19. Обмотка возбуждения машины постоянного тока, ее расчет, размещение на полюсах

ОВ – это последов-я или параллельная обмотка размещ-я на главных полюсах. Магнитодвижущая сила обмоток параллельного или независи­мого возбуждения на один полюс при нагрузке, А, F_в=F_å+F_qd±F_d-F_к

где F_d —продольная составляющая реакции якоря, возникающая при сдвиге щеток

с геометрической нейтрали на относительную дугу х: F_d = 2Ах; Fc – МДС стабилиз обмотки,

F_qd —размагничива­ющее действие поперечной реакции якоря

При компенсации реакции якоря компенсационной обмотки состав­ляющая F_qd принимается равной нулю.

Средняя длина витка обмотки главного полюса (рис. 1), м, L_{в ср}=2(l_Г+b_Г)+П(b_кт.в+2∆_из)

где ∆_из — толщина изоляции катушки плюс односторонний зазор между катушкой и полюсом.

Площадь сечения проводника обмотки при последовательном соединении катушек, м²,

где k₃ - коэффициент запаса МДС обмотки возбуждения: k₃ = 1,1...1,2.

Марка и размеры проводов обмоток возбуждения выбираются в соответствии с табл.

Многослойные катушки из проводников круглого сечения вы­полняют сплошными. Размеры катушек ориентировочно могут быть приняты в зависимости от диаметра якоря.

Катушки обмоток возбуждения машин с диаметром якоря свы­ше 0,2 м выполняют секционированными. Это увеличивает поверх­ность охлаждения обмоток и позволяет повысить плотность тока в обмотке возбуждения.

Проводники прямоугольного сечения и проводники из шинной меди наматываются плашмя, меньшей стороной сечения проводни­ка по высоте катушки.

Для расчета числа витков необходимо задаться плотностью тока Jв обмотке возбуждения. (2...3) • 10⁶ А/м² при исполнении по степени за­щиты 1Р44 и (4,5...6) • 10⁶ А/м² при исполнении по степени защи­ты 1Р22.

Число витков обмотки на один полюс

Wв =Fв / Iв

где Iв = Jв*q_в - номинальный ток возбуждения.

При укладке обмотки в межполюсном окне необходимо обеспе­чить воздушные промежутки между краями главных и добавочных полюсов и выступающими краями катушек и внутренней поверхно­стью станины не менее (6...8) • 10^-3 м.

Площадь сечения катушки, м²,

Sкт= Wв*d_из² / k_з.в

где d_из — диаметр изолированного провода k_з.в — коэффи­циент заполнения, определяющий разбухание катушки.

Окончательные размеры катушек обмоток возбуждения устанав­ливаются после размещения в межполюсном окне главных и доба­вочных полюсов. Если площадь межполюсного окна не позволяет разместить обмотки, то необходимо увеличить внутренний диаметр станины.

Сопротивление обмотки возбуждения, Ом,

Максимальный ток обмотки возбуждения, А, I_{в max}=Uв/ Rв

20. Потери и кпд мпт. Характеристики мпт.

1. Потери в меди: сериесная. об. , якорь, доп. полюс, нач. коммутация.

2. Потери в щеточном контакте.

, где - падение напряжения на пару разнополых щеток.

3. Потери на возбуждение.

4. Механические потери: потери на трение щеток и коллектор, потери в подшипниках, потери на трение бочки ротора о воздух включая вентиляционные потери.

5. Потери в стали:

а) на вихревые токи. , где - постоянная, зависящая от марки стали. f- частота перемагничивания.

Для уменьшения -якорь делается наборным и главные полюса делают наборными.

б) потери на гистерезис. , где - постоянная, зависящая от марки стали.

Это основные потери. Кроме них существуют добавочные потери, которые считают пропорционально току. В большинстве случаев они не считаются и берутся 1% от полезной мощности генератора и потребляемой в двигателе. При наличии компенсационной обмотки, то % снижается до 0,5%. При холостом ходе примером потерь является потери в сердечнике главных и добавочных полюсов.

КПД достигает максимума тогда, когда постоянные потери(не зависящие от тока) = потерям пропорциональным квадрату тока.

для двигателя:

Р абочие характеристики двигателя с параллельным возбуждением.

3 вида рабочей характеристики:

На частоту влияет 2 фактора: падение U(уменьшение частоты) и размагничевающее действие реакции якоря(увеличение частоты)

3-основное влияние на частоту вращения оказывает размагничивающее действие реакции якоря

2-привалирующее действие оказывает падение U

1-влияние на n оказывает падение U

Кривизна :воздействует размагничивающее действие реакции якоря.

Максимум КПД, когда потери пропорциональны квадрату тока и = потерям независящим от тока.

Рабочие характеристики двигателя смешанного возбуждения при согласном включении обмоток возбуждения

Механические характеристики ДПТ.

М еханические характеристики это такие характеристики, когда пренебрегаем реакцией якоря. Они характеризуют изменение частоты функции момента времени при включенном дополнительном сопротивлении в цепь якоря (дополнительно R приводит к уменьшению КПД).

1. Параллельное возбуждение.

2. Последовательное возбуждение

3. Смешанное возбуждение.