пр2 эльмаш (852571), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Число периодов в одну секунду называетсячастотой и измеряется в герцах (Гц). В общем случае, когда машина имеет p пар плюсов, частота наведенной ЭДС увеличивается пропорционально p, т. е.f=p ⋅n,60(4)где n – скорость вращения, измеряемая числом оборотов в минуту.В обоих проводниках (ab и cd) вследствие симметрии индуктируются одинаковые ЭДС, которые по контуру витка складываются,и поэтому полная ЭДС якоря рассматриваемой машины91еa = 2e.(5)Рассмотрим форму полной ЭДС якоря еa. Из рис. 4.14 видно, чтополпериода щетка А будет соприкасаться с коллекторной пластинойи соответственно с проводником ab, находящимся под северным полюсом. Вторую часть периода, когда виток повернется на 180°, щеткаА будет соединена с проводником cd, находящимся также под северным полюсом, т. е.
под полюсом той же полярности. Щетка А всегдасоприкасается только с той пластиной, с которой соединен проводник, находящийся под северным полюсом; наоборот, щетка В соединяется только с тем проводником, который находится подюжным полюсом. Следовательно, во внешней цепи ток будетпротекать только в одном направлении: от щетки А к щетРис. 4.16. Выпрямленные ЭДС и токке В.
Происходит выпрямление переменной ЭДС, наводимой в витке ab−cd, и переменного токав пульсирующую ЭДС на щетках и пульсирующий ток во внешнемучастке цепи (рис. 4.16).Полярность щеток и направление тока во внешней цепи остаютсянеизменными. Щетка А, от которой ток отводится во внешнюю цепь,считается положительной и обозначается «плюс», а щетка В считается отрицательной и обозначается «минус».Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.Щетки необходимо установить на пластинах коллектора так, какпоказано на рис. 4.14. В этом случае в момент перехода щетки с одной коллекторной пластины на другую, когда виток замыкается накоротко, наводимая ЭДС равна нулю.
Переменная ЭДС выпрямляется полностью, напряжение на щетках максимально.Ток во внешней цепи изменяется от нуля до максимального значения, т. е. пульсации тока велики (рис. 4.16). Для уменьшения пульсацийтока следует на сердечнике якоря разместить несколько витков, равномерно распределенных по его окружности, и соответственно увеличитьколичество коллекторных пластин, т. е. применить более сложную поустройству обмотку якоря и соответственно более сложный коллектор.Напряжение на зажимах генератора постоянного тока определяется выражением92Uа = Ea − Iа ra,где Uа – напряжение на зажимах обмотки якоря; Ea – ЭДС обмоткиякоря; Iа – ток якоря; ra – сопротивление обмотки якоря и щеток.Из приведенного выражения видно, что напряжение на зажимахякоря Uа будет меньше ЭДС якоря Eа на величину падения напряжения в сопротивлении цепи обмотки якоря ra.NПроводники обмотки якоря с током Iа находятE a Iaся в магнитном поле, поэтому на них будут дейстFэмвовать электромагнитные силы (рис.
4.17)nFэм =B ⋅ Iа ⋅ l.bаЭти силы создают электромагнитный момент FэмМэм. Как видно из рис. 4.17, в режиме генератораэтот момент действует против направления вращения якоря и является тормозным.Da+SРис. 4.17. Работа простейшей ма4.1.5. Принцип действия двигателя постоянного токашины постоянного тока в режимеКак указывалось выше, машина постоянногогенераторатока обратима, т. е. может работать как в режимегенератора, так и в режиме двигателя. На рис. 4.18 изображены двепростейшие машины постоянного тока.
Одна из них работает в режиме генератора (ГПТ), а другая в режиме двигателя (ДПТ).Как было показано раньше, в ГПТ механическая энергия, подведенная к валу машины первичабным двигателем, преобразуетNNся в электрическую. ДвигателиEa IaE a IaДПТ потребляют из сети поFэмFэм+стоянного тока электрическуюnnэнергию, преобразуют электриbbааческую энергию в механическуюDaDaFэми приводят в движение компрес- Fэм++сор, вентилятор, насос, колесные пары электровоза и т.
д.SSПолярность полюсов в рассматриваемых машинах оди- Рис. 4.18. Работа простейшей машинынакова. Якорь генератора (рис.постоянного тока:4.18, а) вращается первичныма − в режиме генератора , б − в режимедвигателем против часовойдвигателя93стрелки. В проводниках якоря наводится ЭДС – Ea. НаправлениеEa определено по правилу правой руки. При подключении нагрузкик цепи обмотки якоря по обмотке потечет ток Ia. Направление токаIa в генераторе совпадает с направлением Ea.
На проводники с токомв магнитном поле действуют электромагнитные силы Fэм. Как видноиз рис. 4.18, а, электромагнитные силы в режиме генератора являютсятормозными, так как направлены против направления вращения.Рассмотренная простейшая машина постоянного тока может работать также двигателем, если обмотку якоря подключить к источнику постоянного тока (рис.
4.18, б). Направление тока в обмотке якорязависит от полярности источника питания. Пусть полярность источника питания такова, что ток в обмотке якоря двигателя будет направлен, как и в генераторе, к нам.На проводники обмотки якоря действуют электромагнитные силыFэм. Пары сил образуют электромагнитный момент Мэм. При достаточной величине Мэм якорь машины придет во вращение и будет развивать механическую мощность. В проводниках обмотки якоря будетиндуктироваться ЭДС Ea.В двигателе ЭДС Ea в отличие от генератора (рис. 4.18, б) направлена против тока Ia, поэтому ЭДС якоря двигателя называется противо-ЭДС.В двигателе коллектор превращает потребляемый из сети постоянный ток в переменный ток обмотки якоря и является механическим инвертором.Подаваемое на обмотку якоря напряжение уравновешивается ЭДСEa и падением напряжения в цепи обмотки якоряUа = Ea + Iа ra.4.2. Лабораторная работа 6.Исследование генераторов постоянного токас независимым возбуждениемЦель работыОзнакомиться с назначением, конструкцией, особенностями электромагнитных процессов и принципом работы генераторов постоянного тока (ГПТ).
Экспериментально и аналитически исследовать характеристики ГПТ с независимым возбуждением.94Объект и средства исследованияВ работе исследуется генератор постоянного тока ГПТ, якорь которого приводится во вращение трехфазным асинхронным двигателем.Электрическая схема ГПТ с независимым возбуждением приведенана рис. 4.19, номинальные данные ГПТ приведены на стенде.+~U=URр-AШ1Ш2Я1AГАДЯ2VRнРис. 4.19.
Схема исследований генераторас независимым возбуждениемРабочее задание1. Снять характеристики генератора:– характеристику холостого хода – зависимость напряжения якоря от тока возбуждения при разомкнутой цепи якоря;– нагрузочную характеристику – зависимость напряжения якоря от тока возбуждения при определенном токе якоря;– внешнюю характеристику – зависимость напряжения якоря оттока якоря при постоянном токе возбуждения;– регулировочную характеристику – зависимость тока возбуждения от тока якоря при постоянном напряжении якоря;– характеристику короткого замыкания – зависимость тока возбуждения от тока якоря при замкнутой накоротко обмоткеякоря.2. Построить снятые экспериментально зависимости и объяснитьих характер.95Методические рекомендации к выполнению рабочего заданияи обработке результатов эксперимента1.
Ознакомиться с устройством лабораторного стенда, конструкцией испытуемого ГПТ, записать его номинальные данные и подобрать соответствующие измерительные приборы.2. Собрать схему ГПТ с независимым возбуждением (рис. 4.19)и снять характеристики.Характеристика холостого хода U0 = E0 = f(Iв) снимается при разомкнутой цепи обмотки якоря Ia = 0; n = nн = пост.Первая точка характеристики снимается при токе возбуждения,которому соответствует напряжение на зажимах якоря U0 = 1,1 Uн.После этого ток возбуждения плавно уменьшается до нуля. В процессе уменьшения тока снимается 5−7 промежуточных точек. Приснятии нисходящей части характеристики холостого хода необходимо следить за тем, чтобы ток возбуждения изменялся всегда в одномнаправлении, т.
е. уменьшался. При Iв = 0 меняется направление токаобмотки возбуждения, после чего ток возбуждения плавно увеличивается от 0 до значения, при котором U0 = 1,1 Uн, т. е. снимается восходящая часть характеристики. При снятии восходящей части характеристики ток возбуждения должен также изменяться только в одномнаправлении, т. е. только увеличиваться.Результаты измерений занести в табл. 1.Таблица 1№п/п1234567Нисходящая частьIв, АU0, ВВосходящая частьU0, В Iв, АНисходящую и восходящую части характеристики при обратномизменении тока возбуждения строят из условия их симметрии.Нагрузочная характеристика U = f (Iв) снимается при Ia = Iaн= const,n = nн = пост.Первая точка снимается при токе возбуждения, которому соответствует U0 = (1,0–1,1)Uн. Сопротивление нагрузки при этом должнобыть таким, чтобы Ia = Iaн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
