока / 1 билет

Биллет №1 1.Какие законы физики лежат в основе принципа действия МПТ?

В основе работы МПТ в генераторном режиме, лежит Закон Электромагнитной Индукции, согласно которому в контуре, при изменении потока магнитного поля через него возникает ЭДС индукции.

При работе в двигательном режиме, в основе лежит Закон Ампера, согласно которому на проводник с током, находящийся в магнитном поле действует сила.

2. Уравнение напряжения ГПТ. Формула.

В процессе работы ГПТ в обмотке якоря индуцируется ЭДС Ea. При подключении к генератору нагрузки в цепи якоря возникает ток, а на выводах генератора устанавливается напряжение, определяемое уравнением напряжений для цепи якоря генератора:

, где

сумма сопротивлений всех участков цепи якоря: обмотки якоря ra, обмотки добавочных полюсов rД , компенсационной обмотки rк.о., последовательной обмотки возбуждения и переходного щеточного контакта rщ.

3. Перечислить типы основных обмоток якоря.

Основными типами обмоток являются петлевые (параллельные), волновые (последовательные) и смешанные (лягушачьи). Они бывают простыми (одноходовыми) и сложными (многоходовыми).

4. Что означает плохая коммутация? Если щетки искрят, то это значит, что машина имеет плохую коммутацию. Качество коммутации оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки, из-под которого выходят пластины коллектора при его вращении.

5. Хар-ка ХХ. Определение. График

Характеристика холостого хода – зависимость напряжения от тока возбуждения на ХХ.

U₀=f(l_B) при I_н= 0 и n= const.

6. Почему внезапное к.з. ГПТ опаснее установившегося к.з.?

Внезапное короткое замыкание представляет опасность для синхронного генератора из-за значительного возрастания электромагнитных сил, действующих на обмотки, а также появления больших вращающих моментов периодического характера.

7. Как влияет направление вращения на самовозбуждение ГПТ параллельного возбуждения?

При прохождения Iв по обмотке возбуждения ее МДС должна быть направлена согласно МДС остаточного магнетизма Fост.Если указанные МДС направлены встречно,то МДС обмотки возбуждения создает поток,направленный против потока ост.магнетизма,машина размагничивается и процесс самовозбуждаения не сможет начаться.

8.  Механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения. График.

9. Почему прямой пуск не применяется при пуске ДПТ большой мощности?

Обычно в двигателях постоянного тока падение напряжения I_ном ΣR_а во внутреннем сопротивлении цепи якоря составляет 5 — 10% от U_ном , поэтому при прямом пуске ток якоря I_п = U_ном /ΣR_а = (10 ÷ 20)I_ном , что создает опасность поломки вала машины и вызывает сильное искрение под щетками. Поэтому прямой пуск применяют в основном для двигателей малой мощности (до нескольких сотен ватт), в которых сопротивление ΣR_а относительно велико, и лишь в отдельных случаях для двигателей с последовательным возбуждением мощностью в несколько киловатт. При прямом пуске таких двигателей I_п = (4 ÷ 6)I_ном

10. Перечислить способы торможения ДПТ.

Рекуперативное торможение, динамическое или реостатное торможение,электромагнитное торможение

11. Сформулировать закон электромагнитной индукции. Формула.

При изменении потока вектора магнитной индукции через замкнутый контур, в нем возникает ЭДС индукции, которая пропорциональна скорости изменения потока.

Знак минус говорит о правиле Ленца: индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

12. Уравнение напряжения ДПТ. Формула.

При вращении якоря пазовый проводник пресекает линии поля возбуждения с магнитной индукцией B и в соответствии с явлением электромагнитной индукции в проводнике наводится ЭДС Eя направленная навстречу Iя. Поэтому эта ЭДС называется противоЭДС и она прямо пропорциональна Ф магнитному потоку и частоте вращения n.

Eя = Се * Ф * n

Ce — постоянный коэффициент определяемой конструкцией двигателя.

Применив второй закон Кирхгофа получаем уравнение напряжения двигателя.

U = Eя + Iя * ∑R

где ∑R — суммарное сопротивления обмотки якоря включающая сопротивление: обмотки якоря, добавочных полюсов, обмотки возбуждения (для двигателей с последовательным возбуждением)

Если E>U, то ток I_а совпадает по направлению с ЭДС Ε и машина работает в генераторном режиме. При этом электромагнитный момент Μ противоположен направлению вращения n, т. е. является тормозным.

Уравнение для генераторного режима имеет вид:

U=E-I_aΣR_a

В двигательном режиме уравнение принимает вид

U=E+I_aΣR_a

13. Нарисовать секцию простой петлевой обмотки.

14. Как влияет РЯ на коммутацию МПТ? В генераторах физическая нейтраль смещается по направлению вращения якоря, в двигателях – против. Это ухудшает коммутацию машины, т.е. способствует возникновению искрения под щетками.

15. Почему восходящая ветвь характеристики ХХ ГПТ не совпадает с нисходящей?

Расхождение ветвей объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины.

16. Регулировочная характеристика ГПТ. Определение. График

Регулировочной характеристика - зависимость I_в=f(I_н) при U=const и n = const. Она показывает, каким образом следует регулировать ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение генератора при изменении нагрузки. C ростом нагрузки нужно увеличивать ток возбуждения.

17. Как определить критическое состояние цепи обмотки возбуждения ГПТ параллельного возбуждения. График. 18. Чем отличаются механические и рабочие характеристики ДПТ параллельного и последовательного возбуждения. Нарисовать. 19. Сопротивление регулировочного реостата в цепи обм. возбуждения 0 или мах при пуске ДПТ? Пояснить, почему?

При пуске ДПТ регулировачный реостат в цепи обмотки возбуждения следует полностью вывести для увеличения потока возбуждения , т.е. 0

пусковой реостат (рис. 7).

20. Как изменить направление вращения ДПТ?

Чтобы изменить направление вращения двигателя, необходимо изменить направление электромагнитного момента М, действующего на якорь путем изменения направления тока I_а в обмотке якоря или изменения направления магнитного потока Ф, т. е. тока возбуждения. Для этого переключают провода, подводящие ток к обмотке якоря или обмотке возбуждения.