Машины

1. Устройство машин постоянного тока

Машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной – статора и вращающейся – ротора, называемого в машинах постоянного тока якорем. Статор состоит из станины, главных полюсов, дополнительных полюсов, подшипниковых щитов и щеток. Станина имеет кольцевую форму и изготовляется из стального листового проката. Она составляет основу всей машины и выполняет функцию магнитопровода. Главные полюсы служат для создания постоянного магнитного поля. С этой целью по обмотке полюсов пропускается постоянный ток, называемый током возбуждения (в машинах малой мощности в качестве полюсов могут использоваться постоянные магниты). Дополнительные полюсы устанавливаются между главными и служат для улучшения условий коммутации. Вращающаяся часть машин – якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник имеет цилиндрическую форму. Он набирается из колец листовой электротехнической стали, на внешней поверхности которых пазы. В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря. Коллектор набран из медных пластин, изолированных друг от друга, и корпуса, образующими в сборе цилиндр, который крепится на валу якоря.

2. Пуск ДПТ

Пустить это значит подать напряжение на обмотку якоря и обмотку возбуждения. Пуcк двигaтeля пocтoяннoгo тoкa имeeт pяд oтличитeльныx ocoбeннocтeй. Oбъяcняeтcя этo бoльшим знaчeниeм пуcкoвoгo тoкa, кoтopoe нeoбxoдимo пpeдвapитeльнo oгpaничить. Ecли этoгo нe cдeлaть, тo мoжeт пoвpeдитьcя внутpeнняя цeпь oбмoтки якopя. Cущecтвуeт нecкoлькo cпocoбoв зaпуcкa: пpямoй, peocтaтный и пуск на пониженной напряжении в цепи якоря. 1)Пpямoй пуcк. Дaнный мeтoд ocнoвaн нa пpямoм пoдключeнии якopнoй oбмoтки к элeктpичecкoй ceти пpи нoминaльнoм нaпpяжeнии двигaтeля. Пpямoй пуcк мoжнo пpимeнять тoлькo в cлучae нaличия cтaбильнoгo питaния мoтopa, жecткo cвязaннoгo c пpивoдoм. Пpямoй пуcк мoжнo пpимeнять тoлькo нa мaлoмoщныx двигaтeляx, пocкoльку пик нaгpузки a кpупныx мoдeляx мoжeт пpeвышaть нoминaльную нaгpузку в 50 paз. 2)Peocтaтный пуcк. Meтoд пpигoдeн для зaпуcкa oбopудoвaния бoльшoй мoщнocти. Пpoцecc ocущecтвляeтcя cлeдующим oбpaзoм: Уcтaнaвливaeтcя тoк вoзбуждeния. Kaк тoлькo двигaтeль вoйдeт в paбoчий peжим, coпpoтивлeниe peocтaтa нeoбxoдимo пoлнocтью вывecти, пocкoльку paccчитывaeтcя oнo тoлькo нa кpaткoвpeмeнную paбoту. Ecли тoк будeт пpoxoдить чepeз peocтaт длитeльнoe вpeмя, oн пpocтo выйдeт из cтpoя. нa уpoвнe нoминaльнoгo знaчeния. Bo вpeмя зaпуcкa пocлeдoвaтeльнo умeньшaeтcя coпpoтивлeниe peocтaтa, иcключaя тaким oбpaзoм cкaчки элeктpичecкoгo тoкa. 3)Пуcк пpи пoнижeннoм нaпpяжeнии цeпи якopя Oгpaничить пуcкoвoй тoк мoжнo, зaдeйcтвoвaв упpaвляeмый выпpямитeль или oтдeльный гeнepaтop пocтoяннoгo тoкa. Oбмoткa вoзбуждeния питaeтcя oт дpугoгo иcтoчникa c пoлным нaпpяжeниeм, oбecпeчивaющим пoлный пуcкoвoй тoк. Taкoй cпocoб иcпoльзуeтcя для зaпуcкa мoщныx двигaтeлeй c peгулиpуeмoй cкopocтью вpaщeния.

3. Принцип действия ДПТ

Для работы ДПТ необходимо соблюдать два условия 1. Подать напряжение на обмотку якоря 2. Подать напряжение на обмотку возбуждения. За счёт взаимодействия магнитного потока статора с током в цепи якоря на валу возникает электромагнитный момент обусловленный изменением электромагнитных сил действующих на каждый проводник с током. Для реверса необходимо изменить полярность на обмотке якоря либо на обмотке возбуждения. 1.Дпт параллельно возбуждения 2. Смешанного 3. Магнитоэлектрические 4.с Электромагнитный возбуждением.

4. Комутация

Совокупность процессов связанных с переключением секции из одной параллельной ветви в другую, с одновременным изменением в ней тока по направлению и значению. Классы комутации: 1 Темная комутация-1а) Слабое искрение под малой частью щетки не сопровождается почернением коллектора; 1б) Слабое искрение под большой частью щетки, сопровождается почернением коллектора.( устранить можно, протерев бензином) 2 Искрение по всем краям щетки, сопровождается почернением коллектора( можно устранить наждачкой) 3Значительное искрение по всем краям щетки, с образованием крупных искр и возможным разрушением щетки ( допустим при пуске).

5. Классификация ГПТ

В зависимости от наличия обмотки возбуждения различают ГПТ: 1 Магнито-электрические(обмотка возбуждения отсутствует, это маломощные машины) 2 Генераторы с электромагнитным возбуждением. Генераторы с электромагнитным возбуждением делятся на: 1 Генераторы независимого возбуждения( обмотка возбуждения запитана от отдельного источника) 2 Генераторы параллельного возбуждения ( обмотка возбуждения подключена параллельно якорю) 3 Генераторы последовательного возбуждения ( обмотка включена в цепь, последовательно с якорем) 4 Генераторы смешанного возбуждения( имеет обмотку последовательного и независимого возбуждения).

6. История

В 1821 Фарадей изобрел процесс преобразования эл. энергии в механическую. В 1832 братья Пикси изобрели первый генератор постоянного тока. В 1834 русский ученый Якоби изобрел первый двигатель постоянного тока. В 1878 русский ученый Яблочков изобрел трансформатор. В 1889 русский ученый Доливо-Добровольский изобрел машину переменного тока. В результате к концу ХХ столетия были изобретены все типы электрических машин.

7. ГПТ парал\незав возб-я

Для работы генератора необходимо соблюдение условий: 1)ПД =› n Eл=СеФ0n

Принцип самовозбуждения основан на том, что каждая машина, когда-либо была намагничена, имеет остаточн м/поток небольшой величины. Зависит от: 1) частоты якоря 2)rв 3) степени насыщ. в стали

Причина не возбуждения: 1) велико сопротивление в цепи возбуждения. 2) велика нагрузка (ток)(надо снизить). 3) недостаточная частота вращен.якоря 4) отсутствие остаточного м/потока 5)щетки установлены не на г.н. 6)встр.наравл остаточного и наводимого намагничивания.

8. Формулы ЭДС и факторы.

E=(P*N/60a)*Фo*n … P*N/60a=Се … U=Eя+Iя*Rя … Ея=Се*Фо*n … Cn*Фо *Iя=Mcт=Мэл … Мэм=(P*N/2Пa)*Фо*Iя.

Факторы: 1) P N a 2)Фо 3) n 4) Y- шаг обмотки Y=тао => Ея=Ея max Y ><тао => Ея<Ея max.

9. Рег-е скорости

U=Eя+IяRя Ея=СеФ0n U=CtФ0r+IяRя 1)Rp - преувеличение в R скорость вращения уменьшается, А такие якоря измен.прямопропорц изменен нагрузки. Ступенчат способ регулир примен часто в виду своей простоты. 2)U - для осуществления необходимых источника питания. U уменьшают к ном, т.к. превышение допустимого избежания напряжение обмоток.при снижении U частота вращения ↓, а Iя изменяется прямо пропорц. 3)Ф0 - при ↓ м.потока скорость вращен ↑ и ↓ в цепи якоря. Магн поток ↓, ТК ограничивают в стали, уменьш в разумных пределах, потери несущ.