Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание № 1.1

Для чего предназначены уравнители обмоток первого и второго родов? Каковы условия симметрии обмоток якоря машин постоянного тока?

В петлевых обмотках реальных машин ЭДС отдельных параллельных ветвей могут быть не одинаковы, главным образом из-за неизбежной магнитной несимметрии. В машинах потоки отдельных полюсов могут быть не одинаковы вследствие неодинаковых зазоров между якорем и отдельными полюсами.

Предположим, что величина воздушного зазора под нижними щетками будет меньше величины зазора под верхними щетками , т.е. . Тогда потоки верхних полюсов станут больше потоков нижних полюсов , а ЭДС нижних параллельных ветвей больше ЭДС верхних ветвей . Это приведет к возникновению уравнительного тока

.

В этом случае уже при холостом ходе генератора, когда ток якоря внутри обмотки будут циркулировать уравнительные токи. Уравнительные токи протекают через щетки одноименной полярности и соединительные провода. Т.к. внутреннее сопротивление обмотки мало, то эти токи могут быть большими уже при небольшой разнице потоков полюсов.

При нагрузке токи нагрузки будут складываться с уравнительными токами. Уравнительный ток нагружает верхнюю щетку и разгружает нижнюю. Нормальная работа щеток будет нарушена, т.к. будет сильное искрение.

Для того, чтобы разгрузить щетки от уравнительных токов и дать им возможность замкнуться внутри самой обмотки, обмотки якоря снабжаются уравнителями I рода, т.е. проводниками с малым активным сопротивлением. Уравнители соединяют внутри обмотки точки, которые имеют теоретически равный потенциал. Так как сопротивление уравнителя меньше сопротивления переходного контакта «щетки - коллектор», то уравнительные токи будут замыкаться через уравнительный провод, не выходя во внешнюю цепь.

В сложных волновых обмотках две простые волновые обмотки соединены между собой с помощью щеток, поэтому обеспечить одинаковый контакт со всеми простыми обмотками практически невозможно. Ток между простыми обмотками распределяется неодинаково, что нарушает равномерное распределение потенциала по коллектору.

Для устранения этого нежелательного явления применяют уравнители II рода, с помощью которых простые обмотки соединяют электрически между собой в точках теоретически равного потенциала. Уравнители II рода устраняют неравномерность распределения потенциала по коллектору.

Таким образом, если уравнители I рода устраняют последствия магнитной несимметрии, то уравнители II рода устраняют неравномерность распределения потенциала по коллектору.

В машинах со сложными петлевыми обмотками применяют уравнители обоих родов. Уравнители I рода необходимы в каждой из простых петлевых обмоток, а уравнители II рода для выравнивания напряжения между отдельными простыми обмотками.

Чтобы обмотка была симметричной необходимо, чтобы

=целое число (ц.ч.) ,

где S - число секций; K - число коллекторных пластин; Z_э - число элементарных пазов; а- число пар параллельных ветвей.

Для симметричного расположения параллельных ветвей в магнитном поле необходимо выполнить условия

ц.ч. ц.ч.

Задание № 1.2

Что произойдет при обрыве цепи возбуждения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, если он работает с номинальным моментом на валу?

Согласно уравнению электрического равновесия

,

где ЭДС якоря

.

При обрыве цепи исчезает ток возбуждения и основной магнитный поток Ф становится равным нулю. Следовательно, и ЭДС якоря .

Ток якоря возрастает во много раз, вследствие отсутствия ЭДС якоря

.

Из формулы для электромагнитного момента

следует, что, несмотря на значительный рост тока якоря при , электромагнитный момент будет меньше момента сопротивления и, следовательно, двигатель будет останавливаться при больших токах.

Защитить двигатель необходимо предохранителями или аппаратами максимального тока.

Задание № 1.3

Двигатель последовательного возбуждения подключен к сети неизменного напряжения U_н=440В. Частота вращения двигателя равна 2000 об/мин при протекании в обмотке якоря тока I_a=50 А.

Определить частоту вращения двигателя при нагрузке током Ia=100 А, предполагая, что магнитная система двигателя не насыщенна. Сопротивление обмотки якоря Ra=0,3 Ом, сопротивление обмотки возбуждения Rв=0,2 Ом. Как измениться скорость двигателя, если при неизменном токе якоря Ia=100 A к параллельной обмотке возбуждения подключено сопротивление Rдоб=0,2 Ом?

машина ток двигатель сопротивление

В двигателе последовательного возбуждения величина магнитного потока при ненасыщенной магнитной системе пропорциональна току якоря

Ф=kIa

Необходимо определить n` при токе Ia=100 А

Уравнение электрического равновесия

U = CeФn + Ia(Ra+Rв) ,

Ea=CeФn

Определим CeФ при Ia=50 A

CeФ=(U-Ia(Ra+Rв))/n = (440-50(0,3+0,2))/2000=0,2075 Вб

при Ia`=100 А

СeФ`=2*0,2075=0,415 Вб

Определим n`

n`=(U-Ia`(Ra+Rв)/ СeФ`=(440-100*0,5)/0,415=939,76 об/мин

При шунтировании обмотки возбуждения добавочным сопротивлением ток в обмотке возбуждения уменьшается и становиться равным

Iв=Ia-Iш

где Iш- ток через добавочное сопротивление

Размещено на http://www.allbest.ru/

Iш=Ia*(Rдоб/(Rв+Rдоб))=100*(0,2/(0,2+0,2))=50 А

Iв=100-50=50 А и СеФ=0,2075 Вб

Скорость якоря при шунтировании обмотки возбуждения увеличиться до

n"=(U-Ia*R)/(CeФ)=(440-100*3)/0,2075=1976 об/мин

Размещено на Allbest.ru