www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

обмотки, которые имели бы равные потенциалы, если бы были соблюдены все условия симметрии. На рис. 5-12 р и 5-13 показаны пунктиром четыре группы уравнительных соединений (каждая группа представляет собой соединение а laquo;равнопотенциальных raquo; точек). Для реальных обмоток делают обычно 6-12 групп уравнительных соединений. Только для обмоток быстроходных машин, таких, например, как возбудители к мощным турбогенераторам, часто делают полное возможное число групп уравнительных соединетшй, равное К/а.

При наличии уравнительных соединений уравнительные токи будут проходить главным образом по этим соединениям. Токи будут переменными. Они образуют многофазную систему и, следовательно, создадут н. с, вращающуюся с такой же скоростью, с какой вращается якорь, но в противоположную сторону. Эта н. с. относительно полюсов будет неподвижной и согласно закону Ленца будет выравнивать потоки под полюсами. Тем самым будет почти полностью устраняться причина, вызывающая уравнительные токи через щетки.

При простой волновой обмотке нельзя выполнить уравнительные соединения, но они здесь не требуются, так как секции любой параллельной ветви этой обмотки располагаются под всеми полюсами и неравенство отдельных потоков в одинаковой степени сказывается на э. д., с. обеих параллельных ветвей.

д)Равносекц ионные и ступенчатые обмотки.! При выполнении обмоткн из проводников небольшого сечения, когда секция состоит из нескольки.х витков, следует так выбирать шаг Уи чтобы все секции были одинаковыми по ширине. В этом случае секции могут быть объединены в катушки, хорошо изолированы вне машины и в готовом виде заложены в пазы якоря.

Обмотка с секциями, одинаковыми по ширине, называется! равносекционной. Секции этой обмотки представлены на рис. 5-18, Здесь катушка состоит из трех секций; с.чёдовательно, она имеет по три конца с каждой стороны, которые присоединяются к коллекторным пластинам в соответствии с шагом по коллектору ук. Таких катушек должно быть заготовлено столько, сколько пазов имеет якорь.

Для равносекционной обмотки ширина секции (шаг У)) выбирается таким образом, чтобы при положении одной ее стороны в верхнем слое одного паза, например в крайнем

16 П. С. Сергеев.


Рис. 5-19. Ступенчатая обмотка.

левом положении, другая сторона находилась в нижнем слое другого паза, также в крайнем левом положении (рис. 5-18). Следовательно, для равносекционной обмотки yju должно быть равно целому числу (ц - число секционных сторон а одном слое паза).

Если у,1и не равно целому числу, то получается ступенчатая обмотка (рис. 5-19). Такая обмотка применяется при секциях, состоящих из одного витка. Обычно секции ступенчатой обмотки образуются из полусекций (стержней), закладываемых в пазы, путем соединения при помощи хомутиков их концсв на стороне, противоположной коллектору. Она применяется для .машин большой мощности, так как создает лучшие условия коммутации (см. sect; 5-7).

5-4. Электродвижущая сила

На рис. 5-20 представлена кривая поля машины при холостом ходе (илн кривая распределения индукции В в воздушном зазоре вдоль окружности якоря). Допустим, что щетки стоят на геометрической нейтрали. Тогда можем считать, что при yi=T все проводники одной параллельной ветви обмотки находятся как бы под одним полюсом, так как в этом случае э. д. с. сторон витка складываются арифметически.

Электродвижущая сила, наводимая в проводнике, движущемся со скоростью V и имеющем активную длину /, равна:

e=BJv, (5-10)

где В- индукция в той точке, где в данный момент находится проводник.


Рис. 5-20. Кривая поля и наведение э. д. с. в параллельной ветви обмотки якоря.



Для определения э. д. с. параллельной ветви (э. д. с. якоря) нужно просуммировать э. д. с. всех N/2а проводников, составляющих параллельную ветвь (N - общее число проводников обмотки якоря):

Ee.lvB. (5-И)

(2) (гг)

Сумму индукций в правой части формулы (5-11) с большой точностью можно заменить произведением средней

индукции (рис. 5-20) и числа :

(5-12)

Подставляя в (5-11) о=-.=

= 2х и найденное значение суммы индукций, а также учитывая, что

Ф=.5х. (5-13)

получим искомую формулу для э. д. с:

а- а 60

(5-14)

где Ф - магнитный поток, в сек.

Отмегим, что под Ф в формуле (5-14) следует понимать магнитный поток, определяемый площадью фигуры, ограниченной кривой поля, осью абсцисс и линиями, проведенными через щетки (рис. 5-20). Если щетки сместить с геометрической нейтрали, то э. д. с. в параллельной ветви уменьшится в соответствии с уменьшением потока Ф, так как последний теперь будет определяться разностью площадей Л и й (рис. 5-20).

5-5. Магнитная цепь и ее расчет

На рис. 5-21 изображена магнитная цепь машины постоянного тока. Расчет ее заключается в определении н. с, необходимой для создания в воздушном зазоре машины магнитного потока, могущего навести в обмотке якоря заданную э. д. с.

Картина распределения магнитного поля в машине в пределах ее сектора AOS (рис. 5-21) для всех подобных секторов одинакова. Поэтому для


Рис. 5-21. Магнитная цепь машины постоянного тска.

определения н. с, создающей магнитный поток, достаточно ограничиться расчетом магнитного поля в пределах одного сектора, т. е. в пределах одной пары полюсов. Обозначим искомую R. с. через Рцепп- Она, как указывалось, для замкнутого контура магнит-нон линии (показана жирным пунктиром на рис. 5-21) определяется равен-,! ством

(5-15)

где И - напряженность поля в направлении dl, правая часть равенства-- полный ток внутри рассматриваемого контура, равный н. с.

Интеграл Hdl заменяют суммой

HJ и выбирают отдельные участки

магнитной цепи таким образом, чтобы /У A/j,... вдоль этих участков можно было считать приблизительно постоянными. При этом (5-15) переходит в

Левая часть этого равенства представляет собой сумму магнитных напряжений. Перепишем ее в следующем виде:

F, + F, + ... + F=F,

цепи

(5-17)

где F=HJ, т. е. F равно магнитному напряжению к!акого-либо участка магнитной цепи {х=\, 2,..., га).

Магнитную цепь машины разбиваем на следующие участки: 1) 26 - воздушные зазоры; 2) 2 4 -зубцы якоря; 3) /а -сердечник якоря; 4) 2/м--полюсы; 5) /с -ярмо статора.

Расчет н. с. / цепи производим в таком порядке: по э. д. с. Еа, которая должна наводиться в обмотке якоря,



находим магнитный поток Ф [см. формулу (5-14)1; по размерам машины находим сечение для каждого участка магнитной цепи; затем определяем индукцию

й Ф

(5-18)

по значению 5 пользуясь кривыми намагничивания для соответствующего материала, находим Нх и Hxlx; наконец, просуммировав магнитные напряжения всех участков, определяем

Н. с. Fцепи-

Магнитные напряжения для полюсов (и ярма статора) находятся по потоку Ф (и Фм/2), который больше потока Ф в воздушном зазоре из-за наличия поля рассеяния. Магнитные линии этого поля в промежутке между полюсами показаны на рис 5-21 тонким пунктиром.

Отношение ф /ф = о называется коэффициентом рассеяния полюсов.

Таким образом, имеем:

Ф= зФ;

(5-19)

для нормальных машин постоянного тока

3 = 1,12-г-1,17.

Задаваясь ра.злйчньгми значениями э. д. с. в пределах q-(0,51,25) Uh и определяя соответствующие значения потока Ф и затем, как указано,

Раепя, МОЖеЦ ПОСТрОИТЬ кривую Еа = ~/(/цепп)-

На рис. 5-22 представлена кривая Ео=!(Ецеш), здесь э. д. с. обозна-четта через Ео, чтобы показать, что мы имеем э. д. с. при холостом ходе машины. Приведенная кривая называется характеристикой холостого хода. Она имеет важное значение при исследовании электрической машины.

На ОСИ! абсцисс можно было бы вместо Еаепя взять ток в обмотке возбуждения /в, называемый током возбуждения. Он равен /в = /цепи/2ш в, где Ws - число витков обмотки возбуждения на одном полюсе. Начальная часть характеристики идет в виде прямой линии, так как она соответствует ненасыщенному состоянию стальных участков магнитной цепи. Здесь можно считать н. с. / цепи


Рис. 5-22. Характеристика холостого хода.

равной магнитному напряжению воздушных зазоров fj, а F, пропорциональна ф или Ео. При увеличении э. д. с. о, а следовательно, и потока Ф начинает сказываться насыщение стальных участков магнитной цепи; характеристика холостого хода пр.т этом искривляется.

При Eo = Ug и при номинальной скорости вращения п большая часть Рцепи приходится на воздушные зазоры 26. Для нормальных машин постоянного тока имеем приблизительно такое соотношение:

W.en = 0.80-0.9. На рис. 5-22 это соотношение

Рь Ав

пепи АС

5-6. Реакция якоря

При холостом ходе машины магнитное поле в ней создается только обмоткой возбуждения, так как тальке по этой обмотке будет проходить ток. При нагрузке ток проходит и по обмотке якоря, н. с. которой изменяет ноле машины, на что впервые было указано Э. X. Ленцем.

Воздействие п. с. якоря на поле машины называется реакцией якоря. При помощи рис. 5-23 мы можем выяснить, как изменяется поле машины в результате этого воздействия На рис. 5-23,а изображено поле машины при ее холостом ходе, когда оно создается только н. с. обмотки возбуждения. На рис. 5-23,6 показано поле якоря. Такое поле получается в маш1-не при наличии тока только в обмотке якоря. При этом сам якорь превращается в электромагнит. Его н. с.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92