7. Виды возбуждения, их схемы и основные характеристики электродвигателей постоянного тока.

Двигатели с независи­мым возбуждением. Используют на судах в качестве гребных электродвигателей.

Двигатели с параллельным возбуждением. Характеристики этих двигателей аналогичные характеристикам двигателей с независи­мым возбуждением. Двигатель параллельного возбуждения (рис. 36) используют на судах для привода насосов, вентиляторов, компрессоров и других механизмов.

Двигатели с последовательным возбуждением (рис. 38,а). Та­кой двигатель применяют на судах только в качестве стартера ди­зеля аварийного генератора или моторного катера. Обмотка возбуж­дения ОМ двигателя включена последовательно в цепь якоря, по­этому ток якоря I_а одновременно является током возбуждения I_в. а магнитный поток Ф зависит oт тока нагрузки. Поэтому двигатель обладает хоро­шими тяговыми свойствами и способен выдерживать большие пе­регрузки.

Двигатели со смешанным возбуждением (рис 39,а). Такие дви­гатели широко применяют на судах для привода рулевых устройств, грузоподъемных механизмов, брашпилей и шпилей, компрессоров и т д

Двигатель имеет параллельную ОМ1 и последовательную ОМ2 обмотки возбуждения, поэтому он сочетает свойства двигателей с параллельным и последовательным возбуждением.

Обычно применяют согласное включение обмоток ОМ1 и ОМ2 (Ф=Ф1+Ф2) при слабой последовательной обмотке ОМ2. Эта об­мотка, называемая стабилизирующей, служит для компенсации размагничивающего действия реакции якоря, которое может при­вести к неустойчивой работе двигателя. Встречное включение об­моток возбуждения приводит к уменьшению результирующего по­тока (Ф=Ф1—Ф2) с ростом нагрузки, что вызывает неустойчивость работы двигателя.

13

Рабочие характеристики двигателя (рис. 39,б) занимают про­межуточное положение между аналогичными характеристиками двигателей с параллельным и последовательным возбуждением (1—скоростная, 2—к. п. д; 3—моментная). Наличие параллельной обмотки ОМ1 ограничивает частоту вращения якоря на холостом ходу, nо. Регулирование частоты вращения аналогично регулирова­нию двигателя с параллельным возбуждением.

8. Потери и к. П. Д. Машин постоянного тока.

Потери и к. п. д. машин постоянного тока. В электрических ма­шинах происходит преобразование одного вида энергии в другой. При этом часть энергии теряется бесполезно и рассеивается в виде тепла. Различают следующие виды потерь.:

1)механические Р_МСх, обусловленные трением в подшипниках, на вентиляцию, в скользящем коллекторно-щеточном контакте;

2)в стали Р_с, вызванные гистерезисом и вихревыми токами в ак­тивной стали машины;

3)электрические Р_э, обусловленные нагреванием обмоток якоря, обмоток основных и добавочных полюсов, а также потерями в скользящем контакте;

4)добавочные Р_д, не превышающие 1 % номинальной мощности машины.

Общие потери машины определяются суммой всех потерь

Отношение полезной мощности Р2 к потребляемой Р1 называет­ся к. п. д. машины. К. п д машин постоянного тока колеблется в пределах 0,75—

0,97 и зависит от мощности. Более высокими к. п.д. обладают ма- шины большей мощности.

9. Устройство и принцип действия трансформа­тора.

Трансформатор — это статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энер­гии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока того же или иного напряжения при неизменной частоте.

Трансформатор состоит из двух основных частей: магни-топровода (сердечника) и обмоток. Для уменьшения потерь от вихревых токов, возникающих при перемагничивании, сер­дечники собирают из отдельных тонких (0,3—0,5 мм) плас­тин специальной трансформаторной стали. Эта сталь харак­теризуется узкой петлей гистерезиса (см. разд. 3.2) и боль­шим электрическим сопротивлением. Для уменьшения по­терь от вихревых токов пластины изолируют друг от друга путем покрытия их изолирующими пленками.

Простейший однофазный трансформатор состоит из сталь­ного сердечника и двух обмоток — первичной и вторичной (рис. 7.1). Если к первич­ной обмотке трансформато­ра подвести переменное на­пряжение U₁ то в ней по­явится некоторый ток i₀₁, который создаст в сердеч­нике переменный магнит­ный поток Ф₀.

Этот поток по закону электромагнитной индукции наве­дет в обеих обмотках ЭДС индукции е1 и е₂:

где ш_г, ш₂ — число витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

В идеальном трансформаторе (без потерь) его первичная обмотка будет представлять собой чистую индуктивность и ток будет отставать по фазе от напряжения на 3,14(пи)/2,

а магнитный поток будет совпадать по фазе с создающим его током:

Тогда ЭДС е1 и е₂ будут равны:

Поскольку для идеального трансформатора в соответствии со вторым законом Кирхгофа и1 = -е1 и и₂ = е₂, то

(7.5)

= К

где к — коэффициент трансформации.

Мы видим, что отношение напряжений на вторичной и первичной обмотках трансформатора равно отношению чисел витков в этих обмотках. Отметим, что формула (7.5) выполняется точно только для идеального трансформатора или в режиме холостого хода.

Таким образом, трансформатор преобразует подведенное к нему напряжение в соответствии с отношением числа вит­ков его обмоток.