Техн ЕМБ / Лек ТЕД

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

значення ep в межах зони комутації провідників паза з припущенням

де tК – колекторна поділка;

– коефіцієнт щіткового перекриття:

bЩ ; tК

К – скорочення кроку обмотки в колекторних поділках:

провідники комутуючих секцій якоря, змінюються практично водночас, одержимо

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

самоіндукції eСП та взаємоіндукції eВП , вважаючи їх незмінність в

межах ТК та прямолінійність процесу комутації. Цей метод називають методом побудови пазового поля. Для двошарової хордової (зі скороченим кроком) обмотки, коли

застосування цього методу наведено на рис. 2.6.

Рисунок 2.6 – Побудова діаграм пазового поля для двошарової обмотки зі скороченням ε

В чому особливості побудови діаграм пазового поля для багатошарових обмоток?

Принцип побудови заснований на пропорційності основних

Період перемикання колекторних пластин:

52

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

Це дозволяє виконувати всі побудови, виходячи з геометричних уявлень цих величин. У верхній частині діаграми в довільному мірилі струму iЯ для кожної з колекторних пластин даного паза суцільними

лініями, а для других боків провідників – штриховими лініями побудовані діаграми прямолінійної комутації. Зміщення між діаграмами обох боків секцій дорівнює в тому ж мірилі ε. В межах ТК, відповідного на діаграмі bЩ , будують прямокутники eСП (x) – для

провідників даного пазу й eВП (x) – для других боків секцій.

обох боків кожної секції співпадають. Визначають eСП та eВП й будують для кожної секції, а не для кожного провідника. Вся інша побу-

Дійсні діаграми e p мають не ступінчастий, а згладжений харак-

тер у зв’язку з тим, що ЕРС в межах періоду комутації не залишається незмінною.

53

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

Рисунок 2.7 – Побудова діаграм пазового поля для багатошарової діаметральної обмотки

2.4 Параметри й характеристики додаткових полюсів

Як визначається індукція в осерді додаткового полюса?

Додатковий полюс

(рис. 2.8) компенсує реактивну ЕРС, якщо індукція, створювана ним в зоні комутації,

Рисунок 2.8 – Схема проходження магнітного потоку додаткового полюса

54

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

Як визначається та розподіляється магнітний потік додаткового полюса в зоні комутації? Як визначаються індукції в додатковому полюсі та остові тягового двигуна?

Для цього необхідна МРС додаткового полюса:

Д– коефіцієнт його розсіювання (для машин без

Д1.3 2.7 ):

К – магнітний потік додаткового полюса в зоні комутації; РД – потік розсіювання додаткового полюса;

hД – висота осердя додаткового полюса.

Зазор між осердям головного та додаткового полюсів:

Які умови компенсації реактивної ЕРС в усталених та пускових режимах роботи тягового двигуна постійного струму?

55

В. Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

Зрівнянь (2.8) та (2.27) витікає те, що для повної компенсації

e p потік К та індукція BK повинні бути пропорційними струмові І, що потребує зменшення насиченості магнітного ланцюга додаткового

нестаціонарних процесах він також зменшує вплив вихрових струмів

ша індукція в елементах магнітного ланцюга додаткового полюса.

Для наочності можливо вважати, що індукція BK наводить в комутуючих секціях умовну компенсуючи ЕРС eK , протинапрямлену до eP :

n const ). У всіх інших режимах залишається некомпенсованою (залишковою) ЕРС комутації:

e eP (I ) eK (I ) .

Якщо e 0 , то це – недокомпенсація. При цьому виникає уповільнена комутація, тому можливе іскріння під збігаючим краєм щітки в режимі тяги. При e 0 – перекомпенсація з прискореною комутацією та ймовірність іскріння під набігаючими краями щіток. Це менш небезпечно, особливо в перехідних режимах. Звичайно намагаються, щоб двигун більше працював з перекомпенсацією, тобто при IK IНОМ . В умовах експлуатації v var; I var (рис.2.9, б).

56

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

Найбільша залишкова ЕРС emax виникає при струмі ІП в кінці

пуску. Такі ж умови можливі при роботі на розрахунковому підйомі. Для зниження ймовірності ненормованого іскріння необхідно, щоб ця залишкова ЕРС не перевищувала спаду напруги під щітками, тобто

emax U Щ .

Рисунок 2.9 – Діаграми компенсації реактивної ЕРС додатковим полюсом: а – при v=const; б – при v≠const

2.5 Дугоутворення на колекторі

Що таке дугоутворення на колекторі тягового двигуна та які фактори на нього впливають? Які процеси проходять в дузі та які умови її виникнення?

Дугоутворення на колекторі – випадковий процес, який залежить від іскріння під щітками, стану ізоляції між колекторними пластинами, напруги машини та її розподілу по колу колектора. На цей процес впливають забруднення колектора, іонізація колекторної камери, обмін повітря в ній і т. і. При цьому електрична дуга перекриває частину колекторних пластин, перекидається на щіткотримачі та інші частини машини. Перекривання дугою всіх пластин між різнополярними щітками або її перекидання безпосередньо на заземлені частини називають коловим вогнем (рис. 2.10).

Електрична дуга – це процес проходження струму в середовищі іонізованих газів при термічному характері іонізації. В тяговому двигуні процес ускладнений випадковим характером цих факторів.

57

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

Для виникнення й існування дуги необхідні катодна пляма, як джерело іонізації й достатність напруги, прикладеної до опорних точок дуги

K Д

UK U Д (lД ) ,

0

де UK – напруга між суміжними колекторними пластинами; U Д (l Д ) – спад напруги в дузі, який залежить від її довжини l Д ; K Д – число колекторних пластин, охоплених дугою.

Рисунок 2.10 – Дугоутворення та коловий вогонь на колекторі

Первинна катодна пляма може з’явитись при потужному іскровому розряді під збігаючою кромкою, або при вигорянні провідних містків між колекторними пластинами, створених уламками щіток або спеченим щітковим пилом. Первинна дуга між пластинами створюється лише тоді, коли напруга між ними не менша від

узагальнений конструктивний показник машин використовують середню напругу між суміжними колекторними пластинами

де k – загальна кількість колекторних пластин.

58

вання провідників секції. Рівність індукції точна при діаметральній обмотці й наближена при хордовій, оскільки скорочення кроку ε мале.

Розподіл напруги UK по колу колектора визначається її наближеною пропорційністю індукції під головними полюсами BЗ . Нерівномірність цього розподілу визначають за найбільшими значен-

Відповідно розрахункове та умовне середнє значення індукції:

В чому полягає методика визначення індукції реакції якоря тягового двигуна?

Розподіл індукції під головним полюсом залежить від різновиду повітряного зазору та спотворюючого впливу реакції якоря. МРС реакції якоря на відстані х від середини полюса.

визначається, розглядаючи елементарну трубку магнітного потоку реакції якоря Т (рис. 2.11).

Площа перерізу трубки:

S lЯ x .

Потік трубки реакції якоря:

59

В . Д. ФЛОРА . ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ДВ ИГУНИ

де Rмб , Rмz , Rмп , Rмя – відповідно магнітні опори повітряного

зазору, зубцевого шару, осердь полюса та якоря. Мала насиченість осердь дозволяє не враховувати їхні магнітні опори.

Рисунок 2.11 – Елементарна трубка потоку реакції якоря

Магнітний опір повітряного зазору та зубцевого шару:

де kП (x) – еквівалентний повітряний зазор на відстані х від

середини полюса;

Z – магнітна проникність зубцевого шару якоря. Опори Rмz , Rмп співвідносяться, як :

Rмz cRмп (0.2 0.25)Rмп .

Відповідно елементарний потік:

Індукція реакції якоря:

Як розподіляється індукція в повітряному зазорі під головним полюсом? Який розподіл середньої напруги між колекторними пластинами та напруги по колу колектора?

60