Меню

Машины постоянного тока слайд



МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначение, области применения и устройство машин постоянного тока Генераторы постоянного тока Двигатели постоянного тока. — презентация

Презентация была опубликована 8 лет назад пользователемwww.StGAU.ru

Похожие презентации

Презентация на тему: » МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначение, области применения и устройство машин постоянного тока Генераторы постоянного тока Двигатели постоянного тока.» — Транскрипт:

1 МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначение, области применения и устройство машин постоянного тока Генераторы постоянного тока Двигатели постоянного тока

2 2 Назначение и области применения машин постоянного тока Машины постоянного тока (МПТ) являются обратимыми, т. е. они могут работать в качестве генератора (ГПТ) или двигателя (ДПТ) без изменения схемы. Широкое применение ДПТ обусловлено следующими причинами: возможность плавного регулирования частоты вращения вала хорошие пусковые свойства: большой пусковой момент при сравнительно небольшом пусковом токе. ДПТ применяют в электротранспорте, в приводах прокатных станов, в системах автоматического регулирования и др. ГПТ используют в качестве возбудителей для питания обмоток возбуждения мощных синхронных машин, цеховых сетей постоянного тока, в частности, для питания ДПТ, электромагнитов, для питания электролитических ванн, зарядки аккумуляторов, сварки, в качестве датчиков частоты вращения и др.

3 3 Машины постоянного тока унифицированы. Выпускаются двигатели серий 2П и 4П в диапазоне мощностей от 0,37 до кВт, частот вращения от 32 до 4000 об/мин, крановые серии Д на напряжения 220 и 440 В; генераторы серий 2ПН на напряжения 115, 230 и 460 В мощностью от 0,37 до 180 кВт с КПД = 0,6…0,9. Кроме того, выпускаются универсальные коллекторные двигатели (серий УЛ, УМТ, МУН), работающие от сети как постоянного, так и переменного тока. Универсальные машины находят применение в бытовой и специальной технике, как исполнительные двигатели. Машины постоянного тока входят в состав автомобильного, судового, самолетного, ракетного и технологического электрооборудования. Основной недостаток МПТ — наличие щёточно-коллекторного узла, который требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надёжность машин. Кроме того, для питания ДПТ требуются источники постоянного тока (ГПТ или выпрямители).

4 4 Устройство машин постоянного тока Основными частями МПТ (рис. 9.1) являются статор (индуктор) и якорь, отделённые друг от друга воздушным зазором (0,3…0,5 мм).

5 5 Статор (индуктор) — это стальной цилиндр 1, внутри которого крепятся главные полюса 2 с полюсными наконечниками 3, образуя вместе с корпусом магнитопровод машины. Полюсные наконечники служат для равномерного распределения магнитной индукции в зазоре между полюсами статора-индуктора и якоря. На главных полюсах расположены последовательно соединённые катушки обмотки возбуждения 4, предназначенные для создания неподвижного магнитного потока Фв машины. Концы Ш1 и Ш2 обмотки возбуждения (ОВ) выводят на клеммный щиток, расположенный на корпусе машины. Помимо основных полюсов внутри статора располагают дополнительные полюса 9 с обмотками 10, которые служат для уменьшения искрения в скользящих контактах (между щётками и коллектором). Устройство статора (индуктора)

6 6 Устройство якоря Якорь (подвижная часть машины) — это цилиндр 5, набранный из листов электротехнической стали, снаружи которого имеются пазы, в которые уложена якорная обмотка 11. Отводы обмотки якоря (ОЯ) припаивают к пластинам коллектора 6, расположенного на вращающемся в подшипниках валу 7. Коллектор представляет собой цилиндр, набранный из медных пластин, изолированных друг от друга и от вала. Коллектор играет роль механического выпрямителя переменной ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря. К коллектору с помощью пружин прижимаются неподвижные медно-графитовые щётки 8, соединённые с клеммами Я1 и Я2 щитка. Образовавшиеся скользящие контакты дают возможность соединить вращающуюся ОЯ с внешней электрической цепью (снять выпрямленное напряжение с коллектора (генераторный режим) или соединить якорную обмотку с источником постоянного напряжения и распределить токи в стержнях ОЯ таким образом, чтобы их направления под разноименными полюсами были бы противоположными (двигательный режим)). Суммарное сопротивление цепи якоря Rя = 0,5…5 Ом.

7 7 Схемы возбуждения МПТ В зависимости от того, как обмотка возбуждения включена относительно сети якоря, различают МПТ независимого возбуждения (ОВ к якорю не подключена) и МПТ с самовозбуждением, которое подразделяется на параллельное, последовательное и смешанное. а) независимого, б) параллельного, в) последовательного и г) смешанного возбуждения МПТ

8 8 Принцип работы генератора постоянного тока Генератор преобразует механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию. Принцип работы ГПТ основан на явлении электромагнитной индукции. Если посредством первичного двигателя привести якорь машины во вращение с постоянной угловой частотой w и подать постоянное напряжение в обмотку возбуждения статора, то в каждом стержне обмотки якоря будет наводиться ЭДС е 1 = Bcp l v Напряжение на зажимах обмотки якоря U = Eя — RяIя = СeФвn — RяIя, где Rя и Iя — сопротивление цепи и ток якоря. Свойства ГПТ определяются их основными характеристиками: холостого хода, внешней и регулировочной.

9 9 Характеристика холостого хода Eя = Ux = f(Iв) (n = const; I = 0) снимается при разомкнутой цепи приёмника и показывает, как нужно изменять ток возбуждения Iв посредством реостата Rр, чтобы получить те или иные значения ЭДС Eя генератора. Внешняя характеристика U = f(I), представляющая собой зависимость напряжения U на выводах генератора от тока нагрузки I при n = const и Iв = const. Регулировочной характеристикой называют характеристику Iв = f(I) при n = const и U = const. Она показывает, как следует изменять ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение U генератора при изменении нагрузки (тока I).

10 10 ГПТ независимого возбуждения и его характеристики схема характеристики: холостого хода внешняя регулировочная

11 11 Принцип работы двигателей постоянного тока В основе работы двигателя постоянного тока (ДПТ) — преобразователя электрической энергии в механическую, приводящую во вращения вал машины, лежит закон Ампера. Для создания вращающего момента постоянное напряжение U подводится одновременно к обмотке возбуждения ОВ (создающей магнитный поток Фв машины), и (посредством неподвижных щёток) к коллектору.

12 12 Уравнение электрического равновесия для якорной обмотки выглядит следующим образом: U = Eя + UяIя, где U — напряжение на зажимах якорной обмотки. Умножив члены последнего уравнения на величину Iя, получим уравнение баланса мощностей цепи якоря ДПТ Рэ = UIя = EяIя + RяI я 2, которое показывает, что электрическая мощность Рэ, подводимая к якорю двигателя из сети, преобразуется в электромагнитную мощность Р эм = EяIя = М/w и мощность электрических потерь Ря = RяIя 2 в обмотке якоря. Двигатели постоянного тока классифицируют по способу возбуждения: независимое, параллельное (шунтовое), последовательное (сериесное) и смешанное (сериесно- шунтовое или компаундное).

13 13 Двигатели постоянного тока (ДПТ) параллельного возбуждения В этих двигателях обмотка возбуждения ОВ подключена параллельно с обмоткой якоря к сети (рис. 9.6, б). В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат с сопротивлением Rр, а в цепь якоря — пусковой реостат с сопротивлением Rп. Ток возбуждения не зависит от тока якоря Iя. Iв = U/(Rв + Rp), Ток якоря Iя = (U — Eя)/Rя

14 14 В начальный момент пуска ДПТ частота вращения якоря n = 0, по-этому противо-ЭДС Ея = 0 и ток I я недопустимо увеличивается. Чтобы ограничить недопустимо большой пусковой ток в обмотке якоря и, как следствие, возникающий рывок или удар на валу и искрение в контактах щётки-коллектор, последовательно с якорем включают пусковой реостат Rп (рис. 9.6, б), сопротивление которого рассчитывают из условия, чтобы пусковой ток Iяп = U/(Rя + Rп)

15 15 Электромеханические свойства ДПТ определяются его скоростной n(Iя) или механической n(M) характеристиками. Скоростная характеристика представляет зависимость частоты вращения n от тока якоря Iя при U = const и Iв = const. Уравнение естественной скоростной характеристики получают из рассмотренного выше выражения тока якоря, решив его относительно частоты вращения, n = (U — RяIя)/(CЕФв) = (U/CЕФв) — (Rя/CЕФв)Iя.

16 16 Механическая характеристика n(M) представляет зависимость частоты вращения якоря n от развиваемого ДПТ момента М = Мс при условии постоянства напряжения U сети и сопротивлений в цепи якоря и в цепи возбуждения. Заменив ток Iя в выражении скоростной характеристики значением из выражения вращающего момента М = СMIяФв, получим уравнение естественной механической характеристики n = (U/CЕФв) — (Rя/СЕСМФв2)M = n 0 — n, где n 0 = U/CEФв — частота вращения якоря при «идеальном» холостом ходе (Мс = 0); сопротивления Rп = 0 и Rр = 0; напряжение на якоре U = Uн и магнитный поток двигателя Фв = Фвн.

0 (Rр =» title=»17 Естественная механическая характеристика n(M) ДПТ параллельного возбуждения является жесткой, т. к. снижение частоты вращения n при моменте сопротивления на валу М = Мсн составляет (3…7)% от n 0. Если сопротивление пускового реоостата Rп > 0 (Rр =» > 17 17 Естественная механическая характеристика n(M) ДПТ параллельного возбуждения является жесткой, т. к. снижение частоты вращения n при моменте сопротивления на валу М = Мсн составляет (3…7)% от n 0. Если сопротивление пускового реоостата Rп > 0 (Rр = 0), получают искусственные, т. н. реостатные механические характеристики 2…4 (рис. 9.6, в), проходящие через точку n 0 — частоту вращения ХХ двигателя. Чем больше сопротивление Rп, тем характеристика круче. 0 (Rр =»> 0 (Rр = 0), получают искусственные, т. н. реостатные механические характеристики 2…4 (рис. 9.6, в), проходящие через точку n 0 — частоту вращения ХХ двигателя. Чем больше сопротивление Rп, тем характеристика круче.»> 0 (Rр =» title=»17 Естественная механическая характеристика n(M) ДПТ параллельного возбуждения является жесткой, т. к. снижение частоты вращения n при моменте сопротивления на валу М = Мсн составляет (3…7)% от n 0. Если сопротивление пускового реоостата Rп > 0 (Rр =»>

Читайте также:  Как определить полюса катушки по которой течет ток

18 18 Пуск ДПТ Прямой пуск двигателя (Rп = 0) применяют только для двигателей малой мощности (до 1 кВт), у которых сопротивление якорной цепи относительно велико и обмотка якоря не успевает нагреться. Пуск двигателя с использованием пускового реостата называют реостатным. Перед пуском для получения максимального пускового момента при допустимом пусковом токе регулировочный реостат в обмотке возбуждения полностью выводят (Rр = 0) (при этом магнитный поток Фв имеет максимальное значение), а рукоятку переключателя пускового реостата устанавливают в положение 4 при наличии трёх ступеней реостата, ( рис. 9.6, б), при котором сопротивление Rп имеет максимальное значение. В начальный период пуск осуществляется по реостатной характеристике 4 ( рис. 9.6, в); при этом двигатель развивает максимальный пусковой момент. По мере разгона сопротивление пускового реостата Rп ступенчато уменьшают; разгон двигателя осуществляется по отдельным отрезкам реостатных характеристик 4, 3 и 2 (см. жирные линии на рис. 9.6, в). При полностью выведенном сопротивлении Rп и достижении значения М = Мн частота вращения n якоря устанавливается на естественной мехaнической характеристике 1 (точка А).

19 19 При пуске двигателей большой мощности использование пускового реостата (из-за его громоздкости и значительных потерь энергии) становится неэффективным. В этом случае применяют безреостатный пуск при пониженном напряжении, подводимом к цепи якоря. Получаемые (при условии, что Rп = 0 и Rр = 0) искусственные механические характеристики имеют вид 2 и 3 (рис. 9.6, г) и проходят параллельно естественной 1 и тем ниже, чем меньше величина напряжения U. Безреостатный пуск при пониженном напряжении

20 20 Способы регулирования частоты вращения и реверсирование ДПТ параллельного возбуждения Из рассмотрения механических характеристик двигателя следует, что при моменте М = Мс = const частоту вращения якоря n = U/(CEФв) — ((Rя + Rn)/(CECMФв2))M = n 0 — n можно регулировать тремя способами: реостатным — изменением сопротивления цепи якоря (Rя+ Rп = var); полюсным — изменением магнитного потока полюсов (Rв + Rр = var); якорным — изменением напряжения, подводимого к якорю (U = var). Реверсирование двигателей можно обеспечить изменением направления тока или в обмотке якоря, или в обмотке возбуждения

Источник

Презентация к уроку по теме «Машины постоянного тока»

Нажмите, чтобы узнать подробности

Презентация содержит информацию по устройству и принципу действия машины постоянного тока; отличия генератора от двигателя; схему выпрямления тока коллекторным узлом; виды обмоток якоря.

Может использоваться как в школе в 10-11 классов в качестве иллюстрации применения явления электромагнитной индукции, так и в начально- и среднепрофессиональном образовании.

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку по теме «Машины постоянного тока» »

Машины постоянного тока

Машины постоянного тока

Электрические машины постоянного тока

Электрические машины постоянного тока

Машины постоянного тока Любая машина постоянного тока может работать как в режиме генератора , так и в режиме двигателя

  • Генераторы
  • Двигатели
  • преобразуют механическую энергию в электрическую;
  • для работы генератора, его ротор (вал) надо вращать каким-либо двигателем;
  • преобразуют электрическую энергию в механическую;
  • для работы двигателя его подключают к источнику энергии

Машины постоянного тока

Любая машина постоянного тока может работать как в режиме генератора , так и в режиме двигателя

Принцип действия генератора постоянного тока Простейшим генератором является виток, вращающийся между полюсами магнита Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции

Принцип действия генератора постоянного тока

  • Простейшим генератором является виток, вращающийся между полюсами магнита
  • Принцип действия

основан на явлении

электромагнитной

Принцип действия генератора постоянного тока

Принцип действия генератора постоянного тока

Принцип действия двигателя постоянного тока Простейший электродвигатель -виток, который вращается в магнитном поле. Действие двигателя основано на законе Ампера

  • При вращении витка с некоторой частотой его стороны пересекают магнитный поток Ф и в каждом проводнике индуцируется э. д. с. Е

Принцип действия двигателя постоянного тока

  • Простейший электродвигатель -виток, который вращается в магнитном поле.
  • Действие двигателя

законе Ампера

Принцип действия двигателя постоянного тока

Принцип действия двигателя постоянного тока

Принцип действия двигателя постоянного тока

  • Если подключить виток к источнику электрической энергии, то по каждому его проводнику начнет проходить электрический ток.
  • Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы F.

Принцип действия двигателя постоянного тока

Устройство машин постоянного тока 1 – корпус ( станина ) 2 – статор ( индуктор ) На явно выраженных полюсах статора (главные полюса) расположена обмотка возбуждения , по которой проходит постоянный ток I в 3 – ротор ( якорь ) 4 - обмотка якоря , в которой при вращении ротора индуцируется э. д. с.

  • При выбранном направлении тока на проводник, расположенный под южным полюсом, будет действовать сила F, направленная вправо (по правилу левой руки), а на проводник, лежащий под северным полюсом,— сила F, направленная влево.

Устройство машин постоянного тока

1 – корпус ( станина )

2 – статор ( индуктор )

  • На явно выраженных полюсах статора (главные полюса) расположена обмотка возбуждения , по которой проходит постоянный ток I в

3 – ротор ( якорь )

4 — обмотка якоря , в которой при вращении ротора индуцируется э. д. с.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

  • Эта э. д. с. снимается с обмотки якоря при помощи скользящего контакта – щеток (5), включенных между обмоткой и внешней цепью.
  • Иногда к основным полюсам добавляют дополнительные полюса

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока Принцип его действия состоит в следующем:

  • Для преобразования переменного тока в постоянный применяют коллектор .

Устройство машин постоянного тока

Принцип его действия состоит в следующем:

Устройство машин постоянного тока

  • Концы витка присоединяют к двум медным полукольцам ( коллекторным пластинам ).
  • Их укрепляют на валу машины и изолируют друг от друга
  • На пластинах помещаются неподвижные щетки , отдающие электрическую энергию потребителю.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

  • При вращении витка коллекторные пластины вращаются вместе с валом машины так, что каждая щетка соприкасается то с одной, то с другой пластиной.
  • Щетки на коллекторе устанавливаются так, чтобы они переходили с одной пластины на другую в тот момент, когда ЭДС в витке была ровна нулю.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока Напряжение и ток при этом получаются постоянными по направлению, но переменными по значению. Такой ток и напряжение называют пульсирующими .

Устройство машин постоянного тока

  • Напряжение и ток при этом получаются постоянными по направлению, но переменными по значению.
  • Такой ток и напряжение называют

пульсирующими .

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

  • Для сглаживания пульсации в обмотке якоря увеличивают число витков и соответственно число коллекторных пластин.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

  • Для лучшего использования обмотки якоря отдельные витки соединяют друг с другом последовательно.
  • К каждой коллекторной пластине присоединяют конец предыдущего и начало, следующего витка.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока

  • При вращении якоря между любыми двумя точками такой обмотки действует переменная э. д. с. Однако во внешней цепи между неподвижными щетками действует постоянная по направлению и значению э. д. с. Е
  • Следовательно, коллектор работает в качестве механического выпрямителя .
  • Чем больше витков в обмотке якоря и коллекторных пластин, тем меньше пульсируют э. д. с. и ток. Полностью освободиться от пульсации невозможно.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали, на внешней поверхности которых выштампованы пазы.

  • Электрический контакт с коллектором осуществляется посредством щеток , установленных в щеткодержателях.
  • Все щеткодержатели одной полярности соединены между собой медными шинами, подключенными к выводам машины.
  • Количество щеточных комплектов соответствует числу главных полюсов.
  • Щетки располагают на коллекторе по оси главных полюсов

Устройство машин постоянного тока

  • Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали, на внешней

поверхности которых выштампованы пазы.

Обмотка якоря Петлевая - концы каждой секции присоединены к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. Начало каждой последующей секции соединяют с концом предыдущей. Волновая - получается последовательным соединением секций, находящихся под разными парами полюсов.

  • В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря.
  • Петлевая концы каждой секции присоединены к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. Начало каждой последующей секции соединяют с концом предыдущей.
  • Волновая — получается последовательным соединением секций, находящихся под разными парами полюсов.

Обмотка якоря Петлевая - в се секции укладываются в пазы за один оборот якоря. при числе полюсов больше двух (6, 8 и т.д.) число параллельных ветвей и щеток равно числу полюсов. Волновая – число параллельных ветвей и щеток вне зависимости от числа полюсов равно двум.

  • Петлевая в се секции укладываются в пазы за один оборот якоря.
  • при числе полюсов больше двух (6, 8 и т.д.) число параллельных ветвей и щеток равно числу полюсов.
  • Волновая –
  • число параллельных ветвей и щеток вне зависимости от числа полюсов равно двум.

Источник

Презентация по теме «Машины постоянного тока»

Электрические машины постоянного тока 1/ устройство 2/ принцип действия 3/ ус.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Электрические машины постоянного тока 1/ устройство 2/ принцип действия 3/ устройство обмотки якоря 4/ потери в мпт

Электрическая машина постоянного тока – это электромеханическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую (генератор) или электрическую в механическую (двигатель) Генератор постоянного тока вырабатывает постоянный ток и применяется для питания электрических двигателей, установок электролиза, для зарядки аккумуляторов и т.д. Двигатели постоянного тока создают механический вращающий момент, который используется для привода различных механизмов и транспортных средств.

Читайте также:  Изменение частоты генератор переменного тока

1. Устройство машины постоянного тока 1 — Коллектор 2 — Щеточный контакт 3 – сердечник якоря 4 – сердечник полюса 5 – обмотка возбуждения 6 – корпус (станина) 7 – крышка вентилятора 8 – вентилятор 9 – обмотка якоря

Устройство и назначение элементов машины Станина изготовлена из магнитопроводящего материала (чугун, сталь). Является магнитопроводом и основной деталью, к которой крепятся все остальные детали. Полюс с обмоткой возбуждения состоит из шихтованного сердечника, наконечника и катушки. Служит для создания магнитного поля в машине ( иногда заменяется магнитом). Якорь с якорной обмоткой цилиндр, набранный из листов электротехнической стали, изолированных и запрессованных на валу, на внешней поверхности есть пазы для укладки обмотки, которая крепится в них клиньями или бандажами. В якоре появляется ЭДС.

а) якорь без обмотки, б) якорь с обмоткой 1 – листы сердечника якоря 2 – свободный конец вала 3 – пазы для якорной обмотки 4 – якорная обмотка 5 – бандажные кольца 6 — коллектор

Устройство и назначение элементов машины Коллектор состоит из клиновидных медных пластин, изолированных и набранных на втулке. К выступам пластин крепится концы обмотки якоря. Коллектор служит механическим переключателем секций обмотки якоря (механическим выпрямителем). Щеточный контакт прилегает к поверхности коллектора и состоит из графитовых щеток, щеткодержателя и траверсы. Служит для электрического соединения подвижной и неподвижной части машины.

2. Принцип работы в режиме генератора Если якорь соединить с нагрузкой и завращать посторонним двигателем, то в обмотке якоря, которая вращается в магнитном поле, созданным обмоткой возбуждения, появится ЭДС по закону электромагнитной индукции, и в нагрузке потечет ток. Но на проводник с током в магнитном поле по закону Ампера действует электромагнитная сила, создавая тормозной момент, который должен преодолеть посторонний двигатель. Т.О. Машина, потребляя механическую энергию постороннего двигателя, вырабатывает постоянный ток. ЭДС генератора: Е = U + Iя · Rя U – напряжение на зажимах генератора, В Iя – ток якоря, А Rя – сопротивление обмотки якоря, Ом

Принцип работы в режиме двигателя Если якорь соединить с сетью, то в обмотке якоря потечет ток. Но на проводник с током в магнитном поле, созданным обмоткой возбуждения по закону Ампера действует электромагнитная сила, создавая вращающий момент. Но наведенная ЭДС по закону электромагнитной индукции будет направлена встречно току (противо ЭДС). Т.О. Машина, потребляя постоянный ток, вырабатывает механическую энергию. ЭДС двигателя: Е = U — Iя · Rя U – напряжение питания, В Iя – ток якоря, А Rя – сопротивление обмотки якоря, Ом

3.Устройство обмотки якоря Основной элемент ОЯ – секция Секция-это часть обмотки, присоединенная к двум соседним коллекторным пластинам. Состоит из одного или нескольких витков. Её активные стороны лежат под полюсами, часть обмотки, расположенная с торца называется лобовой. В МПТ обмотка двухслойная, секции соединены последовательно. Группы секций образуют параллельные ветви, их число равно числу полюсов машины. В МПТ применяют петлевую или волновую обмотку коллектор якорь Полюс с ОВ Секция ОЯ

ЭДС в МПТ зависит от параметров обмотки якоря, она пропорциональна частоте вращения и магнитному потоку. Ф – магнитный поток, Вб n — частота вращения якоря, об\мин Се – машинная постоянная р — число пар полюсов N – число проводников ОЯ а — число пар параллельных ветвей

Электромагнитный момент в МПТ зависит от параметров обмотки якоря, он пропорционален магнитному потоку и силе тока в обмотке якоря. Ф – магнитный поток, Вб Iя — ток якоря, А См – машинная постоянная р — число пар полюсов N – число проводников ОЯ а — число пар параллельных ветвей

Явление реакции якоря в МПТ Влияние магнитного поля, созданного обмоткой якоря, на магнитное поле обмотки возбуждения называется РЕАКЦИЕЙ ЯКОРЯ Из-за этого явления магнитное поле МПТ искажается, что ухудшает работу коллектора и щеток. Чтобы снизить размагничивающее действие реакции якоря нужно: Сместить щетки с нейтрали Установить компенсирующую обмотку в полюсных наконечниках

Переход секции из одной параллельной ветви в другую называют коммутацией. В процессе переключения секция замыкается накоротко, а ток в ней меняет направление на противоположное. Если ток меняется по линейному закону – коммутация прямолинейная. Но из-за реакции якоря в замкнутой секции появляется ЭДС, что вызывает искрение под щетками и разрушение коллектора. Чтобы улучшить коммутацию между основными полюсами устанавливают дополнительные, их назначение – скомпенсировать реакцию якоря.

4, Часть энергии, которая не используется в машине с пользой, называется ПОТЕРЯМИ МОЩНОСТИ. Потери в МПТ: Магнитные потери Рм – происходят в магнитопроводе и полюсах машины из-за перемагничивания Электрические потери Рэл – возникают в обмотках якоря и возбуждения из-за нагрева Механические потери Р мех – возникают во вращающихся частях и подшипниковых щитах из-за трения о воздух Добавочные потери Рдоб – возникают из-за действия реакции якоря

Письменный опрос по машинам постоянного тока Описать устройство МПТ по картинке. Описать принцип работы. Рассчитать ЭДС машины, если U=220В, Iя=2А, Rя=10(Ом) Вар1 – режим двигателя Вар2 – режим генератора

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДВ-446253

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Презентация к уроку «Машины постоянного тока»

Машины постоянного тока Лекция 33-34 pptcloud.ru

Описание презентации по отдельным слайдам:

Машины постоянного тока Лекция 33-34 pptcloud.ru

Назначение и области применения МПТ Электрические машины постоянного тока Как звенья САР; усилители электрических сигналов управления; тахогенераторы; питания электролитических ванн; зарядки аккумуляторов; высококачественной сварки; входят в состав металлургического, автомобильного, судового и самолетного электрооборудования. двигатели генераторы

Принцип действия машин постоянного тока + • S N S N +I -I I RH U U t

Принцип действия электрических машин постоянного тока (МПТ) основывается на взаимодействии постоянного магнитного поля и проводника с током , находящимся в этом поле. Генераторы: Рамка вращается в магнитном поле постоянного магнита за счет энергии другого источника. В проводах рамки возникает э.д.с. и индукционный ток различного направления. Концы проводов рамки соединены с коллектором, с которого снимается через щетки ток постоянного направления (если включена нагрузка).

Двигатели: Через коллектор и щетки в рамку подается постоянный ток, который взаимодействует с постоянным магнитным полем машины и создает вращающий момент на валу машины. Электрические машины постоянного тока взаимообратимы, т.е. могут работать как режиме двигателя, так и генератора.

Преимущества МПТ ГПТ Жесткая внешняя характеристика, Хорошие регулировочные свойства, Возможность использования в автоматических линиях ДПТ -Лучшие механические характеристики, -Лучшие регулировочные свойства, -Высокая перегрузочная способность

Общие недостатки МПТ Сложность конструкции, Невозможность работы в агрессивных средах, Необходимость частых ревизий, Меньший срок службы, Наличие радиопомех.

Состав машин постоянного тока ИНДУКТОР: корпус – станина, главные и вспомогательные полюса с полюсными наконечниками, обмотка возбуждения, помещенная на главные полюса. ЯКОРЬ –РОТОР: магнитопровод, обмотка якоря (секции) КОЛЛЕКТОР ЩЕТКИ (Щеточный узел)

Устройство МПТ полюсные наконечники

Принцип действия МПТ N S ГН ГН Ф магнитная индукции в воздушном зазоре длина проводника Ток якоря число параллельных ветвей параллельные ветви

Генератор ПТ Первичный двигатель развивает вращающий момент М1, вращая ротор генератора с частотой n. Мощность механической энергии, поступающей от ПД

Если к обмотке возбуждения подведено напряжение UВ, то в ней возникает ток IВ, создающий МДС wВIB. МДС wВIB возбуждает в машине магнитный поток возбуждения Ф. При вращении проводников якоря в магнитном поле, возбуждаемом МДС главных полюсов машины, в них наводятся ЭДС.

Читайте также:  Люди бьющие своими руками током

Сумма ЭДС всех проводников одной параллельной ветви обмотки якоря определяет ЭДС якоря где — постоянный коэффициент р – число пар полюсов, N – число проводников обмотки якоря, а – число пар параллельных ветвей

Электромагнитная мощность генератора Мощность электрической энергии, снимаемой с его зажимов

Двигатель ПТ Если через щетки и коллектор на обмотку якоря возбужденной машины подать напряжение U, то в результате в проводниках обмотки якоря появятся токи. Взаимодействие проводников с током обмотки якоря и магнитного поля возбуждения Ф создает электромагнитный момент М, который определяет момент вращающий М2 на валу двигателя.

Мощность, подводимой к двигателю электрической энергии Мощность механической энергии, снимаемой с вала двигателя

Уравнения электрического состояния МПТ в режиме генератора в режиме двигателя

Уравнение электрического состояния цепи якоря генератора Уравнение баланса мощностей цепи якоря генератора Е Iя = U Iя + Iя2Rя Рэм = Рмех Электромагнитная мощность Рэм Мощность приемника Р мощность электрических потерь в обмотке якоря Рэя механическая мощность первичного двигателя = М

Напряжение приложенное к зажимам якоря двигателя Ток якоря двигателя

Уравнение баланса мощностей цепи якоря двигателя U Iя = E Iя + Iя2Rя Рэм = Рмех Электрическая мощность Р Электромагнитная мощность Рэм мощность электрических потерь в обмотке якоря Рэя механическая мощность первичного двигателя = М

Способы возбуждения генераторов

Рабочие характеристики МПТ зависят от способа возбуждения главного магнитного поля. В большинстве машин главное магнитное поле возбуждается при помощи тока возбуждения, проходящего по обмотке возбуждения. Обмотка возбуждения может быть независимой от цепи якоря, но чаще соединяется параллельно, либо последовательно, либо смешанно.

При любом способе включения обмотки возбуждения мощность, затрачиваемая в цепи обмотки возбуждения относительно мала, поэтому потери при регулировании тока незначительны, что дает возможность экономично управлять напряжением генераторов и скоростью двигателей.

Независимость тока возбуждения от напряжения генератора дает возможность регулировать в широких пределах магнитный поток генератора, а следовательно, и его напряжение. Генератор независимого возбуждения

Обмотка возбуждения машины подключается к независимому источнику питания, поэтому на ток возбуждения не оказывает влияние напряжение на зажимах якоря.

Характеристика хх, снимается при разомкнутой цепи якоря (IЯ=0) и постоянной частоте вращения (n=const) Нисходящая ветвь несколько отличается от восходящей вследствие влияния гистерезиса. После выключения тока возбуждения ЭДС индуцируется потоком остаточной индукции. В верхней части характеристика хх заметно загибается вследствие насыщения стали магнитной цепи машины. Е(IB)

Внешняя характеристика определяется при неизменном токе возбуждения и частоты вращения. Если бы ЭДС якоря была строго постоянна, то внешняя характеристика изображалась бы прямой линией. Но из-за влияния реакции якоря напряжение с ростом нагрузки уменьшается, а кривая внешней характеристики загибается в сторону оси тока. U(IЯ)

Регулировочная характеристика показывает как надо менять ток возбуждения, чтобы сохранять постоянным напряжение генератора В большей своей части кривая почти прямолинейна, но при больших токах она загибается в сторону от оси абсцисс из-за влияния насыщения магнитной цепи машины. IB(IЯ)

Генераторы самовозбуждения. Генераторы с параллельным возбуждением Применяют для получения постоянного тока. Для них не требуется дополнительного источника питания цепи возбуждения, что упрощает обслуживание машины, напряжение на зажимах генератора мало изменяется при колебаниях нагрузки.

Цепь возбуждения машины присоединяется параллельно нагрузке. Для возбуждения главного магнитного потока используется процесс самовозбуждения, возникающий благодаря остаточной намагниченности станины.

Характеристики холостого хода и регулировочная этого генератора практически не отличаются от характеристик машины с независимым возбуждением.

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (2) проходит ниже характеристики при независимом возбуждении (1).

По 2 закону Кирхгофа но , поэтому Так как падение напряжения невелико, то им можно пренебречь Тогда ток

При уменьшении сопротивления нагрузки напряжение снижается и ток сначала возрастает за счет увеличения падения напряжения на якоре и за счет уменьшения ЭДС. При некотором сопротивлении нагрузки ток достигает максимального значения, магнитная цепь окажется ненасыщенной. Поэтому при дальнейшем уменьшении сопротивлении нагрузки ЭДС будет уменьшаться быстрее знаменателя и ток будет падать.

Ток, при котором начинается размагничивание называется критическим. Ветвь, лежащая ниже ее перегиба, соответствует неустойчивому режиму. В условиях устойчивого режима изменение напряжения генератора параллельного возбуждения составляет 8-15%.

Ток, при котором начинается размагничивание называется критическим. Ветвь, лежащая ниже ее перегиба, соответствует неустойчивому режиму. В условиях устойчивого режима изменение напряжения генератора параллельного возбуждения составляет 8-15%.

Генератор с последовательными возбуждением ОВ RЯ Внешняя характеристика

Генератор смешанного возбуждения Применяют в установках, где необходимо избежать значительного изменения напряжения при отключениях или подключениях отдельных потребителей.

2 катушки: одна из которых входит в обмотку возбуждения и соединяется последовательно, вторая – в обмотку, включаемую параллельно якорю. Главное м.п. возбуждается одной из этих обмоток, воздействие второй дополнительное.

В большинстве машин смешанного возбуждения МДС двух обмоток складываются (согласное включение), реже МДС имеют противоположное направление (встречное включение).

По 2 закону Кирхгофа но , поэтому Так как падение напряжения невелико, то им можно пренебречь Тогда ток

Числа витков последовательной обмотки можно выбрать так, чтобы напряжение с ростом нагрузки оставалось практически неизменным (кривая 1). При этом включение обмоток должно быть согласным. При встречном включении обмоток напряжение генератора с ростом тока нагрузки резко падает (кривая 2). Снижение напряжения объясняется увеличением степени насыщения м.ц.

Способы возбуждения двигателей

Двигатель параллельного возбуждения Частоту вращения можно регулировать путем изменения потока Ф или напряжения U.

Изменение нагрузки на валу двигателя от холостого хода до номинальной вызывает у большинства ДПТ ПВ изменение частоты вращения на 3-8%. Такая механическая характеристика называется жесткой.

При регулировании Ф изменением IB (реостатом rш) уменьшение Ф понижает ЭДС и вращающий момент М. Согласно уменьшение ЭДС вызывает увеличение IЯ и возрастание вращающего момента М, в результате чего восстанавливается равновесие моментов при повышенной частоте и возросшем токе якоря. С ростом нагрузки на валу уменьшается влияние тока возбуждения на скорость двигателя.

Двигатель последовательного возбуждения Главный магнитный поток двигателя изменяется пропорционально току якоря, пока магнитная цепь не насыщена.

При увеличении нагрузки двигателя возрастают падение напряжения в сопротивлении якоря и магнитный поток. Снижается скорость. Механическая характеристика получается мягкой.

Иногда желательна промежуточная форма механической характеристики между мягкой и жесткой. Такой характеристикой обладает двигатель смешанного возбуждения. В этом двигателе одна из обмоток является основной, дающей не менее 70% намагничивающей силы, вторая дополнительной. Двигатель имеет мягкую механическую характеристику.

Регулирование скорости вращения двигателей изменением сопротивления цепи якоря изменением величины магнитного потока

Потери мощности и КПД

Преобразование электрической энергии в механическую с помощью ДПТ и механической в электрическую с помощью ГПТ сопровождается потерями энергии, чему соответствуют определенные потери мощности .

В МПТ виды потерь: Потери мощности в цепи якоря Потери мощности в стали, вызванные вихревыми токами и перемагничиванием сердечника якоря при его вращении Механические потери Потери мощности в цепи обмотки возбуждения

КПД МПТ При увеличении полезной мощности КПД сначала возрастает при некотором значении P2 , достигает наибольшей величины, а затем уменьшается. Уменьшение КПД объясняется значительным увеличением переменных потерь мощности.

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-977965

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник