250. Какие бывают два типа составных щеток и для чего их применяют?

Составные щетки, применяемые в настоящее время, можно подразделить на следующие группы:

1. Разрезные щетки, предназначенные для уменьшения дополнительного тока от ЭДС самоиндукции и обеспечивающие более благоприятную работу контакта в механическом отношении.

2. Комбинированные щетки, представляющие собой комбинацию из двух частей различного материала, использование данного типа составных щеток ускоряет коммутацию за счет разности переходных сопротивлений в набегающей и сбегающей частях щеточного контакта

Занятие 31. Генераторы постоянного тока.

250. Где применяются ГПТ?

Генераторы постоянного тока находят применение в тех отраслях промышленности, где по условиям производства необходим или предпочтителен постоянный ток (на предприятиях цветной металлургии при использовании электролиза, железнодорожном, городском и водном транспорте, в авиации и др.). Кроме того, они широко используются в качестве возбудителей синхронных генераторов.

252.Как классифицируются ГПТ?

Классификация генераторов постоянного тока производится по способу их возбуждения, т.е. различают генераторы с независимым возбуждением и самовозбуждением.

253.Каких двух типов может быть независимое возбуждение ГПТ?

Независимое возбуждение может быть электромагнитным или магнитоэлектрическим.

254.Что такое электромагнитное возбуждение ГПТ?

В генераторах с электромагнитным возбуждением обмотка возбуждения, расположенная на главных полюсах, подключается к независимому источнику питания.

255.Что такое магнитоэлектрическое возбуждение ГПТ?

В генераторах с магнитоэлектрическим возбуждением для создания поля используются постоянные магниты, устанавливаемые на его полюсах.

256.Каких трех типов бывают ГПТ с самовозбуждением?

В зависимости от схемы включения этих обмоток различают генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.

257.Что такое смешанное согласное и смешанное встречное возбуждение ГПТ?

В генераторах со смешанных возбуждением на полюсах размещаются две обмотки возбуждения. Одна из этих обмоток, имеющая большое число витков и выполненная из проводников относительно небольшого сечения, включается параллельно с обмоткой якоря, а другая обмотка с малым числом витков из проводников большого сечения – последовательно с ней. При этом параллельная и последовательная обмотки могут включаться как согласно, так и встречно, в зависимости от чего различают генераторы смешанного согласного возбуждения и генераторы смешанного встречного возбуждения.

258.ГПТ с каким возбуждением применяются очень ограниченно и почему?

Генераторы последовательного возбуждения имеют крайне ограниченное применение.

259.Какой вид имеет уравнение равновесия напряжений цепи якоря ГПТ?

U=E-*-

260.При каких трех условиях происходит самовозбуждение ГПТ?

Для самовозбуждения генератора необходимо выполнение следующих условий:

- в машине должен существовать остаточный магнитный поток;

- поток возбуждения должен быть направлен согласно с остаточным потоком;

- сопротивление цепи обмотки возбуждения должно быть меньше критического или частота вращения якоря должна быть больше критической.

261.Что такое критическое сопротивление обмотки возбуждения ГПТ?

Критическое сопротивление является максимальным сопротивлением цепи обмотки возбуждения, при котором возможно самовозбуждение машины.

262.Что такое критическая частота вращения якоря ГПТ?

Критическая частота вращения - это частота, ниже которой невозможно самовозбуждение генератора.

263.Можно ли осуществить самовозбуждение ГПТ на холостом ходу и затем подключить его к нагрузке?

Можно.

264. Какой вид имеют характеристика хх совместно с характеристиками цепи возбуждения при постоянной частоте вращения ГПТ?

265. Какой вид имеют характеристика цепи возбуждения совместно с характеристиками xx при переменной частоте вращения ГПТ?

266. Какие существуют четыре основные характеристики ГПТ?

Характеристика ХХ, нагрузочная характеристика, внешняя характеристика, регулировочная характеристика.

267. Что такое нагрузочная характеристика ГПТ и какой она имеет вид?

Нагрузочная характеристика – зависимость напряжения ГПТ от тока возбуждения U=f (Iв).

268. Какие три величины можно определить из нагрузочной характеристики ГПТ?

Из нагрузочной характеристики можно определить: 1) реакцию якоря; 2) зависимость реакции якоря от насыщения магнитной цепи; 3)зависимость реакции якоря от тока якоря.

269. Почему нагрузочная характеристика ГПТ с независимым и параллельным возбуждением расположена ниже характеристики холостого хода?

Из-за падения напряжения в цепи якоря вследствие действия реакции якоря.

270. Почему нагрузочные характеристики ГПТ с независимым и параллельным возбуждением практически не отличаются друг от друга?

Т.к ток возбуждения очень мал в сравнении с током якоря.

271. Почему нагрузочная характеристика ГПТ со смешанным возбуждением может располагаться как выше, так и ниже характеристики хх ГПТ?

Нагрузочная характеристика генератора со смешанным согласным возбуждением может располагаться как выше характеристики холостого хода (при сильной последовательной обмотке возбуждения, МДС которой компенсирует размагничивающее действие реакции якоря и падение напряжения в цепи якоря), так и ниже нее (при слабой последовательной обмотке возбуждения).

272. Что такое внешняя характеристика ГПТ? Какую величину определяют по внешней характеристике?

Внешняя характеристика представляет собой зависимость напряжения генератора постоянного тока от тока нагрузки f (I)U при постоянном токе возбуждения (для генератора с независимым возбуждением) или постоянном сопротивлении цепи обмотки возбуждения (для генераторов с самовозбуждением).

По внешней характеристике определяют изменения напряжения:

U = (U₀ – Uн)/Uн.

273. Что такое изменение напряжения ГПТ, в чем измеряется?

Изменение напряжения при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода

Δu = (U₀ - U_ном )/U_ном .

Измеряется в %. Для генераторов с независимым возбуждением оно составляет 5-15%.

274. Какой вид имеют (на одном рисунке) внешние характеристики ГПТ при всех типах возбуждения, кроме последовательного?

275. Что такое регулировочная характеристика ГПТ?

Регулировочная характеристика представляет собой зависимость тока возбуждения генератора от его тока нагрузки при неизменном напряжении U Uном .

276. Какой вид имеют регулировочные характеристики ГПТ (на одном рисунке) при всех кроме последовательного типах возбуждения?

277. В каких практических случаях предпочтительно использовать ГПТ со смешанным согласным возбуждением?

ГПТ со смешанным согласным возбуждением применяют в качестве автономных источников энергии в тех случаях, когда есть резкое и частое изменение напряжения.

278. В каких практических случаях предпочтительно использовать ГПТ со смешанным встречным возбуждением?

В генераторе со смешанным встречным возбуждением из-за их сильного размагничивания с ростом тока нагрузки для поддержания напряжения необходимо резко увеличивать ток возбуждения.

278. В каких практических случаях предпочтительно использовать ГПТ с параллельным возбуждением?

Генераторы с параллельным возбуждением применяются в преобразовательных установках в качестве автономных источников постоянного тока.

278. В каких практических случаях предпочтительно использовать ГПТ с независимым возбуждением?

Генераторы с независимым возбуждением применяются тогда, когда требуется менять в широких пределах напряжение источника постоянного тока. В частности, они находят применение в электроприводах для питания двигателей постоянного тока с широким диапазоном регулирования частоты вращения.

Занятие 32. Двигатели постоянного тока.

278. В каких случаях широко применяются двигателя постоянного тока?

Двигатели постоянного тока находят широкое применение в тех случаях, когда по условиям работы исполнительного механизма требуется широкое изменение частоты вращения. При этом во многих случаях двигатели постоянного тока имеют преимущества по сравнению с двигателями переменного тока. Они используются в металлургической промышленности, станкостроении, в системах автоматического регулирования и т.д. Широкое применение двигатели постоянного тока находят на электрическом транспорте, в авиации и в автомобилестроении.

278. Как классифицируются ДПТ?

ДПТ классифицируются по способу включения обмотки возбуждения. Различают двигатели независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

278. Как выглядит энергетическая диаграмма ДПТ?

278. Какой вид имеет уравнение равновесия напряжений цепи якоря ДПТ?

278. Какой вид имеет уравнение баланса токов ДПТ для всех типов двигателей?

278. Какой вид имеет уравнение моментов ДПТ?

278. Что такое статический момент сопротивления ДПТ?

Статический момент сопротивления

278. Какие потери в ДПТ можно определить из опыта ХХ?

Определение суммы механических потерь и потерь в стали в режиме двигателя и разделение её на эти составляющие возможно из опыта холостого хода.

278. В чем идея метода Деттмара и для чего он используется?

Методом Деттмара: откладывать потери в зависимости не от первой степени, а от квадрата ЭДС или напряжения холостого хода. Благодаря этому точки, соответствующие отсчетам наиболее низких значениях напряжения, оказываются сильно приближенными к оси ординат, а так как при малых насыщениях магнитной цепи потери в стали примерно пропорциональны квадрату напряжения, то эти точки хорошо укладываются на прямую.

278. Какой вид имеет уравнение частоты вращения двигателя?

278. Какие существуют три основные характеристики ДПТ?

Основными характеристиками являются:

- скоростная характеристика, которая представляет зависимость частоты вращения от тока якоря, );

- моментная характеристика, которая представляет зависимость электромагнитного момента от тока якоря, );

- механическая характеристика, которая представляет зависимость частоты вращения от электромагнитного момента, );.

292. Что такое скоростная характеристика ДПТ и какой она имеет для независимого возбуждения вид?

Скоростная характеристика, которая представляет зависимость частоты вращения от тока якоря, n= f (Ia) ;

n=

292. Может ли скоростная характеристика независимого (параллельного) ДПТ стать неустойчивой, если да, то при каких условиях и какой она будет иметь вид?

Если , то частота вращения с ростом тока якоря будет увеличиваться и, как будет показано далее, такая характеpистика является неустойчивой.

292. Может ли скоростная характеристика независимого (параллельного) ДПТ стать неустойчивой при его работе на ХХ или с малой нагрузкой и почему?

Если (относительное значение суммарного сопротивления цепи якоря меньше относительного значения уменьшения потока) , то частота вращения с ростом тока якоря будет увеличиваться и, такая характеpистика является неустойчивой.

292. Что такое моментная характеристика ДПТ и какой она имеет для независимого (параллельного) возбуждения вид?

Моментная характеристика, которая представляет зависимость электромагнитного момента от тока якоря, M = f (Ia). Зависимость электромагнитного момента от тока якоря выражается формулой M = cФIa.

292. Как влияет на вид моментной характеристики независимого (параллельного) ДПТ наличие реакции якоря и насыщение магнитной цепи?

Как следует из этого уравнения, если магнитная цепь ненасыщена и магнитный поток Ф= const , то зависимость M=(Ia)- линейная, и с ростом тока якоря пропорционально ему увеличивается электромагнитный момент. Моментная характеристика в этом случае представляет собой прямую линию выходящую из начала координат (сплошная линия). Действительная моментная характеристика вследствие уменьшения магнитного потока из-за размагничивающего действия реакции якоря (Ф=Ф0-δФ) пойдет ниже и будет отклоняться от линейной зависимости.

297. Что такое механическая характеристика ДПТ и какой она имеет для независимого (параллельного) возбуждения вид?

Механическая характеристика, которая представляет зависимость частоты вращения от электромагнитного момента, n =f(M). Механическая характеристика двигателя имеет такой же вид, как и скоростная характеристика.

298. Может ли механическая характеристика независимого (параллельного) ДПТ стать неустойчивой, если да, то при каких условиях и какой она будет иметь вид?

Механическая характеристика двигателя имеет такой же вид, как и скоростная характеристика. Поэтому скоростная характеристика в другом масштабе является механической характеристикой.

299. Может ли механическая характеристика независимого (параллельного) ДПТ стать неустойчивой при его работе на ХХ или с малой нагрузкой и почему?

В двигателях независимого возбуждения изменение частоты вращения при переходе от холостого хода (M =M0) к номинальной нагрузке (M =Mном) мало и составляет 2..5 %. Такие слабо падающие механические и скоростные характеристики называются жесткими.

300. Что такое магнитная характеристика ДПТ, для каких типов двигателей она строится, какой она имеет вид и как на нее влияют насыщение магнитной цепи и реакция якоря?

Моментная характеристика M=f(I_a). Зависимость электромагнитного момента от тока якоря.

301. Какой имеет вид скоростная характеристика ДПТ последовательного возбуждения с учетом и без учета насыщения и реакции якоря?

скоростная характеристика имеет гиперболический характер. Особенностью скоростной характеристики двигателя последовательного возбуждения является ее большая крутизна в области малых значений тока якоря. Реальная скоростная характеристика при учете размагничивающего действия реакции якоря будет отклоняться от гиперболической зависимости вверх.

302. Какой имеет вид моментная характеристика ДПТ последовательного возбуждения с учетом и без учета насыщения и реакции якоря?

M=c следует, что электромагнитный момент двигателя последовательного возбуждения пропорционален квадрату тока якоря, т.е. моментная характеристика имеет параболическую зависимость. С учетом размагничивающего действия реакции якоря момент в области больших токов будет меньше момента, что вызвано уменьшением магнитного потока из-за размагничивающего действия реакции якоря. Это вызовет соответствующее уменьшение момента при больших токах.