Компенсационная обмотка двигателя постоянного тока: Компенсационная обмотка — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Устройство электрических машин постоянного тока

Подробности: Категория: Электрические машины

электродвигатель
постоянный ток

Статор в машине постоянного тока состоит из станины 12 (рис. 1), главных 24 и добавочных 26 полюсов с обмотками. В машинах малой мощности добавочные полюса могут отсутствовать. Ротор (якорь) состоит из вала 22, сердечника 14 с обмоткой 10 и коллектора 9.
Станина 12 является корпусом машины и в то же время частью магнитной системы, проводящей магнитные потоки главных и добавочных полюсов. Она имеет цилиндрическую форму и изготовляется из стальной трубы, к нижней части которой приваривают лапы 29.

Рис. 1. Машина постоянного тока серии 2П

В верхней части корпуса ввинчивается рым-болт или привариваются проушины 25 для транспортировки машины, с торцов выполнены центрирующие заточки для подшипниковых щитов 4 и 19, которые крепятся винтами 20.

Добавочные полюса 26 предназначены для улучшения коммутации (уменьшения искрения под щетками) и изготовляются цельными или шихтованными из листов. Катушки обмотки полюсов выполняют из проводов круглого или прямоугольного сечения. Главные и добавочные полюса крепят к станине болтами 13.
Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм на вал. Нажимные шайбы 15 служат одновременно опорами для лобовых частей обмотки 10, на которые наложен бандаж. Концы секций обмотки присоединены к коллекторным пластинам. Коллектор 9 состоит из медных пластин, изолированных друг от друга прокладками из миканита. Подшипники с обеих сторон закрыты крышками.
На переднем щите 4 закреплена щеточная траверса 3 с бракетами 6, на которых установлены щеткодержатели 28 со щетками 8. Для осмотра коллектора и доступа к щеткам в машине имеются люки, которые закрываются крышками или защитными лентами 5, 17 с отверстиями. Концы лент обертываются вокруг валиков и стягиваются на корпусе винтами 27.

В верхней части отверстия выполнены в виде жалюзи 23 для защиты машины от падающих сверху и под углом к вертикали капель.
Выводы от якорной обмотки и обмотки возбуждения главных полюсов пропущены через отверстия в станине и подсоединены к колодке зажимов, расположенной в коробке 11.
Подшипниковые опоры машины постоянного тока аналогичны опорам асинхронных машин. У двигателей постоянного тока с высотами оси вращения 80—200 мм обычно со стороны привода и с противоположной стороны устанавливают шариковые подшипники 1, у двигателей с высотами 225—315 мм со стороны привода — роликовые, а с противоположной — шариковые подшипники. Подшипниковые крышки 2 крепятся болтами 21, которые проходят через сквозные отверстия в щитах и ввинчиваются в резьбовые отверстия во внутренних крышках. Болты контрятся пружинными шайбами.
Токосъемное устройство машин постоянного тока включает в себя щетки 8, щеткодержатели 28, бракеты 6. к которым крепятся щеткодержатели, и траверсу 5, несущую на себе бракеты.

У двигателей с высотами оси вращения 355—500 мм траверса может отсутствовать. Бракеты в таких машинах крепятся непосредственно к подшипниковому щиту. Щетки прижимаются к коллектору 9 пружинами.
Машина имеет защищенное исполнение и аксиальную систему вентиляции. Охлаждающий воздух засасывается в машину вентилятором 18 через окна в ленте 5 со стороны коллектора и выбрасывается через окна ленты 17 со стороны привода. Установкой диффузора 16 достигают рационального распределения воздушных потоков При его отсутствии большая часть воздуха проходила бы между полюсами вблизи станины. Диффузор направляет поток к поверхности якоря машины.
Балансировка ротора производится установкой грузиков в виде ласточкина хвоста в кольцо 7 со стороны коллектора и в канавку на вентиляторе 18. У малых машин балансировка может осуществляться удалением металла путем сверления отверстий в вентиляторе и коллекторе.
В машинах постоянного тока при работе по обмотке якоря проходит ток, который создает свое магнитное поле.

Поле якоря накладывается на поле главных полюсов и искажает его, магнитная индукция у краев полюсов становится неодинаковой. Из-за различной ЭДС в секциях обмотки якоря ухудшается коммутация машины и увеличивается напряжение между некоторыми коллекторными пластинами, что может привести к пробою изоляции пластин.

Рис. 20. Машина постоянного тока с компенсационной обмоткой
Для компенсации реакции якоря в машинах постоянного тока значительной мощности применяют компенсационную обмотку 5 (рис. 20). Ее располагают в пазах наконечников главных полюсов 8 и соединяют последовательно с обмоткой якоря 4. Компенсационную обмотку рассчитывают и включают таким образом, чтобы ее магнитное поле было равно и направлено встречно полю якоря. Компенсационная обмотка усложняет изготовление и ремонт машины, поэтому ее применяют обычно в крупных машинах и постоянного тока.

Бракеты 13 в машинах большой мощности выполняют в виде плоских пластин с приливами, через отверстия в которых они винтами крепятся к траверсе 14.

Винты изолируют гетинаксовыми трубками и прокладками, так как к траверсе крепятся бракеты разной полярности. Траверса согнута из полосовой стали в виде кольца и закреплена на подшипниковом щите.
Обмотка возбуждения 7 разделена на каждом полюсе на две катушки, между которыми образован вентиляционный канал.
Сердечник 10 якоря выполнен с аксиальными вентиляционными каналами 9. Каналы для охлаждающего воздуха предусмотрены также между коллектором 12 и валом 1. Вентилятор 3 установлен со стороны привода. Щиты 2 и 15 центрируются в заточках корпуса 6. Лобовые части обмотки якоря 4 опираются на изолированный обмоткодержатель 11.

В машинах постоянного тока выведенные наружу концы обмоток маркируют буквами: Я — обмотка якоря, К — компенсационная обмотка, Д — обмотка добавочных полюсов, С — последовательная обмотка возбуждения, Ш — параллельная обмотка возбуждения, П -— пусковая обмотка, У — уравнительный провод и уравнительная обмотка. К буквенным обозначениям добавляются цифру: 1 — начало обмотки, 2 — конец обмотки; например, Я1— начало обмотки якоря, Я2 — конец.

В малых коллекторных машинах постоянного и переменного тока выводы (начала обмоток) маркируют следующими цветами: белым — обмотка якоря, красным — обмотка последовательного возбуждения, зеленым — обмотка параллельного возбуждения. На концах обмоток добавляется черный цвет.

Назад
Вперёд

Вы здесь:
Главная
Оборудование
Эл. машины
Основные технические данные электродвигателей с термореактивной изоляцией

Еще по теме:

Дефекты обмоток якоря электрических машин постоянного тока
Обозначения вывода обмоток электрических машин постоянного тока
Машины постоянного тока
Бесконтактные электродвигатели постоянного тока
Машины постоянного тока с полупроводниковым коммутатором

Реакция якоря машины постоянного тока

Смещение магнитного поля генератора. Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, создаваемого током якоря, на магнитное поле главных полюсов.

При холостом ходе генератора магнитное поле машины образовано только главными полюсами (рис. 1.10, а). Оно симметрично относительно оси полюсов и его ось совпадает с осью полюсов. Когда генератор работает с нагрузкой, по обмотке якоря протекает ток, который создает свое магнитное поле (рис. 1.10.б), называемое полем якоря. Ось магнитного поля якоря совпадает с линией, соединяющей щетки, т.е. с геометрической нейтралью, и перпендикулярна оси главных полюсов. При вращении якоря распределение тока в проводниках якоря остается неизменным и поле якоря — неподвижным в пространстве. Индукция этого поля пропорциональна току в якоре.

Рис. 1.10

При работе генератора с нагрузкой поле якоря накладывается на поле полюсов. В генераторе создаётся результирующее поле (рис 1.10, В), повернутое по направлению вращения якоря на некоторый угол

у относительно поля главных полюсов.

Физическая нейтральная линия оказывается повернутой на тот же угол относительно геометрической нейтральной линии. При изменении нагрузки индукция поля якоря изменяется, изменяется и угол .

Результаты смещения магнитного поля. Смещение физической нейтральной линии вызывает нежелательные последствия, приводящие к ухудшению работы генератора: Ø уменьшается ЭДС, так как щетки оказываются установленными в точках, между которыми разность потенциалов не максимальная;

Ø переключение проводников обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую происходит не на физической нейтрали, а на геометрической, где расположены щетки и где результирующее поле В′ ≠ 0, что, как будет показано в следующем параграфе, приводит к искрению щеток и обгоранию коллекторных пластин;

Ø индукция магнитного поля под полюсами распределяется неравномерно; под краем полюса, на который якорь набегает, она уменьшается, а под краем полюса, с которого сбегает, – увеличивается (штриховая линия на рис. 1.7) настолько, что может создаться насыщение сбегающего края полюса и зубцов якоря. В результате появится продольная размагничивающая составляющая поля якоря, направленная против поля главных полюсов, что также приведет к уменьшению ЭДС якоря. Кроме того, в части проводников, находящихся в зоне магнитного насыщения, наводится значительная ЭДС, которая может вызвать пробой изоляции между соседними коллекторными пластинами и повышенное искрение на коллекторе.

Смещение магнитного поля двигателя. У двигателя постоянного тока при том же направлении тока в якоре направление вращения якоря по сравнению с генератором противоположное (штриховая стрелка на рис. 1.10, в), а картина распределения полей одинаковая. Результирующее поле и физическая нейтральная линия оказываются повернутыми на угол против направления вращения якоря.

Это приводит к нежелательным последствиям: уменьшается вращающий момент двигателя, так как часть проводников параллельной ветви, расположенных между щеткой и физической нейтралью, будет находиться в зоне полюса противоположной полярности – эта часть проводников будет создавать тормозной момент.

Как и у генератора, возможно искрение щеток и обгорание коллектора, а также появление продольного размагничивающего поля.

Способы уменьшения влияния реакции якоря. Наиболее действенным и распространенным средством уменьшения влияния реакции якоря на работу машины является применение дополнительных полюсов. Дополнительные полюсы устанавливаются на геометрической нейтральной линии между главными полюсами (рис. 1.11).

Их обмотка включается последовательно с обмоткой якоря и намотана так, что ее магнитное поле направлено против магнитного поля якоря. В зоне геометрической нейтральной линии создаются условия, благоприятные для безыскровой работы щеток (более подробно этот вопрос рассмотрен в следующем параграфе). Дополнительные полюсы выполняют свои функции во всех режимах работы машины: при изменении нагрузки одновременно изменяются ток и поле якоря, ток и поле дополнительных, полюсов; при переходе машины в режим двигателя одновременно изменяется направление токаи поля якоря и направление тока и поля дополнительных полюсов.

Для выравнивания индукции под полюсами в быстроходных машинах большой мощности (свыше 80 кВт на один полюс) применяют компенсационную обмотку, которую закладывают в специальные пазы в полюсных наконечниках (рис. 1.12).

Компенсационная обмотка включается последовательно с обмоткой якоря и обмоткой дополнительных полюсов. Магнитное поле компенсационной обмотки всегда направлено навстречу магнитному полю якоря и таким образом оно компенсирует поле якоря в зоне главных полюсов.

В машинах малой мощности (до нескольких сотен ватт) вместо дополнительных полюсов применяют сдвиг щеток с геометрической нейтральной линии. При этом, как будет показано в § 1.7, создаются условия, уменьшающие искрение щеток из-за влияния реакции якоря.

Общее устройство двигателей постоянного тока — КиберПедия

Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные

Топ:

Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений — деятельность метрологических служб, направленная на достижение. ..

Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы…

Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует…

Интересное:

Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются…

Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль…

Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы…

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Общее устройство двигателей постоянного тока

Состоит из:

1. Остова 3, который служит для крепления главных 4 и дополнительных полюсов, подшипниковых щитов 2, щеточных механизмов 1, а также является частью магнитопровода. К остову крепится клеммная коробка 10.

2. Подшипниковых щитов 2 и 7, служащих для крепления подшипников в которых вращается вал 14 якоря. Подшипники закрываются уплотнительными крышками 8,9 и 12,13, как изнутри, так и снаружи. Щиты могут иметь вентиляционные отверстия или окна 11.

3. Главных полюсов 4 и 6, предназначенных для создания основного магнитного потока.

4. Дополнительных полюсов, служащих для уменьшения реакции якоря и улучшения коммутации.

5. Якоря 5.

— предназначенного для создания вращающего момента в двигателе,

— в генераторах – для создания индуктированной ЭДС.

6. Коллектора 18.

— в двигателях служит для распределения токов по виткам обмотки якоря таким образом, чтобы вращающие моменты всех витков были направлены в одну сторону.

— в генераторах коллектор выполняет функцию выпрямителя.

7. Щеточного механизма с фиксатором 15 и 16, кронштейном 1, щеткодержателем 17.

— в двигателях – для подачи напряжения на обмотку якоря.

— вгенераторах – для снятия напряжения с обмотки якоря.

Способы регулирования частоты вращения ТЭД

Основной способ регулирования частоты вращения ТЭД осуществляется за счет изменения напряжения, питающего двигатель. При достижении номинального напряжения на ТЭД, дальнейший разгон электровоза осуществляется за счет изменения магнитного потока (уменьшение магнитного поля полюсов, или ослабление возбуждения).

n = (U – IяRя) / СФ

Для этого параллельно обмотке возбуждения ТЭД подключаются резисторы ослабления поля, при этом:

1) Если ослабление поля происходит на высоких позициях контроллера, то Ф уменьшается в меньшей степени, чем увеличивается ток якоря Iя, поэтому Мвр увеличивается, что обеспечивает дальнейший разгон электровоза.

2) Если производить ослабление поля на низких позициях, то Ф уменьшается в большей степени, чем увеличивается Iя, поэтому Мвр в этом случае уменьшится и приведет к замедлению электровоза.

Реверсирование тяговых двигателей

Существует два способа реверсирования двигателей постоянного тока:

За счет изменения направления тока в обмотке якоря.
За счет изменения направления тока в обмотке возбуждения.

На ВЛ-80с для реверсирования ТЭД применяется только 2-й способ, так как падение напряжения на обмотке возбуждения значительно меньше, чем на обмотке якоря, поэтому раствор между разомкнутыми контактами реверсора рассчитывается на меньшее напряжение, что приводит к снижению габаритов реверсора.

Свойства обратимости электрических машин

При рассмотрении принципа действия двигателя и генератора видно, что используются одни и те же электромагнитные явления. Поэтому, следует, что любой двигатель может быть использован в качестве генератора и наоборот. Значит, можно говорить, что электрическая машина работает, как в двигательном, так и в генераторном режимах.

Типы двигателей

В зависимости от способа соединения обмотки якоря с обмоткой возбуждения различают 4-е типа двигателей:

1. С независимым возбуждением.

2. С параллельным возбуждением.

3. С последовательным возбуждением.

4. Со смешанным возбуждением.

В качестве тяговых

Сравнение по пусковому и вращающему моменту. Так как у сериесного двигателя Мвр зависит от квадрата тока якоря, поэтому, при одном и том же токе якоря сериесный двигатель будет развивать больший Мвр и пусковой момент, чем шунтовой.
Сравнение по перегрузочной способности. При одном и том же пусковом и вращающем моментах, сериесный двигатель потребляет меньший ток чем шунтовой, поэтому меньший нагрев обмоток двигателя и он обладает большей перегрузочной способностью.
Сравнение по разнице диаметров бандажей колесных пар. Так как допускается разница диаметров бандажей, то двигатели будут вращаться с разной частотой. Даже если двигатели имеют одинаковые характеристики, то они будут потреблять разные токи и соответственно, разница токов у сериесных двигателей значительно меньше из-за мягкости характеристик.
Сравнение по разнице характеристик ТЭД.Из-за технологических допусков двигатели имеют различные характеристики. Допускается отклонение частоты вращения при номинальных условиях до 4%, поэтому, даже при одинаковых диаметрах бандажей колесных пар ТЭД потребляют разные токи и у сериесных двигателей эта разница токов меньше чем у шунтовых.
Сравнение по броскам напряжения в контактной сети.Броски напряжения в контактной сети возникают, например, при отключении ГВ одной из секций в режиме тяги, при этом к остальным ТЭД прикладывается большее напряжение, то есть они переходят на более высокоскоростную характеристику. Так как частота вращения ТЭД мгновенно измениться не может, то в двигателях происходит бросок тока и у сериесных ТЭД эти броски тока значительно меньше чем у шунтовых.
Сравнение по механической прочности катушек полюсов. У сериесных двигателей по катушкам полюсов проходит значительный электрический ток, поэтому для создания основного Ф большого количества витков не требуется. Катушки полюсов выполняют из шинной меди большего сечения. Такие катушки более механически прочные, что имеет преимущества при ремонте машины.
По способности ТЭД автоматически переходить в генераторный режим. Шунтовой двигатель может автоматически переходить в генераторный режим, сериесный двигатель не может перейти в генераторный режим, а при малых нагрузках идет в разнос.
По склонности к буксованию.В начале буксования у шунтовых двигателей n увеличивается незначительно, а кроме того, при частоте вращения якоря более nкр шунтовой двигатель переходит в генераторный режим – тормозной. Этот двигатель менее склонен к буксованию.

Обмотка якоря

Вся обмотка якоря состоит из секций. Все секции между собой соединены последовательно, и конец последней секции соединен с началом первой. Секции бывают одновитковые и многовитковые.

Активные части витка.
Лобовая часть витка.
Лобовые изгибы.
Коллекторные пластины.
Изоляция (миканит).

В тяговых двигателях секции делают одновитковые, поэтому, будем считать секцию и виток одним и тем же. Активные части укладываются под разноименными полюсами машины.

Типы обмоток якоря

Простая петлевая обмотка. При данном типе обмотки у электрической машины количество параллельных ветвей в обмотке якоря равно количеству полюсов и количеству щеток. Применяется в электрических машинах рассчитанных на относительно большой ток, создают и выдерживают относительно не высокое напряжение.

Простая волновая обмотка. У данной обмотки количество параллельных ветвей всегда равно двум, независимо от количества полюсов. Машины с таким типом обмотки рассчитаны на относительно небольшой ток и высокое напряжение.

Петлевая

Волновая

Реакция якоря

Для характеристики магнитного поля электрической машины существует понятия:

Геометрическая нейтраль – это линия, перпендикулярная оси полюсов и проходящая через середину расстояния между ними.

Физическая нейтраль – это линия перпендикулярная основному магнитному потоку и проходящая через середину расстояния между полюсами.

Реакция якоря – это воздействие магнитного поля якоря на основное магнитное поле полюсов машины.

Из-за реакции якоря основное магнитное поле полюсов искажается, то есть, под одним краем полюса магнитное поле усиливается, а под другим краем – ослабляется, соответственно происходит поворот физической нейтрали относительно геометрической.

Вредные последствия реакции якоря

1. Размагничивающее действие – при усилении магнитного поля под одним краем полюса, этот край полюса доходит до магнитного насыщения, поэтому из-за реакции якоря магнитное поле ослабляется в большей степени под одним краем, чем усиливается под другим. Соответственно, основной магнитный поток Ф уменьшится, что приводит и к уменьшению Мвр и Ег.

2. Ухудшение коммутации из-за поворота физической нейтрали относительно геометрической. Коммутируемая секция на геометрической нейтрали пересекает магнитные силовые линии, при вращении якоря, и в секции индуктируется ЭДС вращения, которая способствует увеличению искрения под щетками.

3. Увеличение вероятности возникновения кругового огня по коллектору. При вращении якоря витки проходят через сгущение магнитных силовых линий, поэтому под одним краем полюса индуктируется большая ЭДС, а значит, увеличивается напряжение между двумя соседними коллекторными пластинами, что может привести к пробою воздушной изоляции между пластинами коллектора и как следствие – к круговому огню по коллектору (переброс). Круговой огонь – это мощная электрическая дуга по коллектору, которая замыкает две разноименные щетки между собой.

Коммутация

Процесс переключения секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую, называют коммутацией.

Секция, которая в процессе переключения (коммутации) замыкается щеткой накоротко, называется коммутируемой секцией.

В коммутируемой секции ток меняется как по величине, так и по направлению. Процесс коммутации может сопровождаться искрением под щетками. Причины искрения разделяются на 2 вида:

I. Механические.

II. Электромеханические.

Механические причины искрения возникают из за:

ü Слабого нажатия щеток на коллектор.

ü Износа щеток более нормы.

ü Сколов на щетках.

ü Повышенного износа рабочей поверхности коллектора.

ü Биения коллектора.

ü Загрязнения коллектора.

Данные причины искрения устраняются при ремонте электрической машины: смена щеток, обточка и продорожка коллектора, балансировка якоря.

Электромеханические причины искрения возникают в процессе коммутации, так как в переключаемой секции возникают следующие ЭДС:

Ø ЭДС самоиндукции еL возникает из-за быстрого изменения тока, как по величине, так и по направлению в коммутируемой секции.

Ø ЭДС взаимоиндукции ем, так как ширина щетки в 3-4 раза больше ширины коллекторной пластины, поэтому в процессе коммутации одновременно участвуют несколько соседних секций.

Ø ЭДС вращения евр возникает из-за реакции якоря.

Ø ЭДС пульсации епульс возникает из-за зубчатого строения сердечника якоря, так как воздушный зазор между якорем и полюсом постоянно меняется.

Ø ЭДС трансформации етр , так как на электровозах переменного тока ТЭД питаются не постоянным а пульсирующим током, то и будет пульсировать основной магнитный поток Ф, созданный обмоткой возбуждения.

Все эти ЭДС направлены согласно, поэтому складываются, а так как коммутируемая секция замыкается щеткой накоротко, то под действием суммарной ЭДС возникает ток коммутации iк.

iк. = (еL + ем + евр + епульс + етр) / Rк.с.,

где Rк.с – сопротивление самой секции, плюс сопротивление коллекторных пластин, плюс сопротивление перехода между щеткой и коллектором.

Ток коммутации вызывает искрение под щетками по причинам:

Хотя процесс коммутации происходит быстро. Но он не успевает закончится, когда щетка сбегает с коллекторной пластины и происходит разрыв цепи тока коммутации.
Под одним краем щетки из-за тока коммутации плотность тока увеличина, что приводит к искрению, поэтому для уменьшения искрения под щетками, необходимо уменьшить iк . Это осуществляется за счет конструктивных особенностей двигателя и за счет дополнительных электрических аппаратов, включенных в схему питания ТЭД.

Меры улучшения коммутации

a. Для уменьшения ЭДС самоиндукции еL, секции обмотки якоря изготавливают одновитковыми.

b. Для уменьшения ЭДС взаимоиндукции ем, щетки по возможности делают меньшей ширины.

c. Для уменьшения ЭДС вращения евр, борются с реакцией якоря.

d. Для уменьшения ЭДС пульсации епульс, пазы по возможности изготавливают меньшей глубины и более закрытой формы.

e. Для уменьшения ЭДС трансформации етр, в цепь ТЭД включают сглаживающий реактор, а также параллельно обмоткам возбуждения подключают резисторы.

f. Для увеличения сопротивления секции Rк.с, щетки изготавливают графитовыми и разрезными.

Тяговый двигатель НБ-418К

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую энергию, для получения силы тяги электровоза.

УСТРОЙСТВО: НБ-418К – двигатель постоянно пульсирующего тока и состоит из:

Остова 2, закрытого подшипниковыми щитами в которых вращается вал якоря.
Шести главных 1 и шести дополнительных полюсов. В пазы сердечников главных полюсов укладываются витки компенсационной обмотки.
Сердечника 9, расположенного на валу якоря.
Коллектора 8.
Обмотки якоря с уравнительными соединениями 3.
Двух малых шестерен на концах вала якоря, которые входят в зацепление с зубчатыми колесами.
Щеточного аппарата 4, 5, 6.

Остов тягового двигателя

НАЗНАЧЕНИЕ: является корпусом двигателя и одновременно магнитопроводом.

УСТРОЙСТВО: остов литой конструкции, круглый, изготовлен из электротехнической стали, средняя часть утолщена. На остове расположено 12 рядов из 3-х отверстий для болтов крепления полюсов. С боков у остова полукруглые приливы для установки и крепления моторно – осевых подшипников 7 и 8, а с противоположной стороны – прилив для крепления кронштейна маятниковой подвески 11. В верхней части остова расположен прилив для клеммной коробки 3, в которой смонтированы выводы обмоток, закрытые крышкой с уплотнением. По торцам остова находятся круглые расточки для подшипниковых щитов, которые по периметру имеют отверстия: резьбовые для болтов крепления щитов, два отверстия 12 для стопорных болтов и отверстие для фиксаторного болта которыми крепится траверса. В верхней части находится валик с шестерней 1 для поворота зубчатой траверсы. Со стороны коллектора находятся два смотровых люка 4 закрытых крышками с войлочными уплотнениями. Верхняя крышка снабжена пружинным замком 5 и легко снимается. Вверху остова, со стороны коллектора расположен прямоугольный прилив 15 для крепления воздуховода, подходящего от кузова, а с другой стороны прилив 16 для кожуха, через который выбрасывается воздух после охлаждения ТЭД. На остове имеются кронштейны с отверстиями 6 для крепления кожухов зубчатой передачи и кронштейн 13 для транспортировки и крепления предохранительной планки от падения на путь. В нижней части остова есть два сливных отверстия диаметром 20 мм.

Подшипниковые щиты

НАЗНАЧЕНИЕ: служат для установки подшипников, в которых вращается вал якоря.

УСТРОЙСТВО: щиты литые, с внутренней стороны снабжены ребрами жесткости. По наружной окружности имеют обточки для установки с натягом в остов и ряд отверстий для болтов крепления, а также три резьбовых отверстия для выпрессовки щита из остова.

Средняя часть щитов уширена, имеет лабиринтные уплотнения с кольцами 1,6,7, которые напрессованы на вал якоря. В средней части имеется расточка для установки в ней наружной обоймы якорного роликового однорядного подшипника, а по окружности отверстия для болтов. В щитах имеются каналы с трубками, для добавления смазки.

В нижней части, под подшипником имеется камера Г для стекания отработанной смазки, она закрыта крышкой 3 и сообщается каналом Б с полостью подшипника В. Отработанная смазка удаляется при ремонте. Смазка ЖРО или «Буксол», заполняется на 2/3 объема камеры. В подшипниковом щите со стороны коллектора, в верхней части находятся два овальных отверстия закрытых крышками (см. остов 14) для демонтажа и монтажа изолированных пальцев щеткодержателей. В щите с другой стороны, вверху находятся два отверстия закрытых кожухом для выброса воздуха под кузов после охлаждения ТЭД. В обеих щитах сделаны резьбовые отверстия под кронштейны нижней половины кожуха.

Главный полюс

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для создания основного магнитного потока, который пересекает обмотку якоря и сердечник.

УСТРОЙСТВО: электромагнит состоит из сердечника и 3 катушки 5.

Сердечник 3 выполнен шихтованным и набран из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, крайние листы сердечника утолщены. В листах сердечника имеется квадратное отверстие 45 Х 45 мм, семь круглых отверстий 8 для шпилек и с внутренней стороны шесть наклонных вырезов 13 Х 44 мм. Сердечник набирается на шпильках, в среднее квадратное отверстие запрессовывается квадратный стержень 4 с тремя резьбовыми отверстиями М30. После сборки сердечника, концы шпилек расклепываются, а вырезы листов образуют шесть наклонных пазов для укладки активных сторон компенсационной обмотки 7.

Катушка 5 состоит из 11 витков шинной меди 4 Х 65 мм, намотана на узкое ребро (плашмя) и изогнута по радиусу остова 1. Имеет межвитковую, корпусную и покровную (защитную) изоляцию 6. Катушка надевается на сердечник, между сердечником и катушкой укладывается предохранительный фланец 10, который не допускает повреждение изоляции, также устанавливается уплотняющий клин 9, который не допускает ослабление катушки на сердечнике.

Сердечник крепится к остову 1 тремя болтами 2. Головки крепительных болтов заливаются гудроном, чтобы не поподала влага в сердечник полюса.

Катушки главных полюсов соединяются последовательно внутри остова, со стороны коллектора. При этом полярность главных полюсов чередуется, образуя обмотку возбуждения, концы которой выведены на клеммную коробку и обозначены буквами «К» — начало и «КК» — конец.

Дополнительный полюс

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для устранения вредных последствий реакции якоря и улучшения коммутации.

УСТРОЙСТВО: электромагнит состоит из сердечника 4 и катушки 1

Сердечник 4 выполнен шихтованным, из листов стали толщиной 0,5 мм. В листах сердечника выполнены прямоугольные отверстия для стержня прямоугольной формы 6, в котором сделаны 3-и резьбовых отверстия с резьбой М20. Полукруглые боковины сердечника 2 утолщены. Сердечник набирается на шпильки 3, концы которых расклепываются. Боковины с каждой стороны крепятся к сердечнику винтом.

Катушка 1 состоит из 8-и витков и выполнена из меди квадратного сечения 12,5 Х 12,5 мм. Имеет межвитковую, корпусную и покровную изоляцию и пропитывается лаком. Катушка надевается на сердечник с прокладкой из листового железа.

Дополнительный полюс крепится к остову 3-я болтами 5, между сердечником и остовом установлена немагнитная прокладка 7 из гетинакса толщиной 7 мм и стальная прокладка 8 толщиной 2 мм, для защиты от смятия гетинаксовой прокладки, которая увеличивает сопротивление для дополнительного магнитного потока и обеспечивает прямо пропорциональное изменение потока при изменении тока якоря (не допускает насыщение сердечника полюса при рабочих значениях тока якоря – до 1500 А).

Компенсационная обмотка

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для устранения вредных последствий реакции якоря и улучшения коммутации.

УСТРОЙСТВО: состоит из 6-и катушек шинной меди прямоугольного сечения, каждая катушка имеет 6-ь витков, которые объединяются в 3-и пары. Изоляция обмотки: межвитковая, корпусная и покровная. Катушки изогнуты по радиусу остова и укладываются: 3-и активные стороны обмотки в наклонные пазы одного сердечника, а вторая половина обмотки, в пазы рядом расположенного сердечника другого главного полюса. Наклонные пазы рядом расположенных сердечников – параллельны, а значит, упрощается установка и снятие катушки.

Активные стороны обмотки в пазах сердечников крепятся текстолитовыми клиньями. При такой установке катушек компенсационной обмотки, ток в активных сторонах обмотки, которые расположены в пазах одного сердечника, имеет одно направление.

Якорь

УСТРОЙСТВО: состоит из вала якоря, сердечника, коллектора, обмотки якоря и уравнительных соединений.

Вал якоря по своей длине выполнен круглым, разных диаметров. На концах вала обточены конусные части с пазом для шпонки и кольцевой проточкой. В торцах вала изготовлены торцевые отверстия под спец. болты, которые соединяются с радиальным каналом с канавкой для подачи смазки под давлением при снятии шестерни. Шпонка применяется для установки временной шестерни, при испытании ТЭД. На вал якоря устанавливаются от середины к краям:

Втулка якоря – литая, имеет 2-а цилиндра – наружный 6 и внутренний 7, соединенные ребрами 8. На наружном цилиндре находится бурт и паз для шпонки 2 сердечника. На удлиненной части внутреннего цилиндра нарезана резьба М175 для корончатой гайки 15, которая удерживает переднюю нажимную шайбу 1, или корпус коллектора.
Кольца 10 и 14 напрессовываются по обе стороны от втулки и образуют лабиринтные уплотнения совместно с подшипниковыми щитами.
Внутренние кольца или обойма якорных подшипников 11 и 13.
Упорные кольца для якорных подшипников 12.

Сердечник якоря. На втулку якоря 6 напрессовывается литая задняя нажимная шайба 9, состоящая из двух колец, между которыми сделаны ребра жесткости. В паз втулки якоря устанавливается шпонка 2, а затем набирается сердечник 4 из отдельных листов. На внутренней окружности листа имеется вырез для шпонки, на внешней окружности 87 вырезов под обмотку якоря 5, а в средней части расположено в шахматном порядке 2-а ряда круглых отверстий 3 для вентиляции сердечника. Со стороны коллектора сердечник фиксируется передней нажимной шайбой 1, которая одновременно является корпусом коллектора, она удерживается от сползания корончатой гайкой 15, которая наворачивается на внутренний цилиндр втулки якоря.

Коллектор

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для изменения направления тока в секциях обмотки якоря, при переходе из одной параллельной ветви в другую, чтобы сохранить направление выталкивающей силы и вращение якоря.

УСТРОЙСТВО: коллектор набирается из 348-и медных пластин 4, которые имеют два выреза по форме ласточкиного хвоста 5 и 8, есть рабочая поверхность по которой скользят щетки, а также выступающая часть, или «Петушок» с вырезом для установки концов секций обмотки якоря. В средней части коллекторных пластин имеется отверстия для снижения веса коллектора и центробежной силы, которая образуется при вращении якоря. Коллекторные пластины разделяются миконитовыми прокладками и зажимаются между передней нажимной шайбой 7 и нажимным конусом 1 с установкой миконитовых манжет 5 и 8 и миконитового цилиндра 6. Нажимной конус 1 притягивается к корпусу коллекторными болтами с квадратными головками 2. Выступающая часть наружной манжеты притягивается к нажимному конусу стеклобандажом и покрывается лаком.

Обмотка якоря

Обмотка якоря простая, петлевая, состоит из 348-и одновитковых секций шинной меди прямоугольного сечения – 3,5 Х 7 мм, которые объединяются в 87 катушек из 4-х секций 1.

Активные проводники секций катушки в лобовой части разворачиваются на 180˚ и стороны секций в активных сторонах катушеек меняются местами по высоте для выравнивания ЭДС, так как основной магнитный поток по высоте не однороден.

Изоляция обмотки – межвитковая, корпусная и покровная. Активные стороны катушек укладываются в пазы сердечника якоря с шагом 1:15 и в каждом пазу находятся две активные стороны разных катушек. Концы каждой секции разворачиваются на 90˚, расплющиваются до толщины 1,8 мм и вставляются в петушки коллекторных пластин 3 с шагом 1:2, затем припаиваются. Таким образом, все 348 секций соединяются последовательно коллекторными пластинами и образуют обмотку якоря.

Активные стороны катушек обмотки якоря крепятся в пазах сердечника текстолитовым клиньями, а лобовые части с обеих сторон притягиваются к нажимным шайбам стеклобандажом и покрываются лаком.

Обмотка якоря – петлевая, делится щетками на 6-ь параллельных ветвей. ПротивоЭДС, которые индуктируются в параллельных ветвях, не равны между собой, а значит и разные падения напряжения в ветвях. За счет разности падений напряжения в параллельных ветвях, между ними проходят уравнительные токи, которые перегружают щетки, увеличивая вероятность искрения при коммутации. Для того, чтобы разгрузить щетки, равнопотенциальные точки соединяют уравнительными соединениями 2. Когда возникает разность потенциалов между секциями, которые соединены уравнительными соединениями, уравнительный ток проходит не по щеткам, а по соединениям. Обмотка якоря имеет 174 уравнительных соединений или проводника, которые выполнены из медных шин, изолированных асбестовой бумагой, объединенных в 58 катушек, по 3 проводника в каждой. Концы уравнительных соединений припаиваются к петушкам коллекторных пластин ниже секций обмотки якоря с шагом 1:117. Катушки уравнительных соединений уложены под лобовыми частями обмотки якоря со стороны коллектора. Обмотку якоря, дополнительные полюса и компенсационную обмотку соединяют последовательно друг с другом, чтобы при увеличении тока якоря одновременно увеличивалась бы и компенсация реакции якоря.

Щеточный аппарат

Состоит из разрезной траверсы 1 с разжимным устройством 5 и 12-и изоляционных пальцев 2, шести кронштейнов 4 и шести щеткодержателей 5 в которых установлены угольные разрезные щетки.

Траверса – круглая, разрезная, швеллерного сечения, на внешней окружности имеет прямые зубья для поворота. В траверсе 6 пар симметрично расположенных отверстий. На линии разреза установлено стягивающее устройство с 2-я болтами с круглыми головками 5, в которых поперечные резьбовые отверстия: на одном — левая, на другом – правая резьба. В отверстия болтов вворачивается шпилька, на средней части которой сделан шестигранник под ключ и шестерня для фиксатора. При вращении шпильки концы траверсы разжимаются или сжимаются. Перед поворотом траверсы, ее концы стягиваются, уменьшается наружный диаметр и траверса свободно поворачивается шестерней в проточке подшипникового щита. Траверса имеет 2 стопорных устройства и фиксирующее – планка с резьбой, которая устанавливается на болте с квадратной головкой между плоскими направляющими остова. Поворачивая головку болта фиксатор передвигается по направляющей, прижимает траверсу к щиту, или освобождает. Напротив верхнего люка установлен фиксатор 1, который имеет зуб, входящий в вырез планки. Планка с одной стороны имеет рифленую поверхность и 2-а выреза. Когда щетки устанавливаются на геометрическую нейтраль, планку Передвигают и устанавливают таким образом, чтобы зуб фиксатора входил в вырез планки, а затем крепят планку на траверсе 2-я болтами и шплинтуют. После очередного поворота траверсы, достаточно совместить Зуб фиксатора 1 с вырезом планки 2 и щит будет установлен на геометрической нейтрали.

Изолированные пальцы состоят из стального стержня, на одном конце которого резьба 1 и проточка 2 для установки в остове траверсы, а второй конец заливается изоляционной пластмассой 3. Палец устанавливают в отверстие траверсы, с обратной стороны на стержень одевается пружинная шайба и наворачивается гайка, на которой имеются вырезы под специальный ключ.

Кронштейн щеткодержателя изготовлен разъемным, состоит из кронштейна 1 и накладки 2 в которых выполнены полукруглые проточки. Проточки охватывают изолированные пальцы и стягиваются болтом 3. Кронштейн может передвигаться по изолированным пальцам для регулирования расстояния от щеткодержателя до петушков коллекторных пластин. На кронштейне имеется прилив с насечками 4 в который вворачивается шпилька 5 для крепления щеткодержателя. На кронштейне также имеются резьбовые отверстия М8 для болтов, которыми крепят соединительные шины и наконечники кабелей.

Щеткодержатель 1 изготовлен латунным и литым, имеет 3-и окна для установки разрезных щеток 6. На корпусе щеткодержателя имеется прилив 9 с овальным отверстием 8 и насечками для крепления на кронштейне. К корпусу шарнирно крепятся три нажимных пальца 4, которые выполнены из плоских пружин с резиновыми наконечниками 3 для упора на щетку и цилиндрическими пружинами 5 с регулировочным винтом для регулирования величины нажатия щетки на коллектор (1,5÷0,1 кг). В кронштейне есть три резьбовых отверстия М6 для винтов 7 крепления наконечников шунтов щетки.

Щетки – разрезные 6, размер 2 Х 12,5 Х 32 Х 57. В каждую половинку щетки армированы концы двух медных шунтов, которые соединяются общим наконечником и крепятся к щеткодержателю.

После установки щеточного аппарата и сборки ТЭД, должно быть расстояние:

Ø От щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора 3±1,5 мм.

Ø От щеткодержателя до петушков коллекторных пластин 6 мм.

Вентиляция ТЭД

Воздух, нагнетаемый от воздуховода, через отверстие со стороны коллектора, обдувает и охлаждает коллектор и далее следует по каналам:

ü Через зазоры между главными и дополнительными полюсами.

ü Через зазоры между сердечником якоря и сердечником главных и дополнительных полюсов.

ü Через каналы в сердечнике якоря и во втулке якоря.

Воздух поступает к подшипниковому щиту со стороны противоположной коллектору и выбрасывается через отверстие остова и подшипникового щита, через кожух под кузов электровоза.

Режимы работы ТЭД

Выделяют два режима работы тягового двигателя: часовой и длительный. При этом на ТЭД с исправно работающей вентиляцией подают номинальное или расчетное напряжение. Затем дают определенную нагрузку, или устанавливают ток якоря определенной величины.

Часовой режим – при данном режиме устанавливают с помощью нагрузки на валу якоря такой ток, при котором двигатель работает в течении 1 часа не перегреваясь для класса изоляции этой обмотки. При этом определяется ток и мощность часового режима.

Длительный режим – при данном режиме устанавливают с помощью нагрузки на валу якоря такой ток, при котором двигатель работает в течении длительного времени не перегреваясь для класса изоляции этой обмотки. При этом определяется ток и мощность часового режима.

На электровозах с номера 2441 установлены ТЭД НБ-514, которые на электровозах до номера 2441 взаимозаменяемы с ТЭД НБ-418. ТЭД НБ-514 имеют следующие изменения в конструкции:

Катушка главного полюса имеет 9 витков из шинной меди 5 Х 40 мм.
Катушка дополнительного полюса имеет 5 двойных витков из медной шины 2,44 Х 35 мм.
Катушка компенсационной обмотки имеет 7 витков из меди сечением 3,5 Х 35 мм.
В сердечнике главного полюса – 8 пазов.
Расход воздуха – 85 м³/мин.

Технические данные ТЭД

	НБ-418К	НБ-514
Uном	950 В	980 В
Iчас	880 А	880 А
Pчас	790 кВт	813 кВт
Iдлит	820 А	820 А
Pдлит	740 кВт	?60 кВт
Расход вентилируемого воздуха	105 м³/мин	85 м³/мин
Класс изоляции обмотки якоря	F — 140˚C	F — 140˚C
Класс изоляции обмоток полюсов	H — 180˚C	H — 180˚C
Класс изоляции компенсационной обмотки	F — 155˚C	F — 155˚C
Температура нагрева коллектора	95˚C	95˚C

Контрольные вопросы по теме: «Тяговый двигатель НБ-418К»

Сколько главных и дополнительных полюсов имеет НБ-418К?
Какие отверстия имеет подшипниковый щит?
Как осуществляется смазка подшипников в щите ТЭД?
Каким образом соединяются в схему главные полюса ТЭД?
Как укладывается катушка компенсационной обмотки?
Каким образом соединяются в схему дополнительные полюса и компенсационная обмотка?
Из каких элементов состоит сердечник якоря?
Как укладывается в пазы сердечника якоря его обмотка?
Для чего необходимы уравнительные соединения?
Как устанавливают щеткодержатель относительно коллектора?

Общее устройство двигателей постоянного тока

Состоит из:

3. Главных полюсов 4 и 6, предназначенных для создания основного магнитного потока.

4. Дополнительных полюсов, служащих для уменьшения реакции якоря и улучшения коммутации.

5. Якоря 5.

— предназначенного для создания вращающего момента в двигателе,

— в генераторах – для создания индуктированной ЭДС.

6. Коллектора 18.

— в генераторах коллектор выполняет функцию выпрямителя.

123Следующая ⇒

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)…

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой…

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни…

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций…

Почему в машине постоянного тока используются компенсационные обмотки? – Lynniezulu.com

Почему компенсационные обмотки используются в машинах постоянного тока?

Компенсационная обмотка используется в машинах постоянного тока для нейтрализации перекрестного намагничивающего эффекта реакции якоря. Эффект перекрестного намагничивания изменяется с током нагрузки и приводит к смещению оси магнитного нейтрали. Это приведет к возникновению ЭДС статического электричества в якоре машины постоянного тока.

Где компенсационная обмотка в машине постоянного тока?

Лицевая пластина полюса возбуждения
Компенсационная обмотка в шунтирующем двигателе постоянного тока представляет собой обмотку в лицевой пластине полюса возбуждения, которая пропускает ток якоря для уменьшения искажения поля статора. Его цель состоит в том, чтобы уменьшить искрение щеток и эрозию в двигателях постоянного тока, которые работают со слабыми полями, переменными тяжелыми нагрузками или в реверсивном режиме, например, в двигателях сталелитейных заводов.

Что понимается под компенсационной обмоткой?

Определение компенсационной обмотки: обмотка, встроенная в полюса коммутирующей машины переменного или постоянного тока и соединенная последовательно с якорем, при этом магнитное поле обмотки нейтрализует поле перекрестного намагничивания якоря.

Как подключены компенсационные обмотки?

Компенсационные обмотки состоят из ряда катушек, встроенных в пазы на торцах полюсов. Эти катушки соединены последовательно с якорем. Последовательно соединенные компенсационные обмотки создают магнитное поле, которое прямо зависит от тока якоря. Ток в них тогда равен току в якоре.

Какова цель компенсации?

Компенсация представляет собой систематический подход к предоставлению денежной стоимости работникам в обмен на выполненную работу. Компенсация может достигать нескольких целей, помогая найму, производительности труда и удовлетворенности работой.

Как возбуждается компенсационная обмотка?

Для автоматической нейтрализации ATa при любом токе необходимо, чтобы компенсационная обмотка последовательно возбуждалась током якоря в таком направлении, чтобы противодействовать ATa. Правильно подключенная компенсационная обмотка схематически показана на рис. 7.13 (а) и (б).

Компенсационная обмотка улучшает коммутацию?

Компенсационные обмотки Это наиболее эффективное средство устранения проблемы реакции и пробоя якоря за счет балансировки МДС якоря. Компенсационные обмотки размещены в пазах, выполненных в полюсных гранях параллельно проводникам ротора (якоря).

Что такое коммутация в машине постоянного тока?

Коммутация в машине постоянного тока или, точнее, коммутация в генераторе постоянного тока представляет собой процесс, при котором переменный ток, генерируемый в обмотке якоря машины постоянного тока, после прохождения через коммутатор и неподвижные щетки преобразуется в постоянный ток. Он называется коммутационным периодом.

Что такое компенсационные обмотки в чем их самый серьезный недостаток?

Основным недостатком компенсационных обмоток является их дороговизна, поскольку их необходимо втачивать в поверхности полюсов. Кроме того, любой двигатель с компенсационными обмотками должен иметь промежуточные полюса, чтобы компенсировать эффекты L di/dt, возникающие в сегментах коллектора, закороченных щетками из-за реверсирования тока.

Как вы используете компенсацию?

1 : обеспечить что-то хорошее в качестве баланса против чего-то плохого или нежелательного : компенсировать какой-то недостаток или слабость Его энтузиазм компенсирует недостаток навыков. Цена товара снижена в связи с дефектом.

Почему межполюсная обмотка и компенсационная обмотка соединены последовательно с якорем машины постоянного тока?

Межполюсники аналогичны столбам основного поля и расположены на ярме между столбами основного поля. Межполюсная обмотка соединена последовательно с обмоткой якоря, потому что межполюсная обмотка должна создавать поток, прямо пропорциональный току якоря.

Как можно улучшить коммутацию в генераторе постоянного тока?

Мы можем улучшить коммутацию, увеличив сопротивление щеток. то есть размещение щеток с высоким сопротивлением в контакте с коммутатором для пропускания тока. Ток I в катушке А достигает щетки двумя путями.

Что такое компенсационные обмотки в машине постоянного тока?

Для нейтрализации перекрестного намагничивающего эффекта реакции якоря используется компенсирующая обмотка. Компенсационные обмотки состоят из ряда катушек, встроенных в пазы на торцах полюсов. Эти катушки соединены последовательно с якорем. Компенсационные обмотки и промежуточные полюса в машине постоянного тока

Почему для уменьшения реакции якоря используются компенсационные обмотки?

Компенсационные обмотки используются для уменьшения реакции якоря путем соединения в обратном направлении с обмоткой якоря. Он производит ток, который равен и противоположен току якоря. Предотвращается реакция якоря.

Как компенсационные обмотки соединяются последовательно?

Компенсационные обмотки соединены последовательно друг с другом и с обмоткой якоря аналогично межполюсным обмоткам, так что они также противодействуют полю, создаваемому реакцией якоря. Ток в них тогда равен току в якоре.

Что такое компенсационные обмотки или промежуточные полюса?

Компенсационные обмотки или промежуточные полюса используются для этой цели. Компенсационные обмотки. Эффект перекрестного намагничивания реакции якоря может вызвать проблемы при постоянном токе. машины, подверженные большим колебаниям нагрузки. Чтобы нейтрализовать перекрестное намагничивающее действие реакции якоря, используется компенсирующая обмотка.

Конструкция двигателя постоянного тока — руководство по электротехнике

Привет, друзья,

В этой статье я обсуждаю конструкцию двигателя постоянного тока и надеюсь, что вы найдете ее полезной.

Обе машины постоянного тока, то есть генератор постоянного тока и двигатель постоянного тока, имеют одинаковую конструкцию. Следовательно, любая машина может использоваться как двигатель или генератор. Таким образом, следующее обсуждение конструкции двигателя постоянного тока в равной степени справедливо и для конструкции генератора постоянного тока. Кроме того, мы можем назвать это конструкцией машины постоянного тока .

Двигатель постоянного тока или машина состоит из двух обмоток, а именно обмотки возбуждения и обмотки якоря. Обмотка возбуждения неподвижна, а обмотка якоря может вращаться.

Обмотка возбуждения создает магнитный поток в воздушном зазоре между якорем и обмотками возбуждения, и якорь находится в этом магнитном поле. Конструкция двигателя или машины постоянного тока показана на следующем рисунке.

Конструкция машины постоянного тока

Основными деталями, используемыми в конструкции двигателя постоянного тока , являются ярмо, полюса, обмотка возбуждения, коллектор, подшипники угольных щеток и т. д. Ниже приводится краткое описание различных частей:

Хомут

Хомут действует как внешняя крышка двигателя постоянного тока и также известен как рама. Ярмо представляет собой железный корпус, изготовленный из магнитного материала с низким магнитным сопротивлением, такого как чугун, кремнистая сталь, катаная сталь и т. д.

Хомут служит двум целям: во-первых, он обеспечивает механическую защиту внешних частей машины, а во-вторых, обеспечивает путь с низким магнитным сопротивлением для магнитного потока.

Стойки и башмак для шеста

Стойка и башмак для шеста крепятся к хомуту болтами. Они изготовлены из тонкой литой стали или пластин из кованого железа, которые склепаны вместе. Полюса создают магнитный поток при возбуждении обмотки возбуждения.

Башмак для шеста представляет собой удлиненную часть шеста. Благодаря своей форме площадь полюса увеличена, и через воздушный зазор к якорю может пройти больше потока.

Обмотка возбуждения

Катушки вокруг полюсов известны как катушки возбуждения (или катушки возбуждения) и соединены последовательно, образуя обмотку возбуждения. Медная проволока используется для изготовления катушек возбуждения. Когда постоянный ток проходит через обмотки возбуждения, он намагничивает полюса, которые создают магнитный поток.

Соединение обмотки возбуждения и обмотки якоря выполняется в соответствии с типом двигателя и определяет характеристики двигателя.

Сердечник арматуры

Это цилиндрический барабан, прикрепленный шпонкой к вращающемуся валу. По всей его периферии выполнено большое количество прорезей, в которых размещается обмотка якоря. Материал с низким сопротивлением и высокой проницаемостью, такой как кремнистая сталь, используется для сердечника якоря.

Многослойная конструкция используется для изготовления сердечника якоря для минимизации потерь на вихревые токи. На сердечнике якоря также предусмотрены воздушные отверстия для циркуляции воздуха, что способствует охлаждению двигателя.

Обмотка якоря

Обмотка якоря играет очень важную роль в конструкции двигателя постоянного тока, поскольку преобразование мощности происходит в обмотке якоря. В зависимости от соединений выделяют два типа обмоток якоря:

волновая обмотка
круговая обмотка

волновая обмотка : в волновой обмотке все катушки якоря соединены последовательно через сегменты коммутатора таким образом, что вся обмотка якоря разделена на две параллельные дорожки.

Если в якоре имеется Z проводников, то будет 2 параллельных пути, каждый из которых содержит Z/2 последовательно соединенных проводника. Волновая обмотка полезна для двигателей высокого напряжения с малым током .

Нахлестная обмотка : В нахлестной обмотке проводники якоря разделены на группы, равные числу полюсов двигателя. Все проводники в каждой группе соединены последовательно, а все такие группы соединены параллельно. Следовательно, при намотке внахлест количество параллельных путей (А) равно количеству полюсов (Р).

Если в якоре имеется Z проводников и 4 полюса, то будет 4 параллельных пути, каждый из которых содержит Z/4 последовательно соединенных проводника.

Благодаря наличию большого количества параллельных цепей якорь с намоткой внахлестку способен обеспечивать более высокие токи нагрузки. Следовательно, круговая обмотка используется для низковольтных сильноточных двигателей постоянного тока.

Коллектор

Устанавливается на вал. Он состоит из большого количества клиновидных сегментов твердотянутой меди, изолированных друг от друга тонким слоем слюды.

Коммутатор соединяет проводник вращающегося якоря со стационарной внешней цепью через угольные щетки. Преобразует переменный крутящий момент в однонаправленный крутящий момент , создаваемый якорем.

Угольные щетки

Ток проводится от источника напряжения к якорю с помощью угольных щеток, которые удерживаются на поверхности коллектора пружинами. Они изготовлены из высококачественной углеродистой стали и имеют прямоугольную форму.

Подшипники

Шариковые или роликовые подшипники устанавливаются в концевых корпусах. Подшипник уменьшает трение между неподвижными и вращающимися частями двигателя. В основном для изготовления подшипников используется высокоуглеродистая сталь, так как это очень твердый материал.

Межполюсники

Видно, что щетки на коллекторе закорачивают катушки якоря, когда они перескакивают с одного сегмента коммутатора на другой. В этот момент ЭДС, индуцированная в этих конкретных катушках, должна быть равна нулю, иначе эта ЭДС создаст искрение на коммутаторе из-за короткого замыкания. Это достигается за счет размещения угольных щеток на MNA. (МНА определяется как ось под прямым углом к основному потоку, где проводники якоря не имеют в себе ЭДС.

На холостом ходу двигатель потребляет очень малый ток, поэтому поток, создаваемый якорем, остается очень слабым. Однако, когда двигатель нагружен, поток, создаваемый якорем, увеличивается из-за увеличения тока якоря. Это ослабляет и искажает основное магнитное поле (то есть магнитное поле, создаваемое полюсами). Это влияние потока якоря на основное магнитное поле известно как реакция якоря .

Эта реакция якоря смещает MNA, и на коммутаторе начинается искрообразование. Однако мы можем устранить это искрообразование, сместив положение угольных щеток на новый МНА. Но это практично только при практически постоянных нагрузках. Когда нагрузка сильно колеблется по своей природе, этот метод становится очень трудным для выполнения.

Для противодействия реакции якоря обычно используются межполюсники. Они размещаются посередине между основными полюсами. Полярность промежуточного полюса должна совпадать с полярностью главного полюса сразу за ним.

Обмотки межполюсников соединены последовательно с якорем. Таким образом, они создают поток, равный и противоположный потоку якоря, и устраняют эффект реакции якоря. И нам больше не нужно сдвигать щетки для устранения реакции якоря. Они устанавливаются на все двигатели постоянного тока, за исключением самых маленьких размеров или самых низких скоростей.

Компенсационная обмотка в двигателе постоянного тока

В некоторых приложениях, таких как сталелитейные заводы, прокатные станы и т. д., двигатель должен ускоряться, замедляться, останавливаться, реверсировать за считанные секунды. Следовательно, в этих приложениях ток якоря увеличивается, уменьшается и изменяется очень часто. Это вызывает очень резкие изменения реакции якоря. В таких случаях промежуточных полюсов недостаточно для устранения реакции якоря.

Для устранения реакции якоря в таких приложениях используются дополнительные компенсирующие обмотки. Компенсационная обмотка представляет собой вспомогательную обмотку, встроенную в пазы на торцах основных полюсов.

Он соединен последовательно с якорем таким образом, что направление тока через компенсационные проводники на любой полюсной поверхности будет противоположно направлению тока через соседние проводники якоря, как показано на рисунке. Он создает поток, равный потоку якоря и противоположный ему, что полностью нейтрализует реакцию якоря.

Поскольку добавление компенсационной обмотки значительно увеличивает стоимость двигателя, используется только для машин, предназначенных для необычно тяжелых условий эксплуатации.

Спасибо, что прочитали о конструкции двигателя постоянного тока. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете задать их мне в разделе комментариев, указанном ниже. Для получения более подробной информации вы можете посетить Википедию.

Получите все свое промышленное электронное оборудование в Саудовской Аравии от Ejwada.

Реакция якоря — стр. 16e

Направление вращения

Введение в генераторы и двигатели

Руководство и автоматические пускатели

РЕАКЦИЯ ЯКОРА

Вы помните, что тема реакции якоря была рассмотрена в предыдущем глава о генераторах постоянного тока. Причины реакции якоря и методы борьбы с ней. компенсация его эффектов в основном такая же для двигателей постоянного тока, как и для генераторов постоянного тока.

На рис. 2-9 повторяется искажающий эффект, который поле якоря оказывает на поток между полюсными наконечниками. Обратите внимание, однако, что эффект сместил нейтральный плоскость назад, против направления вращения. Это отличается от генератора постоянного тока, где нейтральная плоскость смещена вперед в направлении вращения.

Рис. 2-9. — Реакция якоря.

Как и прежде, щетки должны быть смещены в новую нейтральную плоскость. Как показано на рисунке 2-9, сдвиг против часовой стрелки. Опять же, правильное место достигается, когда нет искры от щеток.

Q.14 Реакция якоря в двигателе постоянного тока вызывает сдвиг нейтральной плоскости, в которой направление?

Компенсационные обмотки и межполюсники, еще две «старые» темы, отменить Реакция якоря в двигателях постоянного тока. Перемещение щеток уменьшает искрение, но также увеличивает поле менее эффективно. Отмена реакции якоря избавляет от необходимости перемещать щетки. первое место.

Компенсационные обмотки и промежуточные полюса так же важны в двигателях, как и в генераторы. Компенсационные обмотки относительно дороги; следовательно, самый большой dc двигатели зависят от промежуточных полюсов для корректировки реакции якоря. Компенсационные обмотки это такие же в двигателях, как и в генераторах. Интерполы, однако, немного отличаются. разница в том, что в генераторе промежуточный полюс имеет ту же полярность, что и основной полюс ВПЕРЕДИ от него по направлению вращения.

В двигателе промежуточный полюс имеет ту же полярность, что и главный полюс, СЛЕДУЮЩИЙ за ним.

Межполюсная катушка в двигателе подключается для передачи тока якоря так же, как и в генератор. При изменении нагрузки межполюсной поток меняется, и коммутация автоматически корректируется при изменении нагрузки. Нет необходимости переставлять щетки при происходит увеличение или уменьшение нагрузки.

Щетки расположены на нейтральной плоскости без нагрузки. Они остаются в этом положении в течение все условия нагрузки.

Q.15 Какой ток протекает в межполюсных обмотках?