ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
При движении провода обмотки якоря в магнитном поле под полюсом провод пересекает линии магнитного поля с индукцией В и в нем по закону электромагнитной индукции индуктируется э.д.с.
;
l – активная длина провода;
v – окружная скорость якоря.
; ,
- длина полюсного деления;
р – число пар полюсов;
D – диаметр якоря.
- площадь полюсного деления;
- магнитный поток.
Учитывая, что якорь состоит из N активных проводов. Щетки делят эту обмотку на 2а параллельных ветвей.
Следовательно э.д.с. одной параллельной обмотки
,
Cэ – постоянный для данной машины коэффициент.
В генераторе Ея вызывает ток Iяи совпадает с ним по направлению. У двигателя Ея направлена против тока Iя и называется противоэ.д.с.
Э.д.с. якоря можно регулировать посредством изменения главного магнитного потока и посредством изменения частоты вращения якоря..
При работе машины в режимах генератор и двигатель направление передачи энергии различное, но природа электромагнитного момента воздействующего на якорь одна и та же.
На каждый из активных проводов обмотки якоря, находящимися под полюсами машины, действует сила
.
Сумма этих сил создает электромагнитный момент
.
I – ток одного провода
;
;
- постоянный для данной машины коэффициент.
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ
Реакцией якоря называется воздействие тока якоря на магнитное поле машины. Реакция якоря в большинстве случаев – явление нежелательное, искажающие главное магнитное поле.
Пока магнитное поле машины создается только током в обмотке возбуждения (Iя = 0), оно симметрично по отношению к оси сердечников полюсов и под полюсами равномерно. Геометрическая нейтраль совпадает с физической – рис. а)
Геометрическая нейтраль - линия перпендикулярная оси полюсов.
- физическая нейтраль, т.е. линия проходящая через точки, где магнитная индукция =0. Щетки располагаются на геометрической нейтрали.
Как только в обмотке якоря возникает ток, он становится электромагнитом. поле якоря поперечное – рис.б).
При нагрузке машины реакция якоря, воздействует на главное поле, создает результирующее поле.
Линии магнитного поля смещаются по направлению вращения в генераторном режиме или против направления в двигательном – рис. в). Физическая нейтраль смещается по отношению к геометрической.
Искажение магнитного поля под полюсами сопровождается значительным местным повышением магнитной индукции. Мгновенное э.д.с. в секциях обмотки пропорционально этой индукции (при движении). Следовательно искажение поля может вызвать повышение напряжения между соседними пластинами коллектора. Это может привести к возникновению опасных дуговых разрядов.
Для ослабления реакции якоря применяют:
1) увеличивают магнитное сопротивление на пути потока якоря. Воздушный зазор между якорем и полюсными наконечниками делают достаточно большим. Для обеспечения нужного потока необходима соответствующая м.д.с. Увеличение м.д.с. главных полюсов ведет к увеличению габаритов и массы;
2) дополнительные полюса устанавливают на станине и соединяют последовательно с обмоткой якоря через щетки так, чтобы направление напряженности поля дополнительных полюсов было противоположно направлению поля якоря;
3) компенсационная обмотка полностью компенсирует реакцию якоря. Якорь вращается, а его магнитный остается неподвижным. Компенсационная обмотка помещается в специальных пазах главных полюсов и последовательном соединении с обмоткой якоря. Приводит к удорожанию, применяется в крайних случаях.
СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
Синхронной называется электрическая машина, частота вращения которой связана постоянным соотношением с частотой f сети переменного тока, в которую эта машина включена.
Область применения:
1) генераторы переменного тока промышленной частоты на электрических станциях;
2) двигатели работающие при постоянной частоте вращения;
3) синхронные компенсаторы для получения регулируемого реактивного тока.
Основными частями синхронной машины являются статор и ротор.
Статор состоит из сердечника и обмотки. Сердечник статора собран из изолированных друг от друга пластин электротехнической стали и укрепленный внутри массивного корпуса. В пазах с внутренней стороны статора размещается в большинстве случаев трехфазная обмотка.
Ротор синхронной машины конструктивно выполняют:
- явнополюсным;
- неявнополюсным;
Ротор представляет собой электромагнит.
На роторе располагают обмотку возбуждения, питаемую от источника постоянного тока. Т.о. ротор синхронной машины имеет свой магнитный поток, который определяет его полярность. В этом заключается принципиальное отличие ротора синхронной машины от ротора асинхронной машины, полярность которой всегда определяет полярность статора.
Явнополюсной ротор изготавливается из листовой стали и имеет большое число полюсов, на которых располагается ОВ.
ОВ неявнополюсных роторов закладываются в пазы и создает два полюса ротора.
В синхронных электрических машинах с неявновыраженными полюсами частота вращения ротора 3000 об/мин, а с явновыраженными от 100 до 1000 об/ мин.
Питание к обмотке ротора подводится через скользящие контакты, состоящие из медных колец и графитовых щеток.
РЕЖИМЫ РАБОТЫ
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 3289;