Обмотка возбуждения машины постоянного тока располагается на: Все, Что Вы Хотели о Них Знать

admin

Способы возбуждения машин постоянного тока

Подробности
Категория: Электрические машины
  • электродвигатель
  • постоянный ток

Работа и свойства электрических машин постоянного тока (как генераторов, так и двигателей) в значительной степени зависят от способа возбуждения в них магнитного потока. Действительно, магнитный поток входит множителем как в выражение   ЭДС, так и в выражение  электромагнитного момента, поэтому необходимо знать, как создается магнитный поток, от каких величин он зависит, как и для какой цели нужно изменять его значение.

Согласно ГОСТов, по способу возбуждения машины постоянного тока классифицируют следующим образом:
а)   машины независимого возбуждения, обмотка возбуждения которых питается от постороннего источника электрического тока;

б)   машины параллельного возбуждения, обмотка возбуждения которых соединена параллельно с цепью якоря;
в)   машины последовательного возбуждения, обмотка возбуждения которых соединена последовательно с цепью якоря;

г)    машины смешанного возбуждения, у которых имеются две обмотки возбуждения, одна из которых соединена последовательно с цепью якоря (другая — может быть либо независимой, либо, чаще, параллельной). Если МДС обмоток возбуждения имеют одно направление, то такое их включение называется согласным. Если же МДС обмоток направлены в разные стороны, то включение называется встречным.
Схемы всех четырех типов машин показаны соответственно на рис. 1.

Все эти электрические машины имеют одинаковое устройство и отличаются лишь выполнением обмотки возбуждения (ОВ). Обмотки независимого и параллельного возбуждения изготавливают с большим числом витков, из провода малого сечения, а обмотку последовательного возбуждения — с малым числом витков из провода большого сечения.
Существуют также машины небольшой мощности, магнитное поле у которых создается либо только постоянными магнитами, либо еще и обмотками возбуждения, питаемыми электрическим током. Свойства первых близки к свойствам машин независимого, а вторых — смешанного или независимого возбуждения (в зависимости от способа подключения обмотки возбуждения).

Рис. 1. Схемы электрических машин постоянного тока независимого (а), параллельного (6), последовательного (в) и смешанного (г)

возбуждений

Во всех машинах на возбуждение расходуется от 0,5 % до 5 % номинальной мощности машины, причем первое значение относится к очень мощным машинам, а второе — к машинам мощностью около 1 кВт.

Как видно из рис. 1, значение тока возбуждения /в машины независимого возбуждения не зависит от тока якоря и определяется напряжением источника питания, причем для регулирования тока /в последовательно в цепь обмотки возбуждения включают резистор.
У машины параллельного возбуждения, согласно закону Ома,

/в = Ur/(RB + Rр),                                         (1)
где RB — сопротивление обмотки возбуждения, a Rp — последовательно с нею включаемого регулировочного резистора.

У машин последовательного возбуждения /в = /я.
Согласно ГОСТ 2582—81, выводы всех обмоток маркируются следующим образом:

Я1 и Я2 — начало и конец обмотки якоря;
С1 и С2 — начало и конец последовательной (сериесной) обмотки возбуждения;

Ш1 и Ш2 — начало и конец параллельной (шунтовой) обмотки возбуждения;
К1 и К2 — начало и конец компенсационной обмотки;

Н1 и Н2 — начало и конец обмотки независимого возбуждения;
Д1 и Д2 — начало и конец обмотки добавочных полюсов.

Возможны случаи, когда машина имеет несколько обмоток одного наименования. В этом случае их начала и концы после буквенных обозначений должны иметь две цифры:
первая указывает порядковый номер обмотки, a вторая,, — начало (1) или конец (2). Например, начало второй параллельной обмотки возбуждения будет иметь обозначение Ш21.

  • Назад
  • Вперёд
  • Вы здесь:  
  • Главная
  • Оборудование
  • Эл. машины
  • АВ-8000/6000У3 электродвигатель

Еще по теме:

  • Дефекты обмоток якоря электрических машин постоянного тока
  • Обозначения вывода обмоток электрических машин постоянного тока
  • Машины постоянного тока
  • Бесконтактные электродвигатели постоянного тока
  • Машины постоянного тока с полупроводниковым коммутатором

6.

4 Способы возбуждения машин постоянного тока

Для
работы электрической машины необходимо
наличие магнитного поля, которое
создается обмоткой возбуждения, питаемой
постоянным током. Классификация машин
постоянного тока определяется способом
включения обмотки возбуждения:

1.
Машины независимого возбуждения,
в которых
обмотка возбуждения (ОВ) питается
постоянным током от источника,
электрически не связанного с обмоткой
якоря (рисунок 6.2.а).

2.
Машины параллельного возбуждения,
в которых
обмотка возбуждения и обмотка якоря
соединены параллельно (рисунок 6.2 б).

3.
Машины последовательного возбуждения,
в которых
обмотка возбуждения и обмотка якоря
соединены последовательно (рисунок
6.2в).

4.
Машины смешанного возбуждения,
в которых
имеются две обмотки возбуждения –
параллельная и последовательная
(рисунок 6. 2 г).

5.
Машины с возбуждением постоянными
магнитами, когда вместо обмотки
возбуждения включен постоянный магнит.

а)

Рисунок
6.2 – Способы возбуждения машин постоянного
тока

Все
машины (кроме последней) – машины с
электромагнитным
возбуждением,
т. к. магнитное поле в них создается
электрическим током обмотки возбуждения.

Так
все генераторы работают при неизменной
частоте вращения, то и их характеристики
рассматриваются при условии постоянства
частоты вращения n=const.
Основными характеристиками генераторов
являются:

1.
Характеристика
холостого хода
– зависимость
напряжения на выходе генератора в
режиме холостого хода UХХ
от тока возбуждения Iв

2.
Нагрузочная
характеристика
– зависимость
напряжения на выходе генератора U
при работе
с нагрузкой от тока возбуждения
Iв

3.
Внешняя
характеристика
– зависимость
напряжения на выходе генератора U
от тока
нагрузки IН.

4.
Регулировочная
характеристика
– зависимость
тока возбуждения Iв
от тока нагрузки IН
 при
неизменном напряжении на выходе
генератора

Вид этих характеристик
определяет рабочие свойства генераторов.

Генератор
независимого возбуждения. Схема
включения генератора независимого
возбуждения показана на рисунке 6.3.
Реостат R,
включенный в цепь возбуждения, дает
возможность регулировать ток Iв
в обмотке
возбуждения (и основной магнитный поток
машины). Обмотка возбуждения питается
от источника энергии постоянного тока:
аккумулятора или выпрямителя.

Рисунок
6. 3 – Схема включения генератора
независимого возбуждения

Характеристика
холостого хода.
При снятии
характеристики генератор работает в
режиме холостого хода. Установив
номинальную частоту вращения и
поддерживая ее неизменной, постепенно
увеличивают ток в обмотке возбуждения
Iв
от нулевого
значения дозначения,
при котором напряжение холостого хода
будет равно Uхх
= 1,15 Uном.
Получают данные для построения кривой
1. Нисходящая
(кривая 2)
и восходящая (кривая 1)
ветви характеристики холостого хода
образуют петлю намагничивания.
Прямолинейная часть характеристики
соответствует ненасыщенной магнитной
системе машины. При дальнейшем увеличении
тока сталь машины насыщается, и
характеристика приобретает криволинейный
характер. Характеристика
холостого хода показана на рисунке
6.4.

Рисунок
6.4 – Характеристики холостого хода
генератора

независимого
возбуждения

Нагрузочная
характеристика генератора – выражает
зависимость напряжения на выходе
генератора от тока возбуждения при
неизменных токе нагрузке и частоте
вращения. При указанных условиях
напряжение на выводах генератора меньше
ЭДС, поэтому нагрузочная характеристика
располагается ниже характеристики
холостого хода.

Внешняя
характеристика генератора. Для
построения внешней характеристики
генератор приводят во вращение с
номинальной скоростью и нагружают до
номинального тока при номинальном
напряжении. Сопротивления цепи
возбуждения и частоту вращения в течение
опыта поддерживают неизменными. При
увеличении тока нагрузки напряжение
на выводах генератора понижается; что
объясняется размагничивающим влиянием
реакции якоря и падением напряжения в
цепи якоря. Наклон внешней характеристики
к оси абсцисс (жесткость
внешней характеристики)
оценивается как:

(6.1)

Обычно
для генератора независимого возбуждения
составляет ∆Uном
= 5-10%.

Регулировочная
характеристика генератора показывает,
как следует изменять ток в цепи
возбуждения, чтобы при изменениях
нагрузки генератора напряжение на его
выводах оставалось неизменным, равным
номинальному. При этом частота вращения
сохраняется постоянной.

При
работе генератора без нагрузки в цепи
возбуждения устанавливает ток
возбуждения, при котором напряжение
на выводах генератора становится равным
номинальному. Затем постепенно
увеличивают нагрузку генератора,
одновременно повышают ток возбуждения
так, чтобы напряжение генератора во
всем диапазоне нагрузок оставалось
равным номинальному.

Рисунок
6.5 – Внешняя (а) и регулировочная (б)
характеристики

Основной
недостаток генераторов независимого
возбуждения – необходимость в постороннем
источнике энергии постоянного тока –
возбудителе. Но возможность регулирования
напряжения в широких пределах, а также
жесткая внешняя характеристика являются
его достоинствами.

Генератор
параллельного возбуждения. Принцип
самовозбуждения генератора постоянного
тока основан на том, что: а) .магнитная
система машины сохраняет длительное
время небольшой магнитный поток
остаточного магнетизма сердечников
полюсов и станины; б) создаваемый
магнитный поток должен совпадать по
направлению с остаточным; в) сопротивление
в цепи возбуждения не должно превосходить
критического значения для машины.

Характеристика
холостого хода
будет аналогична показанной на рисунке
6.4, а нагрузочная
и регулировочная
характеристики
генератора параллельного возбуждения
практически не отличаются от
соответствующих характеристик генератора
независимого возбуждения.

Внешняя
характеристика
генератора
параллельного возбуждения (рисунок
6.6) менее жесткая, чем у генератора
независимого возбуждения. Объясняется
это тем, что кроме причин, вызывающих
уменьшение напряжения в генераторе
независимого возбуждения (реакция
якоря и падение напряжения в цепи
якоря), действует и третья – уменьшение
тока возбуждения, вызванное снижением
напряжения от действия первых двух
причин.

При
постепенном уменьшении RН
ток увеличивается только до критического
значения Iкр,
а затем при дальнейшем уменьшении RН
ток начинает уменьшаться. Ток нагрузки
при коротком замыкании Iкз
< Iкр,
т. к. с увеличением тока усиливается
размагничивание генератора, машина
переходит в ненасыщенное состояние,
при котором небольшое уменьшение RН
вызывает резкое уменьшение ЭДС машины.

Рисунок
6.6 – Внешняя характеристика генератора
параллельно возбуждения

Короткое
замыкание, вызванное постепенным
уменьшением сопротивления нагрузки,
не опасно, но при внезапном коротком
замыкании магнитная система не успевает
размагнититься и ток Iкз
достигает опасных для машины значений
Iкз
= (8-12) I ном.

При
таком резком возрастании тока нагрузки
на валу генератора возникает значительный
тормозящий момент, а на коллекторе
появляется сильное искрение, переходящее
в круговой огонь. Поэтому необходимо
защищать генератор от перегрузки и
коротких замыканий посредством плавких
предохранителей или же применением
релейной защиты.

Генератор
смешанного возбуждения имеет
параллельную и последовательную обмотки
возбуждения. Поток возбуждения создается
в основном параллельной обмоткой.
Последовательная обмотка обычно
включается согласно параллельной
(чтобы МДС обмоток складывалась), что
обеспечивает получение жесткой внешней
характеристики генератора (рисунок
6.7).

В
режиме холостого хода генератор имеет
только параллельное возбуждение, так
как Iн
=0. С появлением
нагрузки возникает МДС последовательной
обмотки возбуждения, которая,
подмагничивая машину, компенсирует
размагничивающее действие реакции
якоря и падение напряжения в якоре.
Реакция якоря – влияние МДС статора
на МДС ротора. Внешняя характеристика
в этом случае наиболее жесткая (рисунок
6.7, кривая 2).

Если
необходимо иметь неизменным напряжение
на зажимах потребителя, то число витков
в последовательной обмотке увеличивают,
чтобы МДС компенсировала падение
напряжения у потребителя (кривая 1).

При
встречном включении обмоток возбуждения
напряжение генератора с ростом нагрузки
уменьшается (кривая 3),
что объясняется размагничивающим
действием последовательной обмотки.
Такое включение применяют только в
генераторах специального назначения
(в сварочных генераторах).

Генератор
смешанного возбуждения с согласным
включением обмоток возбуждения применяют
для питания силовой нагрузки, когда
требуется постоянство напряжения.

Рисунок
6.7 – Внешние характеристики генератора
смешанного возбуждения

Типы машин постоянного тока — javatpoint

следующий →
← предыдущая

Магнитный поток в машине постоянного тока создается катушками возбуждения, по которым течет ток. Создание магнитного потока в устройстве за счет циркулирующего тока в обмотке возбуждения называется возбуждением.

В машине постоянного тока существует два типа возбуждения. Раздельное возбуждение и самовозбуждение. При самовозбуждении ток, протекающий через обмотку возбуждения, обеспечивается самой машиной, а при раздельном возбуждении катушки возбуждения питаются от отдельного источника постоянного тока.

Основными типами машин постоянного тока являются:

  1. Постоянный ток с независимым возбуждением машина
  2. Шунтирующая рана или шунтирующая машина.
  3. Серийная или серийная машина.
  4. Составная намотка или составная машина.

1. Машина постоянного тока с независимым возбуждением:

Когда для питания катушек возбуждения используется отдельный источник постоянного тока, это называется машиной постоянного тока с независимым возбуждением. Соединения, показывающие машины постоянного тока с независимым возбуждением, приведены на рисунке.

Рисунок: (a) Генератор постоянного тока с независимым возбуждением, (b) Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением.

2. Шунтовая обмотка постоянного тока:

Машины постоянного тока с параллельным возбуждением — это машины, в которых катушки возбуждения соединены параллельно с якорем. Поскольку шунтирующее поле получает полное выходное напряжение генератора или напряжение питания двигателя, оно обычно состоит из большого количества витков тонкой проволоки, по которой течет небольшой ток возбуждения.

3. Машина постоянного тока с последовательной обмоткой:

Машины постоянного тока с обмоткой серии

— это машины, в которых катушки возбуждения соединены последовательно с якорем. По последовательной обмотке возбуждения протекает ток якоря, а ток якоря большой, поэтому последовательная обмотка возбуждения состоит из нескольких витков провода большой площади поперечного сечения.

Рисунок: (a) Последовательный генератор постоянного тока (b) Последовательный двигатель постоянного тока.

4. Машина постоянного тока со сложной обмоткой:

Составная машина — это машина, имеющая как шунтирующие, так и последовательные поля. Каждым полюсом машины осуществляется две обмотки. Последовательная обмотка имеет мало витков большой площади поперечного сечения, а шунтирующие обмотки имеют много витков тонкого провода.

Можно подключить двумя способами. Если шунтирующее поле подключено параллельно только якорю, машина называется составной машиной с коротким шунтом , а если шунтирующее поле параллельно якорю и последовательному полю, машина называется составной машиной с длинным шунтом . машина .

Рисунок: (a) Генератор постоянного тока с коротким шунтом (b) Двигатель постоянного тока с коротким шунтом.

Рисунок: (a) Генератор постоянного тока с длинным шунтом (b) Двигатель постоянного тока с длинным шунтом.

Уравнение ЭДС и крутящего момента:

В катушках возникает напряжение при вращении якоря. В случае генератора Э.Д.С. вращения называется генерируемой ЭДС и E r = E g .

В случае двигателя Э.Д.С. вращения известна как противоЭДС, и E r = E b . Выражение для обоих условий работы одинаково.

Ток по часовой стрелке создает нисходящее поле, а ток против часовой стрелки создает восходящее поле.

Лет,

P = количество полюсов.
Φ = поток на полюс в Вебере.
Z = Общее количество проводников в якоре.
Н = скорость якоря
А = №. параллельных путей в якоре.

Рассмотрим проводник, движущийся из положения P в Q при шаге полюсов τP и необходимом для перехода из P в Q за время t.

Время, необходимое для полного оборота N = 1 мин = 60 сек.

Время, необходимое для совершения одного оборота =

За один оборот якоря в генераторе с полюсом P каждый проводник якоря сокращает магнитный поток P раз. Значит, поток, срезаемый одним проводником за один оборот = фP

Средняя ЭДС, индуцированная в одном проводнике

ЭДС генерируется на каждом параллельном пути, соединенном с парой угольных щеток.

ЭДС на каждом пути

Уравнение крутящего момента:

Механическая потребляемая мощность = ωT …………………уравнение 1
Вырабатываемая электрическая мощность = E x I a ……………..уравнение 2
Потребляемая механическая мощность = вырабатываемая электрическая мощность

О приравнивании уравнений 1 и 2

Приведенное выше уравнение представляет собой уравнение крутящего момента для машины постоянного тока.

Следующая тема#

← предыдущая
следующий →

.

CT 1: Текущие события (государственная политика и схемы)

57,4 тыс. пользователей

10 вопросов

10 баллов

10 минут

Якорь:

  • Вращающаяся часть машины постоянного тока называется якорем
  • Обмотка якоря машины постоянного тока размещается на роторе для облегчения коммутации
  • Коммутация представляет собой процесс преобразования переменного напряжения, создаваемого в обмотке, в постоянное напряжение на щетках или постоянного напряжения в переменное напряжение.

Дополнительная информация

Коммутация:

  • Коммутация — это процесс, при котором генерируемый переменный ток в обмотке якоря машины постоянного тока преобразуется в постоянный ток.
  • Хорошая коммутация означает отсутствие искрения на щетках.
  • Для хорошей коммутации короткозамкнутая щетками катушка должна иметь нулевую ЭДС наведения в них
  • При недостаточной коммутации коммутация не завершается до тех пор, пока щетка не переместится с одного сегмента коммутатора на другой. Это приводит к искрению на задней кромке щетки.

 

Для улучшения процесса коммутации используются следующие методы.

Коммутация сопротивления:

  • Коммутация сопротивления осуществляется за счет обеспечения высокого сопротивления угольной щетки.
  • Сопротивление щетки последовательно с углем в процессе коммутации.
  • Если сопротивление щетки высокое, то постоянная времени тока в катушке уменьшается, т. е. реверсирование тока происходит быстрее.
  • Этот метод подходит для маломощных машин.

 

Коммутация напряжения:

  • В этом методе индуцируется напряжение в катушке, подвергающейся процессу коммутации.
  • Коммутация напряжения нейтрализует реактивное напряжение.

 

​Промежуточные полюса:  

  • ​Промежуточные полюса размещаются между основными полюсами и крепятся к статору.
  • Обмотки промежуточных полюсов соединены последовательно с якорем, потому что промежуточные полюса должны создавать потоки, прямо пропорциональные току якоря.
  • Промежуточные полюса используются для уменьшения эффекта перекрестного намагничивания реакции якоря.
  • Полярность промежуточного полюса такая же, как у главного полюса впереди в направлении вращения генератора.
  • Полярность промежуточного полюса такая же, как и у полюса основного поля позади направления вращения двигателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *