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


! !!!! !!

iI i! (i i !i i 11 ! i i i *

a)


Рис. 5-23. Реакция якоря при положении щеток на геометрической нейтрали.

о - поле при холостом ходе: б - поле якоря: в - поле iipn нагрузке (лл-геометрическая нейтраль,

ш/п-физическая нейтраль).

имеет ОСЬ, всегда совпадающую с линией щеток.

Мы расположили щетки на геометрической нейтрали, т. е. на линии, перпендикулярной оси полюсов. В этом случае токи в проводниках якоря верхней и нижней его частей имеют противоположные направления. Намагничивающая сила якоря, действующая по линии щеток, будет наибольшей, так как соответствующая магнитная линия охватывает наибольший полный ток. Далее н. с. убывает и под серединой полюса становится равной нулю. Можно приближенно считать, что она убывает по закону прямой линии, как это показано на рис. 5-24, где кривая 2 представляет собой кривую н. с. якоря, ординаты которой равны соо1ветствующей н. с. якоря на половину обхода (иа один полюс).


fe/iepamop

ДВига/пель

Рис. 5-24. Реакция якоря при положении щеток на геометрической нейтрали.

/ - кривая поля при холостом ходе: 2-кривая н. с. якоря; 5 - кривая поля якоря; 4 - кривая результирующею поля вез учета изменения насыщения; i -кривая действительного поля машины прн нагрузке (лл - геометрическая нейтраль, mm-физическая нейтраль).

На рис. 5-23,0 показано поле машины при ее нагрузке. Мы видим, что в результате реакции якоря поле машины, работающей генератором, изменилось: произошло усиление поля под сбегающей половиной полюса и ослабление его под набегающей половиной полюса. Другим следствием реакции якоря является смещение физической н е й т р а л и, т. е. линии, npQ-ходящей через точки окружности якоря, где индукция равна нулю.

При холостом ходе физическая нейтраль совпадает с геометрической. При нагрузке она смещается относительно геометрической нейтрали: при работе генератором - в сторону вращения, при работе двигателем - против вращения (при принятых на рис. 5-23,0 направлениях поля и токов в обмотке якоря машина при работе двигателем будет вращаться в обратную сторону).

На рис. 5-24 показаны кривые поля машины при холостом ходе к при нагрузке: здесь также приведена кривая поля якоря. Если кривую поля машины при ее нагрузке будем определять, исходя нз принципа наложения, т. е. складывая ординаты кривой поля при холостом ходе / и кривой поля якоря 5, то получим кривую результирующего поля 4. Однако принцип наложения здесь не может дать точных результатов, так как поле в ферромагнитных телах не является линейной функцией тока. Кривая действительно-



го ПОЛЯ машины при нагрузке 5 отличается от кривой результирующего поля 4. Кривая 5 показывает, что ослабление поля под набегающей половиной полюса будет больше, чем усиление поля под сбегающей половиной полюса (вследствие насыщения главным образом зубцов якоря). В результате получается ослабление общего поля и, следовательно, уменьшение полезного потока Ф, определяющего значение э. д. с. якоря.

Уменьшение э. д. с. якоря при положении щеток на геометрической нейтрали также вызвано смещением физической нейтрали, так как при этом в параллельные ветви будут входить проводники с обратными э. д. с. (см. рис. 5-23,0, где крестами и черточками внутри, якоря показаны направления э. д. с, наведенных в проводниках).

В машинах .мощностью от 0,3 квт и выше обычно применяются дополнительные полюсы, о назначении которых сказано в следующем sect; 5-6. Они помещаются между главными полюсами (рис. 5-1), оси их совпадают с геометрическими нейтралями машины. Их обмотка соединяется последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы ее н. с. действовала против н. с. обмотки якоря. Действие н. с. дополнительных полюсов ограничивается сравнительно неширокой зоной поверхности якоря, где находятся пррводники замыкаемых щетками секций. Щетки при наличии дополнительных полюсой должны стоять на геометрической нейтрали.

В небольших машинах, не имеющих дополнительных полюсов, щетки нужно сдвинуть вслед за физической нейтралью; в генераторе - по вращению, в двигателе - против вращения.

В этом случае для определения влияния реакции якоря его н. с. Fa, действующую по линии щеток, заменяют двумя н. с. Fq и Fd, действующи- raquo;1И по продольной и поперечной осям о-Машины и в сумме равным Fa (рис. 5-25,а и б; на рис. 5-25,а стрел-1 lt;и показывают направления н. с).

Поперечная н. с. Fq реакции якоря Ьрактически действует так же, как н. с. якоря Fo при положении щеток на геометрической нейтрали, т. е. искажает поле под главными полюса-

ми и несколько уменьшает полезный поток Ф (рис. 5-24).

Продольная н. с. Fd реакции якоря действует против и. с. обмотки возбуждения и, следовательно, уменьшает полезный поток Ф. При сдвиге щеток в обратную сторону от геометрической нейтрали мы получили бы продольную н. с. Fd, действующую согласно с н. с. обмотки возбуждения и, следовательно, увеличивающую полезный поток Ф. Однако такой сдвиг для нормальных машин недопустим, как будет показано в sect; 5-7, из-за возникающего при этом искрения под щетками.

Поперечная и. с. якоря, как мы видели искажает поле под главными полюсами и вместе с этим уменьшает полезный поток Ф, которым определяется э. д. с. якоря при данной скорости вращения. Мы можем пренебречь действием и. с. якоря вне полюсной дуги и считать, что поле под полюсами искажается вследствие действия и. с. якоря, равной на полюс ЬА; здесь frj-длина полюсной дуги (обычно 0,68х [сж]);

2artD

[а I см]

(5-20 gt;

есть линейная нагрузка, условно показывающая нагрузку в ампера.х, приходящуюся на 1 см длины окружности якоря (/а/2 о-ток в проводнике обмотки).

Рассматриваемая н. с. ЬА действует по обходу, включающему воздушные зазоры, зубцы якоря, пути по ярму якоря и поперек полюса. Последними двумя магнитными сопротивлениями можно пренебречь и считать, что поперечная и. с. якоря изменяет лишь магнитные напряжения воздушных зазоров и зубцов. Поэтому используется laquo;переходная raquo; характеристика (рис. 5-26). представляющая собой зависимость

B,= f[0,5(F+Fj], (5-21)

где 65= Ф/б2(2-индукция в воздушном зазоре

I расчетная длина по оси -g- -

длина полюса, I - длина якоря за вычетом радиальных вентиляционных каналов.


aJ 6)

Рис. 5-25. Разложение и. с. якоря F на поперечную F и продольную F н. с.



Т1од саждой половиной полюса действует и. с. якоря 0,5ftjyi. Отложим 0,56j вправо и влево от и. с, соответствующей индукции iS Последняя определяется по э. д. с. якоря

(5-22)

Здесь обозначают: U - напряжение на зажимах машины; -ток якоря; Sr-сумму сопротивлений внутренней цепи якоря; 2Д6/щ-падение напряжения в переходных контактах щеток, которое практически можно принять постоянным при изменении тока якоря в пределах 0,2 -1,5/у и приближенно равным 2в при угольных и графитных щетках. В формуле (5-22) нужно взять знак плюс для генератора, знак минус для двигателя.

Из рис 5-26 видим, что поток, который при холостом ходе можно принять пропорциональным площади прямоугольника ACHF, при нагрузке уменьшается, так как теперь он будет определяться площадью криволинейного четырехугольника ABGF. Уменьшение потока под одной половиной полюса будет больше, чем увеличение потока под другой половиной полюса. При этом мы принимаем, что при холостом ходе машины индукция в воздушном зазоре по длине дуги якоря (практически равной длине дуги полюсного наконечника) распределена равномерно, а при нагрузке она распределена соответственно кривой BEG.

Для того чтобы лоток при нагрузке остался неизменным, необходимо и. с. обмотки возбуждения увеличить на некоторую величину Fqd, которая находится следующим образом.

Передвинем отрезок AF=bfA вправо на-сголько, чтобы заштрихованные плошади были равны между собой. При это.м мы получаем площадь криволинейного четырехугольника AiBjGiFi равной площади прямоугольника ACHF. Найденная указанным способом Fqd и представляет собою ту и. с, которую должна добавочно создать обмотка возбуждения, чтобы скомпенсировать размагничивающее действие поперечной и. с. якоря.

Значение н с. будет, очевидно, зависеть от насыщения машины, т. е. от положения точки Е на переходной характеристике, и от тока якоря 1а. Обе эти зависимости имеют сложный характер л не могут быть точно выражены аналитически. Если принять, что машина (как это обычно бывает) работает при

е е,


Рис. 5-26. Переходная характеристика (к определению размагничиваюшей и с. F обуслов-лейной попереч1Юй реакцией якоря).

насыщении, соответствующем точке Е на пе-, реходной характеристике, то можно допустить, что при небольшом отклонении от этой точки, вызванном изменением Еа из-за изменения внутреннего падения напряжени, н. с. Fqd зависит только от /а. Как показывают опыт и расчеты, для мащин, у которых поперечная реакция якоря резко проявляется, зависимость Fqd от /о может быть приближенно представлена следующим уравнением:

(5-23)

где k - постоянный коэффициент;

о:1,5 2 для тока якоря /д(0,6ч- 1,5) Величина F будет относительно тем брЛь-ше, чем меньше воздушный зазор машины. Действительно, прн уменьшении воздушного зазора будет уменьшаться fj и, следовательно, будет уменьшаться масштаб (а1мм) для и. с. на оси абсцисс рис. 5-26. Тогда отрезки AD и DF, равные 0,56j.4/ffi будут увеличиваться что приведет к возрастанию F.

Для небольших машин (до 30 - 40 кет) иногда при /д= отрезок AD получается

несколько больше отрезка 0D. В этом случае под одним краем полюсного наконечника будет иметь место .опрокидывание* ,поля, т. е. изменение его направления. Для1 машин средней и большой мошности (примерно свыше 50 кет) воздушный зазор обычно выбирается таким, образом, чтобы при номинальной нагрузке не было опрокидывания поля под одним из краев полюсного наконечника (AD lt;COD).

При отсутствии дополнительных полюсов, когда для улучшения коммутации ( sect; 5-7,д) приходится щетки смещать с геометрической нейтрали, необходимо учесть размагничивающую продольную и. с. якоря F, которая равна (на один полюс):

с А.

(5-24)

где с (см) - сдвиг щеток относительно геометрической нейтрали (рис. 5-25,а). Для малых машин laquo;0,5 кет) можно принять:

с 0,4 (X - ftj).

Таким образом, размагничивающая реакция якоря (на пару полюсов)

(5-25)

и и. с. обмотки возбуждения при нагрузке

в= +.я. (5-26)

где F-H. с, соответствующая э. д. с. Е при нагрузке (определяется по характеристике хо-. лостого хода)

5-7. Коммутация

а) Общие сведения. Под коммутацией в собственном смысле этого слова понимают переключение секции из одной ветви обмотки якоря в дру*



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