Билет № 6
|
1. Реакция якоря явнополюсной синхронной машины: уравнения напряжения и МДС, векторная диаграмма |
П
ри
нагрузке обмотки якоря током она создает
собственное магнитное поле, которое
называетсяполем реакции якоря.В
явнополюсных СМ воздушный зазор,
вследствие наличия явновыраженных
полюсов, является неравномерным. Данная
неравномерность определяет переменное
значение магнитного сопротивления цепи
по периметру ротора, что в свою очередь
определяет переменное значение магнитного
потока реакции якоря. В связи с этим для
упрощения анализа такого сложного
асимметричного поля применяется метод
2-х реакций, согласно которому при расчете
режимов цепи вводится понятие продольной
и поперечной осей
Будем рассматривать потоки реакции якоря отдельно по продольной и поперечной осям.
Ead=4,44f1w1kобФad
Eag=4,44f1w1kобФag
Тогда
МДС реакций якоря:
|
2. Коллекторные машины постоянного тока: конструкция, принцип действия, область применения. Основные части – статор и ротор. Статор представляет собой станину, выполненную из стали или чугуна на лапах или с фланцевым соединением.
3-главный полюс с полюсным наконечником. 4- ОВ главных полюсов 5-дополнительные полюса (расположены между главными) Дополнит. полюса имеют свою ОВ – обмотку дополнительных полюсов. Они применяются для улучшения коммутации – токосъема с коллектора. Главные полюса создают основной магнитный поток машины. Т.о. статор является индуктором. Внутри расположен цилиндрический ротор. Он выполняется шихтованным из электротехнической стали. На наружной поверхности ротора фрезеруются пазы. Обмоточный провод покрывается слоем изоляции, которая после сборки ротора пропитывается лаком и подвергается сушке.
К |
онцы
катушки обмотки присоединяются к
коллектору машины. Ротор находится
на одном валу с коллектором.
К
коллектор
П
ринцип
действия МПТ основан на взаимодействии
катушки с током с магнитным полем
статора. Индуктор создает постоянное
магнитное поле. При движении рамки в
магнитном поле индуктора в ней наводится
ЭДС (направление определяется правилом
правой руки). Т.е. рамка движется поочередно
то в северном, то в южном полюсах,
направление ЭДС в рамке меняется. Т.к.
щетки неподвижны, при изменении положения
коллектора напряжение на щетках остается
неизменным. Поэтому на выходе машины
за коллектором напряжение получается
выпрямленным.
Билет № 7
Совмещенная векторная диаграмма ЭДС и МДС для неявнополюсной синхронной машины (диаграмма Потье).
Когда речь идёт о диаграмме потерь, имеется век. диогр-а ЭДС НеявнСМ, совмещ. с кривой х/х СМ. Эта диаграмма позволяет определить э. д. с. холостого хода Е0 с учетом насыщения машины, если заданы напряжение, ток нагрузки (по величине и фазе), характеристика холостого хода и параметры машины.
По оси ординат отлаж вектор напряжения Uaна выводах обмотки якоря СМ. Поскольку угол м/у током и напряж. задан, то возможно построить векторIaraиjIaXсигм.aв рез-те строится вектор ЭДСEсигм в возд. зазоре.
Зная ампл-ду вектра рез. ЭДС в возд зазоре Eсигм возможно по кривой х/х опред соотв МДС (Fсигм) и требуемую МДС обмотки возб-яFfa. Данная величина получ по кривой х/х с учётом коэф приведения параметров обмотки индуктора к обмотке якоря. Снесение вектораFсигм.а на ось асцис позвл с помощью кривой х/х получить напряжение на выводах обмотки якоря в случае сброса нагрузки. Разность дельтаUназывается измением напряжения СМ.
В наст вр. в связи с разв вычисл техники возможно все геометр соотношения на данном рисунке, а также крив х/х представ аналитич зависимостями, либо в виде массивов точек исходных данных.
Дальнейший расчёт произв ЭВМ числ методом, что позвол для кажд нагрузоочного режима опред напряжение и значения тока возбуждения.
Огонь на коллекторе и способы улучшения коммутации машины постоянного тока.
В опред условиях возникают искровые разряды м/у отдельными коллекторными пластинами на свободной поверхности коллектора, не занятой щётками. Такое искрение называется потенциальным. Оно вызывается накоплением угольной пыли и грязи в канавках м/у соседними коллектор пластинами, либо возникновением чрезмерных перенапряжений м/у сосед пластинами. Такое искрение опасно тем, что оно способно вызвать Кз м/у пластинами и так называемый круговой огонь. Круговой огонь представл сабой КЗ якоря машины ч/з эл дугу на пов-ти коллектора.
Для создания хороших условий коммутации необх прежде всего обеспечит надлежащее состояние коллектора и щёточного аппарата, чтобы устранить мех-ие причины искрения.
Способы обеспеч-я необх условий коммутации:
1.создание коммутирующей эдс с помощью добавочных полюсов, либо сдвига щёток с геометр нейтрали.
2.уменьшение реактив эдс.
3.увелич сопротивления цепи коммутирующей секции
Добавочные полюсы устанавл м/у главными полюсами и крепятся болтами к ярму индуктора. Примен в машинах с P>0,3кВт. Обычно число добавочных полюсов берётся равным числу главных, но в машинах до до 2-2,5 кВт делают половинное число добавочных полюсов. В машинах до неск сотен Вт добавочных полюсов не ставят. Коммутир-щее поле при этом можно создавать путём сдвига щёток с геометр нейтрали, благодоря чему в зоне коммутации начинает действовать поле главных полюсов.
Существенным является подбор щеток с надлежащими характеристиками. При тяжелых условиях коммутации лучше работают твердые графитные щетки с повышенным переходным сопротивлением переходного контакта, однако при этом электрические потери в переходном контакте и механические потери на трение также больше.
Реактивная ЭДС задерживает изменение тока (рис. 4.7б) и делает коммутацию замедленной в течение большей части периода, но к концу периода, когда уходящая пластина выйдет из-под щетки, ток в секции принудительно примет значение . Следовательно, в конце периода неизбежно ускоренное изменение величины тока в секции, что вызывает увеличение реактивной ЭДС. Одновременно плотность тока под щеткой становится неравномерной. Она сильно возрастает у края пластины, которая выходит из-под краев щетки, а это может вызвать сильное нагревание щетки и пластины коллектора. Обе эти причины могут обусловить искрение - возникновение электрических дуг под щеткой со стороны уходящей пластины коллектора.
Для того, чтобы скомпенсировать действие реактивной ЭДС, необходимо противопоставить ей вторую ЭДС, называемую коммутирующей ЭДС ek .
Коммутирующая ЭДС создается посредством движения витков коммутируемой секции во внешнем магнитном поле. В большинстве случаев ek индуктируется магнитным полем дополнительных полюсов машины.