- •Раздел 1. Машины постоянного тока
- •5.1Принцип действия машины постоянного тока
- •5.2Основные свойства эмпт в режиме генератора и двигателя
- •5.3Конструктивное исполнение эмпт
- •5.4.1Расчёт магнитной цепи эмпт
- •5.4.2Магнитная характеристика машины
- •5.5 Якорные обмотки машины постоянного тока
- •5.5.1Общие замечания
- •5.5.2Простая петлевая обмотка.
- •5.5.3Уравнительные соединения
- •5.5.4Простые волновые обмотки
- •5.5.5Развёрнутая схема простой волновой обмотки (пример)
- •5.5.6Сложные обмотки Сложная петлевая обмотка
- •Сложная волновая обмотка
- •Комбинированные («лягушачьи») обмотки
- •5.6Работа эмпт в режиме холостого хода. Эдс обмотки якоря
- •5.7Напряжение между коллекторными пластинами
- •Потенциальная кривая коллектора
- •5.8Работа эмпт при нагрузке. Электромагнитный момент и электромагнитная мощность эмпт
- •5.8.1 Режим холостого хода
- •5.8.2Работа эмпт при отсутсРабочий режим работы эмпт
- •А) результирующее магнитное поле мпт; б) продольное поле реакции якоря
- •5.8.3 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на 900 по направлению вращения в генераторе (или против вращения – в двигателе)
- •5.8.4 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на 900 против направления вращения в генераторе (или по направлению вращения – в двигателе)
- •5.9Влияние поперечной реакции якоря на магнитное поле эмпт
- •5.10Эдс обмотки якоря при нагрузке
- •5.11Напряжение между коллекторными пластинами при нагрузке
- •5.12Компенсационная обмотка
- •Компенсационной обмотки.
- •5.13Коммутация эмпт
- •5.14Искрение на коллекторе
- •5.15Процесс коммутации
- •5.16Способы улучшения коммутации
- •Добавочных полюсов
- •1.17. Генераторы постоянного тока
- •Генератора независимого возбуждения
- •Постоянного тока независимого возбуждения
- •1.18. Генераторы независимого возбуждения
- •Независимого возбуждения
- •Р ис. 1.53. Построение регулировочной характеристики генератора независимого возбуждения
- •Р ис. 1.54. Нагрузочная характеристика независимого возбуждения
- •1.19. Генераторы параллельного возбуждения.
- •Р ис. 1.56. Характеристика холостого хода
- •Генератора параллельного возбуждения
- •От оборотов генератора.
- •Р ис. 1.59. Внешняя характеристика генератора параллельного (1) и независимого (2) возбуждения
- •Генератора параллельного возбуждения
- •1.20. Генераторы последовательного возбуждения.
- •Возбуждения
- •Р ис. 1.62. Приближенное построение внешней характеристики генератора последовательного возбуждения
- •Р ис. 1.67. Параллельная работа генераторов в режиме внешних характеристик
- •1.21. Двигатели постоянного тока.
- •Двигателей постоянного тока (дпт)
- •Параллельного возбуждения
- •1.22. Уравнения вращающих моментов
- •С помощью пускового реостата (а) и пусковых сопротивлений (б)
- •От времени при пуске двигателя
- •И механических характеристик двигателя параллельного возбуждения
- •1.22.1. Условия устойчивости работы двигателя
- •5.16.1Регулирование частоты вращения двигателя параллельного возбуждения
- •А) схема регулирования частоты вращения двигателя параллельного возбуждения; б) механические характеристики
- •Параллельного возбуждения при разных потоках возбуждения
- •Двигателя параллельного возбуждения при разных напряжениях
- •Для регулирования частоты вращения двигателя независимого возбуждения
- •1.22.3. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения
- •Параллельного возбуждения
- •1.23. Двигатели последовательного возбуждения.
- •Последовательного возбуждения
- •Двигателя последовательного возбуждения
- •1.23.1. Регулирование двигателей последовательного в возбуждения
- •Регулирование скорости путем шунтирования якоря
- •Регулирование скорости включением сопротивления в цепь якоря
- •Регулирование скорости изменением напряжения
- •Двигателя последовательного возбуждения при разных способах регулирования частоты вращения (в относительных единицах)
- •1.28. Потери и кпд эмпт.
5.16Способы улучшения коммутации
Согласно классической теории коммутации самая благоприятная коммутация – прямолинейная, а на практике стремятся обеспечить слегка ускоренную коммутацию. Для улучшения коммутации, очевидно, необходимо воздействовать на добавочный ток коммутации
. (1.131)
На добавочный ток коммутации можно воздействовать двумя способами.
1. Уменьшить , искажающий прямолинейную коммутацию, можно увеличением сопротивления щеточного контакта. Для этого в ЭМ с частыми перегрузками выбирают твердые графитовые щетки.
Недостаток этого способа в том, что из-за этого увеличиваются электрические потери щеточного контакта, механические потери на трение.
Снижается к.п.д. машины, увеличивается плотность тока у сбегающего края щетки. Не выполняются необходимые механические и электромагнитные условия коммутации.
2. Уменьшение возможно счет уменьшения реактивной ЭДС до ( В) и за счет выполнения электромагнитных условий коммутации.
Поскольку по формуле Пихельмайера, которая используется в расчетной практике, реактивная э.д.с. равна
, (1.132)
То реактивную э.д.с. можно уменьшить за счет:
1. Уменьшения числа витков ( );
2. Уменьшения линейной нагрузки от ;
3. Уменьшением величины .
При этом уменьшение нецелесообразно с точки зрения использования материалов. Величины = и определяются номинальной мощностью машины. Поэтому ограничение зависит от возможностей уменьшения и . В машинах мощностью более 50 кВт всегда .
Уменьшение этих величин позволяет снизить В.
Радикальным способом уменьшения реактивной э.д.с. является создание в зоне коммутации внешнего магнитного поля Вк, которое наводило бы в коммутационной секции ЭДС коммутирующую э.д.с. , такую, которая бы компенсировала реактивную э.д.с: .
Для этого необходимо создать внешнее магнитное поле. Внешнее магнитное поле в зоне коммутации можно создать двумя способами.
Сдвигом щёток с геометрической нейтрали;
Применением добавочных полюсов.
Рассмотрим оба способа:
а) Сдвиг щёток с геометрической нейтрали применяется в маломощных ЭМПТ при .
Коммутирующее и поле создается путем сдвига щеток с геометрической нейтрали.
Сущность способа: при сдвиге щеток с геометрической нейтрали в зоне коммутации начинает действовать поле главных полюсов. При этом поле главных полюсов должно быть направлено против поля реакции якоря.
Поэтому в генераторе щетки необходимо повернуть в сторону вращения, а в двигателе против вращения.
Недостатки способа заключаются в ограниченности его применения.
1. Если поток главных полюсов изменяется пропорционально току якоря (машины с последовательным возбуждением), то при фиксированном определенном положении щеток можно добиться хороших условий коммутации в широком диапазоне изменения нагрузок.
2. Если , то наилучшие условия коммутации можно достичь только при определенной нагрузке.
Самый эффективный способ улучшения коммутации – применение добавочных полюсов (рис. 1.44).
(если ).
Рис. 1.44. Расположение и полярность