рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Устройство и принцип действия машин постоянного тока

Устройство и принцип действия машин постоянного тока - раздел Механика, Электромеханические системы Машины Постоянного Тока Широко Используются В Качестве Источника Постоянного ...

Машины постоянного тока широко используются в качестве источника постоянного тока, либо преобразователя электрической мощности в механическую. Первая машина работает в режиме генератора, вторая в режиме двигателя. Двигатели постоянного тока широко используются в регулируемом электроприводе.

Работа машин постоянного тока основана на двух законах:

1. Закон электромагнитной индукции

, (3.1)

где – индукция, ; – длина проводника, м; – линейная скорость,

2. Закон электромагнитных сил:

, (3.2)

где – сила воздействия на проводник, Н; – ток в проводнике,

ЭДС, наводимая в проводнике, получается за счет того, что проводник пересекает магнитное поле со скоростью . Поэтому в реальной машине должно быть две основные части: первая часть – создает магнитный поток, вторая часть – в которой индуктируется ЭДС. Неподвижная часть машины постоянного тока называется статором (рис. 3.1), вращающаяся часть – якорем (рис. 3.2).

 

Рис. 3.1. Устройство статора машины постоянного тока

 

Статор (рис. 3.1) состоит из станины (1) и главных штампованных полюсов (2) на которых располагается обмотка возбуждения (3) (рис. 3.1). Обмотка возбуждения создает магнитный поток при протекании по ней постоянного тока. Станина служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода, так как через нее замыкается магнитный поток машины. Станину изготовляют из стали – материала, обладающего достаточной механической прочностью и большой магнитной проницаемостью. В нижней части станины имеются лапы для крепления машины к фундаментной плите, а по окружности станины расположены отверстия для креплении сердечников главных полюсов.

 

Рис. 3.2. Устройство якоря машины постоянного тока

 

Якорь машины постоянного тока (рис. 3.2) состоит из вала (1) , сердечника (2) с обмоткой (4) и коллектора (5). Сердечник якоря имеет шихтованную конструкцию и набирается из штампованных пластин тонколистовой электротехнической стали. Листы покрывают изоляционным лаком, собирают в пакет и запекают. Готовый сердечник напрессовывают на вал якоря. Такая конструкция сердечника якоря позволяет значительно ослабить в нем вихревые токи, возникающие в результате перемагничивания процессе вращения в магнитном поле. На поверхности сердечника якоря имеются продольные пазы (3), в которые укладывают секции обмотки якоря (4). Каждая секция соединяется с пластинами коллектора (5). Коллектор служит для выпрямления переменной ЭДС в постоянную величину (режим генератора). Эта ЭДС снимается с помощью щеток (6).

Рассмотрим принцип выпрямления (рис. 3.3). Виток (3) подсоединен к двум кольцам и вращается в магнитном поле. При вращении витка в проводниках (1, 2) будет наводиться переменная ЭДС (под северным полюсом одно направление, а под южным другое). Снятое со щеток напряжение будет иметь синусоидальный характер (рис. 3.3,a).

 

Рис 3.3. Принцип выпрямления ЭДС

 

Если кольцо разрезать пополам и подсоединить к ним проводники (1, 2) то это уже будет элементарный коллектор – выпрямитель, (рис. 3.3,б). Независимо от того, какое полукольцо с проводником (1) или (2) подойдет к нижней щетке, направление ЭДС, снимаемое нижней щеткой, будет одним и тем же. Для внешней цепи плюс будет на нижней щетке, а минус на верхней. При одном витке выпрямленная ЭДС будет иметь большую пульсацию. При увеличении числа витков (коллекторных пластин) пульсация резко уменьшается.

Пульсация ЭДС характеризуется величиной :

, (3.3)

где ,

Пульсация зависит от числа коллекторных пластин на полюс. При одном витке (одной коллекторной пластине на полюс) пульсация составляет 100%, так как , , т. е. если , .

С увеличением числа коллекторных пластин на полюс пульсация ЭДС резко снижается: при двух витках , , а при , .

Из всего сказанного следует, что коллектор является той частью машины, которая преобразует машину переменного тока в машину постоянного тока.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Электромеханические системы

Пермский Государственный Технический Университет.. Кафедра микропроцессорных средств автоматизации..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Устройство и принцип действия машин постоянного тока

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Второй закон
  Все электрические машины обратимы, т.е. одна и та же машина может работать в режимах двигателя и генератора. Обратимость электрической машины – основное отличие электромеханического

Назначение и принцип действия трансформатора
  Трансформатор – это электромагнитный статический преобразователь с двумя или более неподвижными обмотками, который преобразует параметры переменного тока: напряжение, ток, ча

Устройство магнитопровода трансформаторов
В зависимости от способа изготовления магнитопроводы трансформаторов бывают пластинчатые и ленточные. Магнитопроводы однофазных трансформаторов бывают трех основных видов: стержневые, броневые и то

Устройство обмоток трансформаторов
Обмотки трансформаторов изготавливают из меди или алюминия. Для трансформаторов небольшой мощности, т. е. при небольших токах (до 25 А для воздушных и до 45 А для масляных трансформаторов), обмотки

Магнитные потоки и ЭДС обмоток трансформатора
При включении первичной обмотки трансформатора в сеть переменного тока по этой обмотке протекает ток I1, создающий магнитное поле. Большая часть магнитных линий замкнется по сталь

Ток холостого хода
При холостом ходе трансформатора под действием приложенного напряжения U1 в первичной обмотке протекает ток холостого хода I0. Намагничивающая сила первич

Векторная диаграмма трансформатора при холостом ходе
Основной магнитный поток в магнитопроводе трансформатора индуктирует в первичной и во вторичной обмотках ЭДС Е1 и Е2. Помимо основного магнитного потока с

Опыт холостого хода трансформатора
Холостым ходом трансформатора является такой предельный режим его работы, когда вторичная обмотка трансформатора разомкнута и ток вторичной обмотки I2=0. Опыт холостого ход

Потери при холостом ходе трансформатора
Мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, идет на покрытие потерь в обмотках и стали: ∆P0 = ∆Pэл1 + ∆Pмагн

Приведение параметров вторичной обмотки к первичной
Так как в общем случае W1 ¹ W2, E1 ¹ E2, и т.д. соответственно разным W и E соответствуют разные пара

Физические процессы в трансформаторе при нагрузке
Рассмотрим работу трансформатора без нагрузки, т. е. в режиме холостого хода, когда ток во вторичной цепи I2=0, а ток в первичной цепи представляет собой ток холостого хода I

Векторная диаграмма трансформатора при нагрузке
После приведения вторичной обмотки трансформатора к виткам первичной мы можем перейти к построению векторной диаграммы. На рисунке показана векторная диаграмма для активно-индуктивной (рис.

Режим короткого замыкания трансформатора
  Необходимо различать два режима короткого замыкания: 1) Аварийный режим – это режим в котором вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко при номинальном первичном

Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании
  Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании представлена на рис. 1.13. Для построения векторной диаграммы запишем основные уравнения ЭДС и токов: 1)

Совмещение режимов холостого хода и короткого замыкания
  Характеристики трансформатора при нагрузке определяют его рабочие свойства. Эти характеристики непосредственно можно получить только для трансформаторов небольшой мощности. Для тран

Относительное изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке
  Изменением напряжения трансформатора называется (выраженная в % от номинального вторичного напряжения) арифметическая разность между номинальным вторичным напряжением при холостом х

Потери и коэффициент полезного действия трансформатора
  В процессе работы трансформатора под нагрузкой часть активной мощности Р1, поступающей в первичную обмотку из сети, рассеивается в трансформаторе на покрытие потерь. В ит

Устройство трехфазных трансформаторов и их особенности
Трехфазный трансформатор представляет собой соединение трех однофазных трансформаторов. Поэтому вся теория, рассмотренная для однофазного трансформатора относится и к трехфазному применительно к од

Группы соединения трансформаторов
Группой соединения трансформатора называется угол сдвига между линейными ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора. За первичную обмотку принимают обмотку высокого напряжения. Групп

Параллельная работа трансформаторов
Трансформаторы в сетях и подстанциях чаще всего работают параллельно. Это обеспечивает надежность в электроснабжении, дает возможность отключить трансформатор на профилактику и в аварийной ситуации

Холостой ход трехфазного трансформатора
  При изучении режима холостого хода однофазного трансформатора мы видим, что при подведенном синусоидальном напряжении, кривые первичной ЭДС и основного потока синусоидальны, а крива

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя
Электродвигатель – это основной элемент электропривода, осуществляющий преобразование электрической энергии в механическую, для приведения в движение различных станков и механизмов, транспортных и

Элементы обмоток переменного тока
Из чего состоит фаза: проводник ® виток ® катушка ® катушечная группа ® фаза. Два проводника составляют виток. Несколько витков составляют катушку, несколько катушек ® катушечную группу, несколько

Электродвижущая сила (ЭДС) обмотки машин переменного тока
  ЭДС фазы проследим по следующей структуре: проводник – виток – катушка – катушечная группа – фаза. Определим ЭДС проводника и витка с полным шагом y = t. Пр

Двигательный режим работы
  Пусть в начале ротор не вращается. Магнитное поле, пересекая проводники ротора индуктируют в них ЭДС. При замкнутой цепи ротора по обмотке его потечет ток. Взаимодействие п

Привидение параметров роторной обмотки к статорной
  Под приведенной роторной обмоткой понимается такая эквивалентная роторная обмотка, которая имеет такое же число фаз, такое же число витков, как и обмотка статора. Приведени

Явления связанные с вращением ротора асинхронного двигателя
При рассмотрении этого вопроса увидим, что частота ротора, ЭДС и индуктивное сопротивление с изменением скорости вращения ротора изменяются. Запишем выражение ЭДС неподвижного ротора.

Приведение асинхронного двигателя к эквивалентному трансформатору
Анализируя принцип действия трехфазного асинхронного двигателя, заметим, что в асинхронном двигателе много общего с трансформатором. Между обмотками статора и ротора двигателя, как и между

Схемы замещения асинхронной машины
  Для исследования работы асинхронной машины часто используются схемы замещения, которые должны отвечать основным уравнениям ЭДС и токов реальной машины. Реально обмотки стат

Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
  Для вывода формулы этого момента предварительно рассмотрим энергетическую диаграмму асинхронного двигателя (рис. 2.13).   1) Активная мощность, потребляемая и

Вращающий электромагнитный момент асинхронного двигателя
  М – электромагнитный момент, создаваемый в результате взаимодействия вращающего магнитного поля с током в роторе (предварительное определение). Электромагнитный момент двигат

Максимальный (критический) момент асинхронной машины
Для определения максимального момента необходимо взять первую производную от М по S и приравнять к нулю . Определим из полученного выражения критическое скольжение – S

Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Рабочие характеристики асинхронного двигателя (рис. 2.19) представляют собой зависимость частоты вращения ротора n2, полезного (нагрузочного) момента на валу M2,

Пуск при пониженном напряжении
  а) Реакторный способ пуска (рис. 2.20). При пуске для ограничения пускового тока в фазы двигателя включается сопротивление реактора, т.е. . Часть напряжен

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Естественные и искусственные механические характеристики
Для асинхронного двигателя частота вращения ротора определяется по формуле , или , откуда видно, что скорость вращения ротора можно регулировать: 1. f = var – изме

Изменение напряжения подводимого к статору
При изменении подводимого к двигателю напряжения изменяется момент, т.к. он пропорционален квадрату напряжения. Рис. 2.24. Механические характеристики АД при

Изменение частоты питающей сети
При изменении частоты питающей сети при Uсети=U1=const, меняется и критический момент, так как он зависит от частоты обратно пропорционально её квадрату.

Торможение с рекуперацией энергии в сеть
При отсутствии внешнего статического момента на валу двигатель, подключенный к сети будет вращаться со скоростью, близкой к синхронной. При этом из сети потребляется энергия, необходимая для покрыт

Торможение противовключением
Противовключение это режим работы, в котором двигатель включен для одного направления вращения, а ротор двигателя вращается в противоположную сторону под действием внешнего статического момента наг

Обмотки якоря машин постоянного тока
Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору. Элементом обмотки

Реакция якоря в машинах постоянного тока
Следовательно, ЭДС якоря зависит от потока и скорости вращения.В процессе работы двигателя обмотки возбуждения и якоря создают магнитные поля. Результирующее магнитное поле двигателя можно рассматр

Электромагнитный момент генератора постоянного тока
  Сила, воздействующая на проводник с током равна , (рис. 3.8). Для расчета принимаем, что ток во всех проводниках одинаков, индукция на полюсном делении средняя, каждый проводник пра

Генератор независимого возбуждения
Схема включения генератора независимого возбуждения представлена на рис. 3.9. Рис. 3.9 Схема включения генератора независимого возбуждения.   Свойства генератора опр

Генератор параллельного возбуждения
Схема генератора параллельного возбуждения изображена на рис. 3.11.   Рис. 3.11 Схема включения генератора параллельного возбуждения.   Для самовозбужд

Генератор последовательного возбуждения
В генераторе последовательного возбуждения ток возбуждения Iв=Ia (рис. 3.15), а поэтому свойства этого генератора определяются лишь внешней характеристико

Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока широко используются в различных системах электропривода, где требуется широкий диапазон регулирования частоты вращения. Двигатель постоянного тока преобразовывает потребл

Реверсирование двигателя постоянного тока
  Рис. 3.19 Реверсирование двигателя постоянного тока Электромагнитный момент . Если изменить направление тока в якоре, то сила де

Двигатель параллельного (независимого) возбуждения
Принципиальная схема включения двигателя параллельного возбуждения представлена на рис. 3.20. Для пуска используется пусковой реостат (П. Р.).   Рис. 3.21 Схема включения дви

Двигатель последовательного возбуждения
Обмотка возбуждения двигателя включена последовательно с якорем, рис. 3.24, а. Ток якоря равен току возбуждения. Поэтому обмотка возбуждения имеет большое сечение и малое число витков. Последовател

Генераторное торможение с рекуперацией (отдачей) энергии в сеть
Переход двигателя в тормозной режим с отдачей энергии в сеть будет иметь место тогда, когда скорость двигателя w будет больше скорости идеального холостого хода w0. В этом случае ЭДС дви

Торможение противовключением
Противовключением называется режим, когда двигатель включен для одного направления вращения, а якорь его под действием внешнего момента или инерции вращается в противоположную сторону. При этом мом

Электродинамическое торможение
Суть этого способа торможения заключается в том, что якорь отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление , а обмотка возбуждения остается подключенной к сети, как показано на рис. 3.3

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги