Брандина Электрические машины, страница 12

Общий случай реакции якоряРассмотрим случай, когда щетки сдвинуты с геометрическойнейтрали на некоторый угол (рис.4.10). В этом случае поле обмоткиякоря повер-нется вслед за поворотом щеток. Ось поля якоря всегданаправлена по оси расположения щеток. МДС якоря FЯ можно разложитьна две составляющие: продольную Fяq и поперечную Fяd.

Влияниепоперечной реакции Fяd было рассмотрено выше.а)рис.4.10б)рис.4.11Действие продольной реакции якоря Fяd может быть двояким и зависитот направления сдвига щеток. При работе в режиме генератора сдвигщеток по направлению вращения якоря приводит к появлениюразмагничивающей продольной реакции якоря, действующей встречнопотоку возбуждения (рис.4.10,а), а сдвиг щеток против направлениявращения - к появлению намагничивающей продольной реакции якоря(рис.4.10,б). Для режима двигателя справедливо обратное.Неточная установка щеток на геометрической нейтрали являетсяпричинойпогрешностиасимметриивращенияпрецизионныхэлектрических машин, когда величина выходного сигнала изменяетсяпри изменении направления вращения.

Дляпримера рассмотримработу тахогенератора при сдвиге щеток с геометрической нейтрали(рис.4.11).Для данного угла сдвига щеток при правом вращении машины (почасовой стрелке) продольная реакция якоря Fяd является размагничи вающей и уменьшает магнитный поток возбуждения и , следовательно,величину ЭДС и выходного напряжения. При левом вращении машины(против часовой стрелки) продольная реакция якоря является намагничивающей и увеличивает магнитный поток и выходное напряжениеТаким образом, при сдвиге щеток с нейтрали выходное напряжениетахогенератора изменяется при изменении направления вращения.Погрешность асимметрии вращения не должна превышать 1 ...

3 %.Аналогичная погрешность характерна и для исполнительныхдвигателей. Оценим приближенно величину частоты вращения изформулы ЭДС (4.3) в видеn = E/ceФ(4.17)4.1.7. Классификация машин постоянного токапо способу возбужденияНа рис. 4.13. показаны электрические схемы МПТ. В зависимостиот способа включения обмоток возбуждения различают МПТ снезависимым возбуждением (рис. 4.13, а,б) и с самовозбуждением :параллельным (рис. 4.13, в), последовательным (рис.4.13, г) исмешанным (рис.4.13, д).Рис. 4.13В машинах смешанного возбуждения имеется параллельная ипоследовательная обмотки возбуждения, в общем случае эти обмоткимогут иметь согласное и встречное включение. При согласномвключении магнитные потоки обмоток складываются, при встречномвключении - вычитаются.С возбуждением от постоянных магнитов (рис. 4.13, б) обычноизготавливают машины небольшой мощности.ГОСТ 26772 - 85 устанавливает две различные системы обозначенийвыводов обмоток машин постоянного тока : для машин, разработанныхпосле введения этого ГОСТ и для ранее разработанных машин, длякоторых сохраняется ранее принятая система обозначений (ГОСТ 18374).Согласно ГОСТ 183-74 система обозначений состоит из букв русскогоалфавита и цифр, причем начало обмотки снабжается индексом 1,конец- индексом 2: обмотка якоря Я1, Я2; компенсационная обмотка К1, К2;последовательная обмотка возбуждения С1, С2; параллельная обмоткавозбуждения Ш1,Ш2; независимая обмотка возбуждения Н1,Н2,пусковая обмотка П1,П2; уравнительный провод и уравнительнаяобмотка У1,У2; обмотка особого назначения О1, О2.Обмотка добавочных полюсов обычно подразделяется внутримашины на две секции и между ними включается обмотка якоря.

Началои конец этой общей якорной цепи имеют обозначение Д1, Д2. Приотсутствии добавочных полюсов стоят обозначения Я1, Я2.Обмотка параллельного возбуждения Ш1, Ш2 может бытьиспользована в качестве обмотки независимого возбуждения. В этомслучае она включается на источник постоянного тока с напряжениемпримерно равным номинальному напряжению машины.Обычно на корпусе машины стрелкой указывается направлениевращения якоря.

Если такая стрелка отсутствует, то машина должнаиметь ″правое″ направление вращения, т.е. по часовой стрелке еслисмотреть на машину со стороны присоединения её к рабочемумеханизму или первичному двигателю.Обозначение выводов обмоток МПТ выполняют так, чтобы приправом направлении вращения в режиме двигателя ток во всехобмотках (за исключением размагничивающих обмоток на главныхполюсах) протекал в направлении от начала 1 к концу 2.Для вновь разрабатываемых машин установлены обозначения,состоящие из букв латинского алфавита и цифр, обмотка якоря А1,А2;обмотка добавочных полюсов В1,В2; компенсационная обмотка С1,С2;последовательная обмотка возбуждения D1,D2; параллельная обмоткавозбуждения Е1, Е2; независимая обмотка возбуждения F1, F2;вспомогательная обмотка по продольной оси Н1, Н2; вспомогательнаяобмотка по поперечной оси J1; J2.Для обозначения выводов обмоток машин малой мощности придиаметре корпуса не более 40 мм и при отсутствии места для буквенноцифровых обозначений допускается цветовое обозначение.

Цветовоеобозначение имеет вид: обмотка якоря (начало и конец соответственно)белый и белый с черным; последовательная обмотка возбуждения –красный и красный с черным, дополнительный вывод красный сжелтым, вторая группа катушек последовательной обмотки возбуждениясиний с черным; дополнительная обмоткасиний с желтым;параллельная обмотка возбуждения зеленый и зеленый с черным;вторая группа катушек параллельной обмотки желтый и желтый черным.последовательная обмотка возбуждения С1,С2 ; параллельная обмоткавозбуждения Ш1,Ш2; независимая обмотка возбуждения Н1,Н2;пусковая обмотка П1,П2; уравнительный провод и уравнительнаяобмотка У1,У2;обмотка особого назначения 01,02.Обмотка добавочных полюсов обычно подразделяется внутримашины на две секции и между ними включается обмотка якоря. Началои конец этой общей якорной цепи имеют обозначение Д1,Д2.

Приотсутствии добавочных полюсов стоят обозначения Я1,Я2.ОбмоткапараллельноговозбужденияШ1,Ш2можетбытьиспользована в качестве обмотки независимого возбуждения. В этомслучае она включается на источник постоянного тока с напряжением,примерно равным номинальному напряжению машины.Обычно на корпусе машины стрелкой указывается направлениевращения якоря.

Если такая стрелка отсутствует, то машина должнаиметь "правое" направление вращения, т.е. по часовой стрелке, еслисмотреть на машину со стороны присоединения ее к рабочемумеханизму или первичному двигателю.Обозначения выводов обмоток МПТ выполняют так, чтобы приправом направлении вращения в режиме двигателя ток во всехобмотках (за исключением размагничивающих обмоток на главныхполюсах) протекал в направлении от начала 1 к концу 2.Для вновь разрабатываемых машин установлены обозначения,состоящие из букв латинского алфавита и цифр: обмотка якоря А1, А2;обмотка добавочных полюсов В1,В2; компенсационная обмотка С1, С2;последовательная обмотка возбуждения D1,D2; параллельная обмоткавозбуждения Е1,Е2; независимая обмотка возбуждения F1,F2;вспомогательная обмотка по продольной оси Н1.Н2; вспомогательнаяобмотка по поперечной оси J1, J2 .Для обозначения выводов обмоток машин малой мощности придиаметре корпуса не более 40 мм и при отсутствии места для буквенноцифровых обозначений допускается цветовое обозначение.

Цветовоеобозначение имеет вид: обмотка якоря (начало и конец соответственно)белый и белый с черным; последовательная обмотка возбуждениякрасный и красный с черным; дополнительный вывод красный с желтым;вторая группа катушек последовательной обмотки возбуждения синий исиний с черным; дополнительная обмотка синий с желтым;параллельная обмотка возбуждения зеленый и зеленый с черным;вторая группа катушек параллельной обмотки желтый и желтый счерным.4.

2. Генераторы постоянного тока4.2.1. Основные уравненияГенераторы постоянного тока (Г П Т) могут иметь следующиеспособы возбуждения: независимое, параллельное, последовательноеили смешанное, электрические схемы которых представлены на рис.4.13.Генераторы последовательного возбуждения имеют специфическиехарактеристики, отличные от других типов генераторов, и применяютсятолько в специальных установках; в связи с ограничением областиприменения эти генераторы в дальнейшем не рассматриваются.Основные формулы Г П Т были рассмотрены в п.

4.1.2.Уравнение напряжения на зажимах генератора согласно (4.10)U = E - IЯ R.ЭДС, индуктируемая в обмотке якоря , согласно (4.3)E = C E ФnСвязьмеждурезультирующиммагнитнымпотокомФирезультирующей МДС FФ = F/ RM(4.19)представляет собой магнитную характеристику машины. Магнитноесопротивление RM магнитопровода зависит от степени насыщения. Приналичии насыщения магнитная характеристика является нелинейной.Результирующая МДС F в общем случае обусловлена совместнымдействием МДС обмоток параллельного (независимого) FШ ипоследовательного FС возбуждения, продольной реакции якоря Fd иразмагничивающим действием поперечной реакции якоря ∆Fq. Присогласном действии МДС обмоток параллельного и последовательноговозбуждения можно записатьF = FШ + FС ± Fd -∆Fq.(4.20)Знак МДС продольной реакции якоря Fd определяется направлениемсдвига щеток с геометрической нейтрали и режимом работы машины.

Вбольшинстве случаев щетки в машине устанавливаются нагеометрической нейтрали и тогда продольная реакция якоряотсутствует.Размагничивающее действие поперечной реакции якоря ∆Fq имеетместо в машинах с насыщенной магнитной системой. Можно принять,что величина этой МДС пропорциональна току якоря. В микромашинах,где насыщение магнитопровода незначительно, размагничивающимдействием поперечной реакции якоря ∆Fq можно пренебречь.Работа генератора характеризуется следующими основнымивеличинами: напряжением на зажимах генератора U , током нагрузки I,током в обмотке возбуждения iB и частотой вращения n . Г П Т обычноРис. 4.14работают при практически постоянной частоте вращения, поэтомухарактеристики генераторов будем рассматривать при номинальнойчастоте вращения nH. В этом случае соотношение величин U , I и iBобразуют три семейства характеристик (ГОСТ 17154-71), которыерассмотрены ниже.4.2.2.Характеристики генераторов постоянного тока4.2.2.1.

Нагрузочные характеристикиНагрузочные характеристики - это зависимость напряжениягенератора U от тока возбуждения iB: U = f (iВ) при неизменном токенагрузки I = const . Наибольший практический интерес представляютнагрузочные характеристики при I = 0 (характеристика холостого хода) ипри номинальной нагрузке I = IH.а) характеристика холостого ходаЕ = f(ie) при I = 0, n = nB.Характеристика холостого хода (х.х.х.) снимается, как правило, принезависимом возбуждении генератора. Она представляет собойзависимость ЭДС Е на зажимах генератора от тока возбуждения iB приотсутствии тока якоря (I = 0) (рис.