Működési elve DC gépek - studopediya
Elektromos gépek DC
DC elektromos gép készülékek
DC elektromos gép két fő részből áll: egy fix része (induktor), és egy forgó része (armatúra tekercselés a dob).
Ábra. Az 1. ábra egy szerkezeti vázlata egyenáramú gép
Az induktor áll egy keret 1 henger alakú ferromágneses anyagból készült, és a pólusok a területen 2 tekercselés, a keretre szerelt. A mező tekercselés generál mágneses fluxus mag.
A mágneses fluxus lehet létrehozni egy állandó mágnes van rögzítve a keretben.
A armatúra áll a következő elemeket: a 3 mag, a 4 tekercs, a mag megfelelően a hornyok, a kollektor 5.
Ábra. 1
Az armatúra mag veszteségek csökkentésére miatt Eddy ponttal tárcsázott egymástól elszigetelt elektromos acéllemezek.
Működési elve DC gépek
Tekintsük a működését a gép DC generátor üzemmódban modell a 2. ábrán,
ahol az 1 - induktor pólusok 2 - horgony 3 - vezetékek 4 - kefe érintkező.
A vezetékek az armatúra tekercselés elhelyezve az armatúra felületen. A külső felületei a vezetékek tisztítjuk izolálása, és ezeken a felületeken vezetékek szuperponált stacionárius érintkező rugók.
Kapcsolat ecset elhelyezett geometriai semleges húzott félúton a pólusok.
Nézzük horgonyt a gép irányában forog a nyíllal jelzett.
Ábra. 2
Határozza meg az irányt az EMF indukált a vezetékek a forgórész tekercselés jobb kéz szabályt.
A 2. ábra egy kereszt jelölt EMF irányított általunk pontok - EMF irányítani minket. Csatlakozz vezetékek egymáshoz úgy, hogy az EMF bennük hajtva. Ebből a célból vezeték sorba kapcsolt, található az egyik pólus egy vezetékvég zónát, zónában található ellenkező polaritású pólusok (ábra. 3)
Két vezeték sorba kapcsolt, és így egy tekercs vagy egy tekercs. EMF vezetékek mezőben levő egyik pólus különböző nagyságú legyen. A legtöbb EMF indukálódik a vezeték alatt található a medián pólus EMF nullával egyenlő, - a vezeték található, a geometriai semleges vonalat.
Ábra. 3
Ha összevetjük az összes vezetéket tekercseléssel bizonyos szabály szerint egymás után a kapott EMF az armatúra tekercselés nulla, nincs áram a tekercsben. Kapcsolat kefék osztva forgórésztekercsekhez két párhuzamos ág. A felső párhuzamos ág EMF indukálódik egy irányban, párhuzamosan az alsó ága - az ellenkező irányba. EMF, távolítsa kapcsolati kefék, ez az összeg az elektromotoros erőt a vezetékek között helyezkedik el a keféket.
Ábra. 4. ábra helyettesítő áramkörének az armatúra tekercselés.
A párhuzamos ágai azonosak EMF ellentétes irányúak egymáshoz. Amikor csatlakozik az armatúra tekercselés ellenállása egyenlő áramok párhuzamos ágaiban. az ellenállás RH Iya áram folyik.
Ábra. 4
EMF az armatúra tekercselés arányos az armatúra N2 sebességét, és a mágneses fluxus az induktor F
ahol Ce - állandó.
A valós dc elektromos gépek egy speciális érintkező eszköz - a kollektor. A gyűjtőcső van szerelve ugyanazon a tengelyen, mint az armatúra és a mag egyes szigetelve egymástól, és a forgórésztengely rézlemez. Mindegyik lemezt van kötve egy vagy több vezeték az armatúra tekercselés. A kollektor szuperponált stacionárius érintkező rugók. Való érintkezés révén kefék forgó armatúra tekercselés csatlakozik a DC hálózat vagy a terhelést.
3. Elektromos gépek DC
generátor
Bármilyen elektromos gép rendelkezik azzal a tulajdonsággal reverzibilis volt, azaz, működhet a generátor, vagy motor üzemmódban. Ha a csatlakozók a redukált generátor forgási armatúra csatolni a terhelési ellenállás, hatása alatt az EMF az armatúra tekercselés áram lép fel az áramkörben
ahol U - a feszültséget a generátor terminálok;
Rya - ellenállása armatúra tekercselés.
(2) egyenlet egy alapvető egyenletet generátort. Az Advent a jelenlegi a vezetékek a tekercselés olyan elektromágneses erők.
Ábra. Az 5. ábra sematikusan mutatja, egy DC generátort, amely bemutatja irányait az áramok a vezetékek az armatúra tekercselés.
A bal kéz szabályt, azt látjuk, hogy az elektromágneses erő létrehoz egy elektromágneses pillanat, asszonyom. megelőzése generátor forgási csontvázat.
Ahhoz, hogy a gép generátorként működik, az erőgépet kell forgatni a horgony leküzdésében az elektromágneses fék által keltett nyomaték Lenz szabály.
4. Generátor önálló gerjesztés.
Jellemzők generátorok
A mágneses mező generátor külön gerjesztő elektromos áram keletkezik szolgáltatott külső áramforrás a gerjesztő tekercs pólusai.
Reakcióvázlat generátor külön gerjesztés ábrán látható. 6.
A mágneses mező generátor független gerjesztő lehet létrehozni
állandó mágnes (ábra. 7).
A függőség a elektromotoros erő a generátor gerjesztőáram jellemző az úgynevezett üresjárati E = Uhh = f (Ic).
Jellemző akkor kapunk, ha az üresjárati nyitott külső áramkörben (Iya), és állandó sebességgel (n2 = const)
Jellemzői üresjárati generátor ábrán látható. 8.
Mivel a maradék mágneses fluxus generátor EMF nem egyenlő nulla, ha a gerjesztő áram nulla.
Növelésével a gerjesztő áram a generátor elektromotoros első arányosan nő.
Az érintett rész a jellemzőit alapjárati egyszerű. De a további növekedést gerjesztő áram mágneses telítettség a gép, ami a görbe torz lesz. Amikor ezt követő növekvő gerjesztőáramának elektromotoros erő generátor alig változik. Ha csökkenti a gerjesztő áram, a lemágnesezési görbe eltér a mágnesezettség görbe a hiszterézis jelenség.
A függőség feszültség a külső csatlakozók a gép a terhelési áram
U = f (I) egy meghajtó áram a Ic = const nevezett külső oszcillátor jellemző.
A külső generátor jellemzőkkel ábrán látható. 9.
A növekvő terhelés kapocsfeszültsége a generátor csökken növekedése miatt a feszültségesés a forgórész tekercselés.
5. A öngerjesztett generátorok.
Az elv az önálló gerjesztés generátor
tolatás
A hátránya a generátor független gerjesztés szükség külön áramforrásra. De armatúraáram a generátor is szállítható, bizonyos körülmények között a gerjesztőtekercsének.
Öngerjesztő generátorok egy három áramkörök párhuzamos, soros vagy vegyes gerjesztésű. Ábra. 10. ábra egy generátor shunt.
A gerjesztő tekercs párhuzamosan kapcsolódik az armatúra tekercselés. A gerjesztési vonalkapcsolt R ellenálláson b. A generátor működik egy alapjárati üzemmódban.
Hogy samovozbudilsya generátor, meg kell felelnie bizonyos feltételeknek.
Ezek közül az első feltétel a maradék jelenlétét mágneses fluxus a pólusok között. Amikor az armatúra forog maradék indukált mágneses fluxus egy armatúra tekercselés egy kis maradék EMF.
Ábra. 10
A második feltétel az engedelmes felvétele gerjesztőtekercsének. A tekercsek és az armatúra kell csatlakoztatni úgy, hogy az elektromotoros ereje armatúraáram jön létre, amely fokozza a maradék mágneses fluxus. Amplifikálása mágneses fluxus növeli a EMF. A gép önálló izgatott, és kezd működni stabilan egy bizonyos gerjesztőáram Ic = const és E elektromotoros erőt = const, függő ellenállást Rb a gerjesztő áramkörben.
A harmadik feltétel az, hogy az ellenállás a gerjesztő áramkör egy adott sebességgel kell lennie kevésbé kritikus. Ábrán látható. 11 üresjárati jellemző generátor E = f (Ic) (1. görbe) és egy áram - feszültség jellemző az ellenállást a gerjesztő áramkör Ub = R b · Ic. ahol Ub - a feszültségesés a gerjesztő áramkörben. Ez a jellemző egy egyenes vonal 2, az abszcissza tengely szögben ferdén # 947; (tg # 947;
gerjesztő tekercs áram növeli a fluxust a mágneses pólusok szerinti bevonása terén tekercselés. EMF indukált az armatúra növekszik, ami egy további növelése a mező tekercselés áram, mágneses fluxus és elektromotoros erő. Növekedési EDS a gerjesztő áram lelassul telítettségét a mágneses kör a gép.
Ábra. 11
A feszültségesés arányos a gerjesztő áram. A metszéspontja a jellemzőit egy üresjárati 1 gép egy közvetlen 2 öngerjesztés folyamat véget ér. A gép egy stabil módban.
Ha növeli az ellenállást a területen kanyargó kör, a dőlésszög a sor 2 tengely áram növekszik. metszéspontja a vonal a jellemző tétlen mozog az origó. Egy bizonyos ellenállás értéke a gerjesztő áramkör rcr. amikor
# 947; = # 947; kr. öngerjesztés lehetetlenné válik. A kritikus ellenállása áram - feszültség jellemző a meghajtó áramkör válik érintőleges egyenes részén jellemzőinek alapjárat és horgonyzó van egy kis EMF.
6. Elektromos gépek DC
A motor üzemmódban. alapegyenletek
Hatása alatt a feszültséget a motor szerelvény, egy áram jelenik meg Iya forgórész tekercselés. Egy aktuális kölcsönhatás a mágneses mező az induktor bekövetkezik elektromágneses forgatónyomatékot
ahol CM - tényező függvényében motor kialakítása.
Ábra. 12. ábra vázlatosan szemléltet egy egyenáramú motor armatúra tekercselés vezeték izoláljuk.
Jelenleg a vezető irányítja tőlünk. elektromágneses nyomaték iránya határozza meg a szabály bal keze. Az armatúra óramutató járásával ellentétesen forog. A vezetékek a forgórész tekercselés indukált elektromotoros erő, amelynek irányát határozza meg a jobbkéz-szabályt. Ez elektromotoros erő ellentétes irányú armatúraáram, ez az úgynevezett back EMF.
Ábra. 12
Az egyensúlyi állapot elektromágneses nyomaték Mem egyensúlyban ellensúlyozva a fékezési nyomaték M2 mechanizmus hajtott forgatni.
Ábra. 13. ábra helyettesítő áramkörének az armatúra tekercselés a motor. EMF irányul szemben az armatúra áram. Összhangban a második törvénye Kirchhoff. ahonnan
Fig.13 egyenlet (3) egy alapvető egyenlet a motor.
Egyenlet (3) lehet a képlet:
Mágneses fluxus függ a gerjesztő áram le. generált a területen kanyargós. A (5) képlet azt mutatja, hogy a motor fordulatszáma DC n2 állítható a következő módokon:
- megváltoztatja a gerjesztő áram ellenálláson keresztül az áramkörben a mező tekercs;
- változás az armatúra áram ellenálláson keresztül az áramkör az armatúra tekercselés;
- a változás a feszültség U kapcsain az armatúra tekercselés.
Megváltoztatása A motor forgásirányát megfordítjuk (megfordítják a motoros), meg kell változtatni az irányt a jelenlegi a armatúra tekercselés, vagy az induktor.
7. Mechanikai jellemzők motorok
DC
Tekintsük motor sönt állandósult üzem (ábra. 14). A gerjesztő tekercs párhuzamosan kapcsolódik az armatúra tekercselés.
Motor mechanikai jellemzője az úgynevezett függőség armatúra fordulatszáma n2 a nyomaték a tengelyen M2 U = const és Ic = const.
(6) egyenlet a következő egyenletet a mechanikai jellemzői a motor sönt.
Ábra. 14
Ez a jellemző kiélezett. A növekedést a terhelést a motor fordulatszáma csökken kis mértékben (ábra. 15).
A 16. ábra egy sor gerjesztő motort. Armatúra tekercselés és a helyszíni tekercs sorba vannak kötve.
motor vezetési áram egyidejűleg a forgórész áram. A mágneses fluxus arányos az induktivitás aktuális horgony.
ahol k - arányossági tényező.
Nyomaték a motor tengelye négyzetével arányos az armatúra áram.
Mechanikai jellemzők A sorozat gerjesztés motor lágy (ábra. 17).
Egyenletben mechanikai jellemzők sorozat gerjesztés motor a következőképpen:
A növekedés a terhelést a fordulatszám csökken jelentősen.
A csökkenés terhelést a tengely a motor nagyon nagy sebességgel. Azt mondják, hogy a motor a versenyzés. A motor sorozat gerjesztés elfogadhatatlan teher nélkül.
Vegyes gerjesztés motor mechanikus jellemző, amely egy kereszt között a mechanikai jellemzőit a motor és egy párhuzamos sorozat gerjesztés.
Motorok párhuzamos gerjesztés meghajtására használt gépek és különböző mechanizmusok, amelyek megkövetelik széles, de szűk fordulatszám-szabályozás.
Sorozat gerjesztés motorok alkalmazása a vasúti vontató motor villamos mozdonyok, villamos, stb amikor a merevség, ami elfogadhatatlan rángatózó pillanatban.