Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Работа ЭМПТ в режиме холостого хода



 

 

ЭДС обмотки якоря

Рассмотрим ЭДС обмотки якоря в режиме холостого хода ( = 0) для генератора.

Рассмотрим ЭМПТ в пределах одного полюсного деления (рис. 1.28).

Якорь с обмоткой якоря вращается в магнитном поле, и в каждом проводнике обмотки якоря наводится ЭДС проводника:

, (1.65)

где – магнитная индукция в зазоре на расстоянии х от начала полюсного деления; – активная длина проводника; – окружная линейная скорость якоря.

, (1.66)

где n – частота вращения поля, об/с; – диаметр расточки статора.

Если число проводников обмотки якоря – N, то под каждым полюсом (т.е. на протяжении одного полюсного деления) – проводников.

Тогда ЭДС обмотки якоря:

. (1.67)

Учтём, что:

· длина окружности якоря

; (1.68)

тогда

(1.69)

· при замене трапецеидальной кривой магнитной индукции равновеликим по площади прямоугольником с высотой и основанием , при достаточно большом числе получим:

. (1.70)

Тогда получим:

, (1.71)

где – постоянная ЭДС.

Таким образом, ЭДС обмотки якоря прямо пропорциональна величине основного магнитного потока и частоте вращения и не зависит от формы кривой распределения магнитной индукции в зазоре.

Итак, уравнение, характеризующее принцип работы генератора:

(1.72)

 

Напряжение между коллекторными пластинами

 

 

Рассмотрим ЭМПТ в пределах одного полюсного деления (рис. 1.29).

Если в каждой секции обмотки якоря с числом витков наводится ЭДС , то напряжение между двумя коллекторными пластинами:

, (1.73)

где – число витков в секции; – ЭДС проводника.

 

Заменим действительную трапециидальную кривую изменения магнитной индукции в воздушном зазоре Вδ равными по площади прямоугольниками, с основаниями τ и bδ соответственно:

1. Вδ × bδ (1-ый прямоугольник);

2. Вδср × τ (2-ой прямоугольник).

Тогда максимальное напряжение между коллекторными пластинами и среднее значение определяется как (по 1-му и 2-му прямоугольнику):

(1.74)

Если число коллекторных пластин под полюсом , то

, (1.75)

где Uн – номинальное напряжение (напряжение на щетках).

Тогда отношение максимального напряжения между коллекторными пластинами и среднего значения равно:

, (1.76)

где – коэффициент полюсной дуги, который находится в пределах: .

Из формулы (1.77) следует что



. (1.77)

Максимальное напряжение между коллекторными пластинами не должно превышать:

. (1.78)

Предельное значение ограничивается возможностью возникновения электрической дуги между смежными коллекторными пластинами.

Потенциальная кривая коллектора

Если подсоединить вольтметр и один конец жестко закрепить на одной щётке, её потенциал принять за 0: φ1 =0, другой конец подсоединяем к щетке, которая скользит по поверхности коллектора, то по показаниям вольтметра можно снять потенциальную кривую коллектора (рис. 1.30).

 
 

 


Рис. 1.30. Потенциальная кривая МПТ

 

Потенциальная кривая является интегральной по отношению к кривой магнитной индукции в воздушном зазоре.

 

 

Работа ЭМПТ при нагрузке. Электромагнитный момент и электромагнитная мощность ЭМПТ

 

 

Рассмотрим двигатель постоянного тока, представленный на рисунке 1.31:

 

Рис. 1.31. Поперечный разрез МПТ

 

При протекании тока по обмотке якоря, на каждый проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует электромагнитная сила. Элементарная электромагнитная сила и электромагнитный момент, действующие на один проводник, по закону электромагнитной силы:

, (1.79)

где – диаметр якоря.

Если общее число проводников обмотки якоря N, то число проводников под одним полюсным делением .

Тогда полный момент:

(1.80)

Так как длина окружности якоря:

, (1.81)

то

. (1.82)

При достаточно большом числе проводников на полюсном делении, и при замене трапециидальной кривой изменения магнитной индукции в зазоре Вδ прямоугольником с высотой , можно записать:

. (1.83)

Если число параллельных ветвей обмотки якоря ,то ток одной параллельной ветви



, (1.84)

где – ток обмотки якоря.

Подставляя данные выражения в выражение электромагнитного момента (1.80), получаем:

(1.85)

или

(1.86)

Здесь – постоянная момента.

Это выражение электромагнитного момента характеризует принцип действия двигателя: двигатель постоянного тока развивает момент, если по обмотке якоря протекает ток ( ) и она находится в магнитном поле .

Электромагнитную мощность можно определить как

. (1.87)

Подставив в данное выражение полученное выражение момента (1.86) и угловую частоту вращения:

, (1.88)

получим

. (1.89)

Учитывая, что – постоянная ЭДС, получим:

. (1.90)

Таким образом, получили, что электромагнитная мощность (или расчетная мощность машины) равна:

. (1.91)

 

Режим холостого хода

 

 

Рассмотрим режим холостого хода, т.е. работа ЭМ при отсутствии тока в обмотке якоря, а по обмотке возбуждения протекает ток (рис. 1.32, а):

Iа = 0; IВ 0.

А) б)

Рис. 1.32. а) поле возбуждения МПТ; б) поле якоря МПТ

 

Так как в режиме холостого хода по обмотке возбуждения протекает ток, то в электрической машине действует только поле возбуждения. Магнитное поле в зазоре симметрично относительно оси электрической машины и геометрической нейтрали.

Геометрическая нейтраль – линия, проходящая через точки окружности якоря, в которых поле возбуждения равно нулю.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!