![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Технология
Машины постоянного тока параллельного возбуждения |
Министерство образования РФ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТФакультет Автоматики и электромеханики Кафедра Электрические машины и аппараты МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ Реферат по дисциплине «Электрические машины»Исполнительстудент группы 7А91 Вакер В.С. (подпись, дата) Руководительдоцент, к.т.н. Игнатович В.М. (подпись) (дата) Томск-2002 Введение. Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения. Электродвигатели постоянного тока используют для регулируемых приводов, например, для приводов различных станков и механизмов. Мощности этих электродвигателей достигают сотен киловатт. В связи с автоматизацией управления производственными процессами и механизмами расширяется область применения маломощных двигателей постоянного тока общего применения мощностью от единиц до сотен ватт. Генераторы постоянного тока общего применения в настоящее время используются реже, чем электродвигатели, поскольку значительное распространение получают ионные и полупроводниковые преобразователи. Электродвигатели и генераторы постоянного тока составляют значительную часть электрооборудования летательных аппаратов, Генераторы постоянного тока применяют в качестве источников питания; максимальная мощность их достигает 30 КВт. Электродвигатели летательных аппаратов используют для привода различных механизмов; мощность их имеет значительный диапазон – от долей до десятков киловатт. На самолетах, например, устанавливается более 200 различных электродвигателей постоянного тока. Двигатели постоянного тока широко используются в электрической тяге, в приводе подъемных устройств, для привода металлорежущих станков. Мощные двигатели постоянного тока применяются для привода прокатных станов и на судах для вращения гребных винтов. Постоянный ток для питания двигателей получается с помощью генераторов постоянного тока или выпрямительных установок, преобразующих переменный ток в постоянный. Генераторы постоянного тока являются источником питания для промышленных установок, потребляющих постоянный ток низкого напряжения (электролизные и гальванические установки). Питание обмоток возбуждения мощных синхронных генераторов осуществляется во многих случаях от генераторов постоянного тока (возбудителей). В зависимости от схемы питания обмотки возбуждения машины постоянного тока разделяются на несколько типов ( с независимым, параллельным, последовательным и смешанным возбуждением). Ежегодный выпуск машин постоянного тока в РФ значительно меньше выпуска машин переменного тока, что обусловлено дороговизной двигателей постоянного тока. Основные элементы конструкции МПТ В машинах постоянного тока насажанный на вал роторный сердечник вместе с заложенной в его пазах якорной обмоткой обычно называется якорем. Якорь машины постоянного тока вращается в магнитном поле, создаваемом обмотками возбуждения 1, надетыми на неподвижные полюсы 2 (рис 1).
По проводникам 6 нагруженной якорной обмотки проходит ток. В результате взаимодействия полей обмоток возбуждения и якорной создается электромагнитный момент, возникновение которого можно также объяснить взаимодействием тока якорной обмотки с магнитным потоком машины. Из технологических соображений сердечник полюсов обычно набирается на шпильках из листов электротехнической стали толщиной 0,5—1 мм (рис. 2). Одна сторона полюса прикрепляется к станине, часто при помощи болтов, другая — располагается Рис. 1. Устройство машины постоянного тока: 1 — обмотка возбуждения; 2 — полюсы; 3 — ярмо; 4 — полюсный наконечник; 5 — якорь; 6 — проводники якорной обмотки; 7 — зубец якорного сердечника; 8 — воздушный зазор машиныРис. 2. Полюс машины постоянного тока: 2 — полюсный сердечник; 2 — воздушный зазор; 3 — полюсный наконечник; 4 — обмотка возбуждения 5 — болт для крепления полюса; 6 — ярмо вблизи якоря. Зазор между полюсом и якорным сердечником является рабочим воздушным зазором машины. Со стороны, обращенной к якорю, полюс заканчивается так называемым полюсным наконечником, форма и размер которого выбираются таким образом, чтобы способствовать лучшему распределению потока в воздушном зазоре. На полюсе размещается катушка обмотки возбуждения. Иногда в малых машинах полюсы не имеют обмотки возбуждения и выполняются из постоянных магнитов. Часть станины, по которой проходит постоянный магнитный поток, называется ярмом. Основная часть потока Ф (см. рис. 1), создаваемого обмоткой возбуждения, идет через сердечник 2 северного полюса , воздушный зазор 8, зубцы 7 и спинку якоря 5, после чего поток проходит аналогичный путь в обратной последовательности к южному соседнему полюсу S и через ярмо 3 возвращается к северному полюсу . Поток Ф проходит замкнутый путь, который показан на рис. 1 линиями магнитной индукции. Полярность полюсов чередуется (северный, южный, северный и т. д.). На рис. 3, а представлено распределение магнитной индукции в воздушном зазоре двухполюсной машины в функции геометрического угла ?. Начало координат и выбрано посередине между полюсами. В этой точке значение индукции равно нулю. По мере приближения к полюсному наконечнику индукция возрастает, сначала медленно (до точки а) у края полюсного наконечника, а затем резко. Под серединой полюсного наконечника в точке b индукция имеет наибольшее значение. Кривая распределения индукции располагается симметрично относительно оси полюса и в точке с, находящейся посередине между полюсами, проходит через нуль, затем индукция меняет знак. Кривая cde является зеркальным отображением относительно оси абсцисс кривой oabc. Области, в которых индукция имеет положительное и отрицательное значение, чередуются. В общем случае машина может иметь р пар полюсов. Тогда при полном обходе всего воздушного зазора разместится пространственных периодов изменения индукции, так как каждый период соответствует длине поверхности сердечника якоря, расположенной под двумя полюсами. Например, в четырехполюсной машине (р=2) имеются два пространственных периода (рис. 4). В теории электрических машин, кроме угла ?г, измеряемого в геометрических градусах, пользуются также понятием угла ?э, измеряемого в электрических градусах.
Принимают, что каждому пространственному периоду изменения кривой распределения индукции соответствует электрический угол ?э=360 эл. град или 2? эл. рад. Поэтому ?э=?г (1) например, на рис. 3 видно, что при числе пар полюсов р==2 имеем ?э=2ссг. При вращении ротора в проводниках якорной обмотки индуктируется э. д. с. Согласно закону электромагнитной индукции э.д.с. проводника Рис. 3. Кривые изменения магнитной индукции в пространстве и э.д.с. проводника якорной обмотки во времени: а — пространственное распределение индукции под полюсом; б — изменение э.д.с. проводника во времени; в — выпрямленное при помощи коллектора напряжение на щетках e=B?l?, (2)где Ва — нормальная составляющая индукции в точке, определяемой углом а, в которой в данный момент времени находится проводник, тл; I — активная длина проводника, т. е. длина, в которой индуктируется э. д. с., м; v — скорость перемещения проводника относительно потока, м/сек. Рис. 4. Распределение потока в четырехполюсной машине: а — чередование полюсов; б — распределение индукции в воздушном зазоре При работе машины длина l активного проводника сохраняется неизменной. Поэтому в случае равномерного вращения (v=co s ) имеем e?B?. (3) Из выражения (3) следует, что при равномерном вращении якорной обмотки изменение э.д.с е проводника во времени (см. рис. 3, б) в соответствующем масштабе повторяет кривую распределения индукции в воздушном зазоре В?, (см. рис. 3, а). Анализируя кривую изменения э.д.с. во времени, видим, что в проводниках якорной обмотки индуктируется переменная э.д.с. В двухполюсной машине за один оборот вращения в проводниках якорной обмотки индуктируется э.д.с., частота которой f= /60 гц, где — скорость вращения потока относительно проводника, вычисляемая в оборотах в минуту. Если машина имеет р пар полюсов, то за один оборот ротора под проводником пройдет р пространственных волн магнитного поля. Они наведут э.д.с., частота которой в р раз больше, т. е. (4) Выражение (4) определяет частоту э.д.с. многополюсной машины. Оно показывает, что частота э.д.с. пропорциональна числу полюсов машины и скорости ее вращения. В системе единиц СИ скорость вращения w имеет размерность электрический радиан в секунду. Подставляя в (4) значение w, выраженное через механическую скорость вращения (5) В машинах постоянного тока для выпрямления э.д.с. применяется коллектор, представляющий собой механический преобразователь, выпрямляющий переменный ток якорной обмотки в постоянный ток, проходящий через щетки во внешнюю цепь. Коллектор состоит из соединенных с витками обмотки якоря изолированных между собой пластин, которые, вращаясь вместе с обмоткой якоря, поочередно соприкасаются с неподвижными щетками, соединенными с внешней цепью. Одна из щеток всегда является положительной, другая — отрицательной. Рис. 5. Выпрямление э.д.с. при помощи коллектора: 1— медные пластины; 2 — виток обмотки якоря; 3 — щетки; 4 — внешняя электрическая цепь Простейший коллектор имеет две изолированные между собой медные пластины, выполненные в форме полуколец (рис. 5), к которым присоединены концы витка якорной обмотки.
Магнетит — слабый магнетик; значительно более сильным магнетиком оказалось железо. Практическое применение железа как М. м. началось в 19 веке после открытия Х. К. Эрстедом , М. Фарадеем , Э. Х. Ленцем законов электромагнетизма, изобретения Б. С. Якоби машин постоянного тока, П. Н. Яблочковым — трансформатора и генератора переменного тока, М. О. Доливо-Добровольским — трёхфазного тока. С 1900 в электротехнике начали применять железо-кремнистые стали, несколько позднее — легко намагничивающиеся в слабых полях Fe — Ni сплавы, получившие широкое распространение в технике связи. Значительно ускорило процесс разработки новых М. м. развитие теории ферромагнетизма. В середине 20 века появились оксидные М. м. — ферриты , слабо проводящие электрический ток, их стали использовать в технике высоких и сверхвысоких частот. Количество применяемых в технике М. м. очень велико. Если рассматривать М. м. с точки зрения лёгкости намагничивания и перемагничивания, то их можно подразделить на магнитно-твёрдые материалы и магнитно-мягкие материалы . Хотя к магнитно-мягким и магнитно-твёрдым материалам относится подавляющее большинство М. м., в отдельные группы выделяют термомагнитные сплавы , магнитострикционные материалы , магнитодиэлектрики и другие специальные материалы. Качество М. м. непрерывно повышается путём применения всё более чистых исходных (шихтовых) материалов и совершенствования технологии производства (термические обработки материалов в защитных средах, вакуумной плавки и др.)
1. Промышленные биореакторы (виды, схемы, принцип работы, достоинства, недостатки)
2. Зарубежные Статистические Пакеты: описание, возможности, недостатки, перспективы развития
3. Восприятие транзитной рекламы: достоинства и недостатки
4. Сводная таблица рисков. Достоинства и недостатки рисков
5. Взаимодействие параллельных проводников с током
10. Классификация технических средств и систем радиосвязи. Достоинства и недостатки радиосвязи
11. Каналы распространения рекламы - достоинства и недостатки
12. Достоинства и недостатки мотивации долгосрочной деятельности
13. Стили руководства: их особенности, достоинства и недостатки
14. Проблема обучения в теории Ж. Пиаже: достоинства и недостатки
15. Исследование характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения
16. Акционерная форма собственности. Достоинства и недостатки
17. Страноведческое описание Австрии
18. Описание шлифа по петрографии метаморфических пород
19. Гражданская правовая защита чести, достоинства и деловой репутации
21. Методика исправления речевых недостатков у актёров
25. Управление потоками данных в параллельных алгоритмах вычислительной линейной алгебры
27. Полная параллельная поддержка для систем планирования, основанных на случаях
28. Синтаксический анализ языка НОРМА. Разбор описания
29. Создание и описание базы данных "СТУДЕНТЫ" (Отчет по курсу "Базы данных")
30. Norton Commander. Описание и возможности
31. Описанные и вписанные окружности
32. Категории медицинской этики долг и достоинство
33. Особенности возбуждения уголовных дел о вымогательстве
34. Особенности возбуждения уголовного дела, как стадии уголовного процесса (Контрольная)
35. Недостатки произношения звуков Р и Р` и способы их коррекции
36. Генераторы переменного тока
37. Генераторы переменного тока
41. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
43. Экспериментальное определение тока шнурования в пропанокислородных смесях
45. Электрический ток в неметаллах
46. Действие электрического тока на организм человека
47. Электрический ток в жидкостях (электролитах)
48. Действие электрического тока на организм человека
49. Реальные опционы, их преимущества и недостатки
50. Описания компьютеpов с нетpадиционной аpхитектуpой (70-е и 80-е годы)
51. Символ воинского достоинства и чести
52. Описание природы в прозе XIX века
53. Проблема человеческого достоинства в драме А.Н. Островского «Гроза»
57. О возможности путешествий по параллельным мирам
58. Теория электрического тока
59. Эффект возрастания критического тока в YBaCuO пленках
60. Первые попытки описания устройства Вселенной-Мира
61. Первая помощь при повреждении электрическим током
62. Санитарно-гигинеическое описание: ресторан Москва
63. Описание системы Бянь Чжичжуна
65. Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении
66. Постоянный электрический ток
67. Трехфазный ток
68. Свободные токи в космической упряжке
69. Описание в библиотечных каталогах и библиографических указателях. Проблема их сближения
73. Процессуальный порядок возбуждения уголовного дела
74. Определение экономической эффективности участка на переменном и постоянном токе
76. Психология труда и человеческого достоинства
77. Синтез содержательных и формализованных описаний в дидактике физики
78. Краткое описание типов акцентуаций и психопатий
79. Разработка вторичного стабилизированного источника электропитания постоянного тока
80. Электрический ток в вакууме. Электронные лампы. Их применение
81. Описание пейджингового протокола POCSAGE
83. Преимущества и недостатки, основных средств рекламы
84. Недостатки рекламных текстов
85. Божественное "достоинство"
89. Определение экономической эффективности участка на переменном и постоянном токе
90. Возбуждение уголовного дела
91. Возбуждение уголовного дела как стадия уголовного процесса
92. Особенности возбуждения уголовного дела, как стадии уголовного процесса
93. Двигатели постоянного тока
94. Лабораторная работа №5 Исследование электрической цепи источника постоянного тока
95. Расчет тягового электромагнита постоянного тока
96. Физические опыты в теме МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА