ИЭ (13.03.02) / Лекции / Все презентации по машинам
.pdfУравнение коммутации
Допущение ( классическая теория коммутации):
будем считать сопротивления щеточного контакта постоянными, не зависящими от тока и обратно пропорциональными площади перекрытия щёткой коллекторной пластины
Уравнение ЭДС секции, находящейся в процессе коммутации:
R i R i |
r i |
r i |
R i |
e |
|
с |
п 1 |
щ1 1 |
щ2 2 |
п 2 |
|
e - сумма ЭДС, индуктируемых в коммутируемой секции
Ток в коммутируемой секции
|
|
t |
|
|
|
|
2 |
|
iкд iко iкд |
||
|
|||||
i ia 1 |
|
|
|||
|
|
Tк |
|
||
Tк
- период коммутации (около 0,001сек)
iко |
- основной ток коммутации ( изменяется по линейному закону) |
|
iкд |
e |
|
|
-добавочный ток коммутации |
|
|
||
|
Rс 2Rп rщ1 rщ2 |
|
Изменение тока в коммутируемой секции
а)
в)
i |
a |
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
к0 |
t |
|
|
Σe>0 |
iкд |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
-i |
|
|
Σe<0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
T |
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
i |
к |
|
г) |
i |
|
|
|
a |
|
|
a |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
i |
t |
|
|
i |
t |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
-ia |
|
|
|
-ia |
|
T |
|
|
|
|
T |
|
|
к |
|
|
|
к |
|
|
а — основной ток коммутации; б — добавочный ток коммутации; в — замедленная коммутация; г — ускоренная коммутация
:
ЭДС в коммутируемой секции
|
. |
. |
1. ЭДС самоиндукции ( всегда препятствует изменению тока в контуре): |
eL Lс dtdi 0
2. ЭДС взаимоиндукции ( существует если одновременно с данной секцией коммутируют другие секции,
стороны которых находятся в одном пазу с рассматриваемой секцией) .
|
|
|
e |
|
M |
di |
0 |
|
|
|
M |
dt |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
e |
e |
- реактивная ЭДС |
||||
L |
M |
r |
|
|
|
|
|
3. ЭДС от поля поперечной реакции якоря (поддерживает ток прежнего направления)
N |
|
б) |
N |
|
||
|
|
|
||||
Ф |
ря |
n |
|
Ф |
ря |
n |
|
|
|
||||
Г |
|
|
Д |
|
||
S |
S |
Для борьбы с этими ЭДС в контуре коммутируемой секции надо создать противоположную по направлению и компенсирующую их ЭДС пропорциональную току якоря.
Такая ЭДС называется коммутирующей ЭДС ek
Способы улучшения коммутации
1 Создание коммутирующей ЭДС (установка добавочных полюсов или сдвиг щеток с геометрической нейтрали)
2.Уменьшение реактивной ЭДС
3.Увеличение сопротивления цепи коммутируемой секции
Установка добавочных полюсов
Их магнитный поток должен быть направлен навстречу потоку поперечной реакции якоря
а) |
N |
|
|
б) |
N |
|
|
|
|
|
|
||
|
Фд |
n |
|
|
Фд |
n |
Nд |
Sд |
Sд |
|
Nд |
||
Г |
|
Д |
||||
|
|
|
|
|
|
Ярмо |
|
ДП |
Немагнитные |
|
прокладки |
||
Якорь |
Добавочный |
|
полюс |
||
|
S 
S 
Улучшение коммутации путем сдвига щеток
По способу возбуждения генераторы подразделяются на:
•генераторы с независимым возбуждением (a)
•генераторы с параллельным возбуждением (б)
•генераторы с последовательным возбуждением (в)
•генераторы со смешанным возбуждением (г)
Потери в генераторах постоянного тока
ОСНОВНЫЕ
1.Электрические потери в обмотках
2. Магнитные потери в сердечнике якоря (потери в «стали») включают в себя потери от вихревых токов и гистерезиса
Определяются отдельно для спинки якоря и зубцов Магнитные потери слабо зависят от токовой нагрузки генератора и принимаются
независящими от тока якоря. Их относят к «потерям холостого хода» 
3. Механические потери 
Возникают при трении щёток о коллектор, трения в подшипниках и от трения вращающегося якоря о воздух ( вентиляционные потери)
Не зависят от токовой нагрузки машины и относятся к потерям холостого хода
ДОБАВОЧНЫЕ 
делятся на электрические и магнитные и связаны с вихревыми токами в крепёжных деталях, с искажением поля при нагрузке и перераспределением магнитного потока в зубцах якоря (пульсации из-за зубчатости якоря и
полюсного наконечника) (0.5 – 1.0)% от Pн
Мощности в генераторах постоянного тока (независимое возбуждение)
P2 = P1 – pмх – pмг – pдб – pэла = Pэм – pэла
Электромагнитная мощность
Энергетическая диаграмма
КПД
Уравнение напряжения генератора
.
U Ea Ia Ra
Угольно-графитные щетки
Металлоугольные щетки