WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

n1 + n (2.38) Sпр = nПолное активное сопротивление в режиме противовключения Rp состоит из активного сопротивления обмотки ротора rр, рези- стора Rп и резистора ступени противовключения rпр. (2.39) Rр = rпр + Rn + rp Откуда (2.40) rпр = Rр - Rn - rp 3. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 3.1. Задание Описать конструкцию заданного электродвигателя, выполнить эскизы продольного и поперечного сечений двигателей. На вы- полненные эскизы нанести обозначение основных элементов кон- струкций, пояснить их назначение, назвать материалы, из которых изготовлены эти элементы, узлы и детали.

3.2. Задача Для двигателя постоянного тока параллельного возбуждения по данным таблицы 3.1 определить вращающий момент двигателя в номинальном режиме Мн, частоту вращения якоря двигателя в режиме идеального холостого хода, подводимую мощность и ко- эффициент полезного действия.

Рассчитать пусковой резистор по следующим условиям: на- грузочный момент Мс при пуске постоянный и выбирается по таблице 3.1, пуск нормальный или форсированный (число пуско- вых секций определить из расчета). Расчет провести графическим или аналитическим методом.

Рассчитать сопротивление резистора динамического торможе- IТ ния, исходя из того, что пик тока якоря при торможении задан.

I н Рассчитать резистор противовключения при условии, чтобы M Т пик момента при противоключении задан.

M н Рассчитать сопротивление резистора предварительной ступени включения.

Четные варианты выполняют расчет пускового резистора при нормальном пуске графическим методом, а нечетные - при фор- сированном пуске аналитическим методом.

Таблица 3.IТ M Т M № Т Рн nн Ra Rн Iн Uн M Iн M вар.

н н - кВт об/мин Ом Ом А в - - - 1 9 3 4 5 6 7 8 9 1 0.3 1500 22,6 670 2.1 220 2.2 2.2 0,2 0.7 3000 5.3 670 4.3 220 2.3 2.3 0.0.2 1000 26,8 785 1.4 220 2,4 2.4 0,4 0,45 1500 11,76 785 2.9 220 2.5 2.5 0,5 1.0 3000 3,29 785 6.0 220 2.6 2,6 1,6 0,45 750 9,48 605 2.9 220 2.7 2,7 1,7 0.3 1000 16.6 740 2,0 220 2,8 2.8 1,8 0.7 1500 6.75 600 4.3 220 2.9 2,9 1,9 1,5 3000 1.99 600 9.0 220 3,0 3,0 0.10 0,3 750 14,3 712 1,95 220 2,0 2,0 0,11 0.45 1000 9,65 712 2,75 220 2,1 2,1 0,12 1,0 1500 4,17 712 5,9 220 2,2 2,2 0,13 2,2 3000 1,03 712 12,5 220 2,3 2,3 0,14 0,7 1000 5,45 470 4,25 220 2,4 2,4 1,15 1,5 1500 2,455 470 8,7 220 2,5 2,5 Ы 16 3,2 3000 0,642 285 17,5 220 2,6 2,6 1,Продолжение таблицы 3.1 2 3 4 5 6 7 8 9 17 0,7 750 4,98 564 4,2 220 2,7 2,7 1,18 1,0 1000 3,17 358 5,7 220 2,8 2,8 0,19 2,2 1500 1,205 358 12,0 220 2,9 2,9 0,20 4,5 3000 0,352 270 24,3 220 3.0 3,0 0,21 1.0 750 5.35 280 6,8 220 2,0 2,0 0,22 1,5 1000 2.9 280 9.3 220 2,1 2.1 0,23 3.2 1500 1.032 198 18.4 220 2,2 2,2 1.24 6.0 3000 0,36 280 33,0 220 2,3 2,3 1.25 1.5 750 2.92 242 9,75 220 2.4 2.4 1,26 79 1000 1.75 243 13,3 220 2.5 2,5 1.27 4.5 1500 0.78 228 25,4 220 2.6 2.6 0,28 2.2 750 1.91 168 13.6 220 2,7 2.7 0.29 3.2 1000 1.05 168 18.3 220 2,8 2.8 0.30 6.0 1500 0.472 132 33.2 220 2,9 2.9 0.31 3.2 750 1,073 184 19,0 220 3.0 3,0 0,32 4.5 1000 0.632 184 25.2 220 2.0 2,0 1,33 8.0 1500 0.269 150 43,5 220 2,1 2.1 1,34 4.5 750 0.76 216 26,0 220 2.2 2,2 1.35 6.0 1000 0.494 158 32.6 220 2,3 2.3 1.36 11,0 1500 0.187 133 59,5 220 2,4 2.4 0,37 6.0 750 0,531 154 33,5 220 2,5 2,5 0,38 8.0 1000 0.328 136 43,0 220 2,6 2,6 0,39 14.0 1500 0,1275 116 73,5 220 2,7 2.7 0.40 7.0 750 0,546 106 42,0 220 2,8 2,8 0,41 10.0 1000 0,300 85 63,0 220 2.9 2,9 1,42 19.0 1500 0,1235 76,8 103,0 220 3,0 3,0 1,43 10,0 750 0,357 92,5 58,0 220 2,0 2,0 1,44 12,0 1000 0,237 108 78,0 220 2,1 2,1 1,45 25,0 1500 0,0828 67 132,0 220 2,2 2,2 0,46 14,0 750 0,244 92 79,0 220 2,3 2,3 0,47 19,0 1000 0,144 96,2 105,0 220 2,4 2,4 0,48 32,0 1500 0,075 95,5 166,0 220 2,5 2,5 0,Окончание таблицы 3.1 2 3 4 5 6 7 8 9 49 19,0 750 0,143 40,4 93,0 220 2,6 2,6 0,50 25,0 1000 0,081 40,4 133,0 220 2,7 2,7 1,51 42,0 1500 0,0462 40,4 218,0 220 2,8 2,8 1,52 19,0 600 0,198 44,0 106,0 220 2,9 2,9 1,53 25,0 750 0,102 44.0 136,0 220 3.0 3,0 1,54 32,0 1000 0,0666 35,8 171.0 220 2,0 2,0 0,55 55.0 1500 0,0257 35.8 287,0 220 2.1 2.1 0,56 25.0 600 0,111 48,4 136,0 220 2,2 2,2 0.57 42,0 750 0,049 37.8 222,0 220 2.3 2,3 0,58 42.0 1000 0,0547 48.4 219,0 220 2.4 2.4 0.59 75.0 1500 0.0138 31,8 381.0 220 2.5 2.5 1,60 32,0 600 0.0749 37.8 172.0 220 2.6 2.6 1.3.3. Методические указания 3.3.1.Конструкция двигателей постоянного тока серии 2П Электродвигатели серии 2П предназначены для работы как от источников постоянного тока, так и от тиристорных преобразова- телей. Номинальные напряжения якорной цепи - 110; 220; 440;

600 В. Возбуждение независимое, номинальное напряжение воз- буждения 110 и 220 В.

Электродвигатели мощностью до 200 кВт изготовляют на но- миналь ные частоты вращения 750; 1000; 1500; 2200 и об/мин. Частота вращения электродвигателей может регулиро- ваться как изменением напряжения якорной цепи, так и ослабле- нием поля. Ослаблением поля допускается увеличение частоты вращения.

Электродвигатели серии 2П защищенного исполнения типов 2ПА и 2ПН выполняют с изоляцией класса нагревостойкости В, электродвигатели закрытого исполнения типов 2ПО и 2ПБ - с изо- ляцией класса нагревостойкости F.

Конструктивно электродвигатель серии 2П состоит из сле- дующих основных узлов и деталей (рис. 3.1): станины, якоря, кол- лекторного щита, щита со стороны привода, защитных лент.

Корпус станины имеет цилиндрическую форму, изготавлива- ется из стали СтЗ. К корпусу винтами привернуты главные и до- полнительные полюсы с обмотками. Главные полюсы состоят из сердечника и полюсного наконечника, которые штампуются заод- но из листовой электротехнической стали 3411, 3413 толщиной или 0.5 мм. Листы полюса скрепляют заклепками. Сердечники до- полнительных полюсов также выполняют из электротехнической стали 3411 толщиной 1 мм. При высотах оси вращения до 132 мм сердечники дополнительных полюсов выполняют из полосовой стали СтЗ. Обмотку главных полюсов (многослойную) выполняют из круглого медного провода марки ПЭТВ. Обмотку дополни- тельных полюсов выполняют из круглого провода марки ПЭТВ или прямоугольного провода марки ПСД. Собранные катушки ос- новных и дополнительных полюсов подвергают тщательной про- питке в нагревостойком изоляционном лаке, что обеспечивает их монолитность и влагостойкость. Пакет якоря выполняют из штам- пованных и изолированных лаком листов электротехнической стали марок 2211, 2312, 2411, 3413 толщиной 0.5 мм, напрессовы- вают непосредственно на вал и зажимают между двумя нажимны- ми кольцами (обмоткодержателями). которые одновременно слу- жат опорой для лобовых частей обмотки якоря. Один из об- мот- кодержателей упирается в уступ на валу, а другой запирается кольцом, насаженным на вал по горячей посадке. Вал изготовля- ется из стали марки 45. имеет ступенчатую форму для раздельной посадки на него сердечника якоря, коллектора и вентилятора.

Коллектор состоит из коллекторных пластин, изолированных друг от друга слюдяными пластинами, являющимися межламель- ной изоляцией. При наружном диаметре коллектора до 250 мм коллекторные пластины закрепляют пластмассой, которую впрес- совывают во внутреннее отверстие между пластинами и коллек- торной втулкой, предназначенной для посадки коллектора на вал.

Рис. 3.1. Машина постоянного тока 2П-160М:

1 - крышка подшипника; 2 - щит подш ипниковый; 3 - траверса; 4 - лента защитная; 5 - балансировочное кольцо; 6 - коллектор; 7 - коробка выводов;

8 - станина; 9 - болт; 10 - шайба М10; 11 - якорь; 12 - обмотка якоря;

13 - диффузор; 14 - защитная лента; 15 - вентилятор; 16 - крышка подшип- ника; 17 - ш арикоподш ипник 309; 18 - подшипниковый щит; 19 - болт М10х32; 20 - шайба М10; 21 - болт М6Х60; 22 - шайба Мб; 23 - крышка подшипника; 24 - вал; 25 - главный полюс; 26 - дополнитель ный полюс;

27 - щетки В качестве армирующей пластмассы используют пластмассу АГ- 4с или К6.

Для присоединения концов обмотки якоря к коллектору в кол- лекторные пластины впаяны петушки.

К подшипниковому щиту со стороны коллектора с помощью болтов крепят траверсу щеткодержателей. Щеткодержатели штампуют на текстолитовых кольцах. В щеткодержателях уста- новлены щетки. Аксиальную принудительную вентиляцию элек- тродвигателя осуществляют при помощи литого вентилятора, на- саженного на вал со стороны привода. Воздух забирается через жалюзи, выполненные в защитной лете со стороны коллектора, и выбрасывается через отверстия в защитной ленте со стороны при- вода (выходного вала). Для рационального распределения охлаж- дающего воздуха над активными частями машины предусмотрен диффузор.

Со стороны коллектора на валу предусмотрено специальное балансировочное кольцо. В подшипниковых щитах со стороны привода и со стороны коллектора установлены шариковые или роликовые подшипники. Концы обмоток якоря и возбуждения вы- водят к болтам панели, размещенной в коробке выводов.

3.3.2. Основные положения В машинах постоянного тока насаженный на вал роторный сердечник вместе с заложенной в его пазах якорной обмоткой обычно называется якорем. Якорь машины постоянного тока вра- щается в магнитном поле, создаваемом обмотками возбуждения 1, надетыми на неподвижные полюсы 2 (рис. 3.2). По проводникам б нагруженной якорной обмотки проходит ток. В результате взаи- модействия полей обмоток возбуждения и якорной создается элек- тромагнитный момент, возникновение которого можно также объ- яснить взаимодействием тока якорной обмотки с магнитным по- током машины (см. рис. 1.3, д).

Рис. 3.2. Устройство машины постоянного тока:

1 - обмотка возбуждения; 2 - полюсы; 3 - ярмо; 4 — полюсный наконечник;

5 - якорь; 6 - проводники якорной обмотки; 7 - зубец якорного сердечника;

8 - воздушный зазор машины Из технологических соображений сердечник полюсов обычно набирается на шпильках из листов электротехнической стали толщиной 0,5-1 мм (рис. 3.3). Одна сторона полюса прикрепляет- ся к станине, часто при помощи болтов, другая - располагается вблизи якоря. Зазор между полюсом и якорным сердечником яв- ляется рабочим воздушным зазором машины. Со стороны, обра- щенной к якорю, полюс заканчивается так называемым полюсным наконечником, форма и размер которого выбираются таким обра- зом, чтобы способствовать лучшему распределению потока в воз- душном зазоре. На полюсе размещается катушка обмотки возбуж- дения. Иногда в малых машинах полюсы не имеют обмотки воз- буждения и выполняются из постоянных магнитов. Часть станины, по которой проходит постоянный магнитный поток, называется ярмом.

Основная часть потока Ф (см. рис.

3.2), создаваемого обмоткой возбужде- ния, идет через сердечник 2 северного полюса N, воздушный зазор 8, зубцы 7 и спинку якоря 5, после чего поток прохо- дит аналогичный путь в обратной после- Рис. 3.3. Полюс машины довательности к соседнему южному по- постоянного тока:

люсу S и через ярмо 3 возвращается к се- 1 - полюсный сердеч- верному полюсу N. Поток Ф проходит ник; 2 - воздуш ный за- замкнутый путь, который показан на рис.

зор; 3 - полюсный нако- 3.2 линиями магнитной индукции. По- нечник; 4 - обмотка лярность полюсов чередуется (северный, возбуждения; 5 - болт для крепления полюса; южный, северный и т. д.).

6 - ярмо На рис. 3.4, а представлено распреде- ление магнитной индукции в воздушном зазоре двухполюсной машины в функции геометрического угла а.

Начало координат О выбрано посередине между полюсами. В этой точке значение индукции равно нулю. По мере приближения к полюсному наконечнику индукция возрастает, сначала медленно (до точки а) у края полюсного наконечника, а затем резко. Под серединой полюсного наконечника в точке b индукция имеет наи- большее значение. Кривая распределения индукции располагается симметрично относительно оси полюса и в точке с, находящейся посередине между полюсами, проходит через нуль, затем индук- ция меняет знак. Кривая cde является зеркальным отображением относительно оси абсцисс кривой oabc. Области, в которых ин- дукция имеет положительное и отрицательное значение, череду- ются.

В общем случае машина может иметь р пар полюсов. Тогда при полном обходе всего воздушного зазора разместится р прост- ранственных периодов изменения индукции, так как каждый пе- риод соответствует длине поверхности сердечника якоря, расположенной под двумя полюсами. Например, в четырехполюсной машине (р = 2) имеются два про- странственных периода (рис.

3.5). В теории электри- ческих машин, кроме угла аг, измеряемого в геометри- ческих градусах, пользуются также понятием угла аэ, из- меряемого в электрических градусах. Принимают, что каждому пространственному Рис. 3.4. Кривые изменения магнитной периоду изменения кривой индукции в пространстве и ЭДС провод- распределения индукции ника якорной обмотки во времени:

соответствует электриче- а - пространственное распределение ин- дукции под полюсом; б - изменение ЭДС ский угол аэ=360 эл. град проводника во времени; в - выпрямлен- или 2п эл. рад. Поэтому ное при помощи коллектора напряжение э=pаг, (3.1) на щётках например, на рис. 3.5 видно, что при числе пар полюсов р=2 име- ем э=2аг.

При вращении ротора в проводниках якорной обмотки индук- тируется ЭДС. Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС проводника е = Blv, (3.2) где В - нормальная составляющая индукции в точке, определяе- мой углом, в которой в данный момент времени находится проводник, Тл;

I - активная длина проводника, т. е. длина, в которой индукти- руется ЭДС;

- скорость перемещения проводника относительно потока, м/с, Рис. 3.5. Распределение потока в четырехполюсной машине:

а - чередов ание полюсов; б - распределение индукции в воздушном зазоре При работе машины длина 1 активного проводника сохраняет- ся неизменной. Поэтому в случае равномерного вращения (=const) имеем еВ. (3.2,а) Из выражения (3.2, а) следует, что при равномерном вращении якорной обмотки изменение ЭДС е проводника во времени (см. 3.4, б) в соответствующем масштабе повторяет кривую распределения индукции в воздушном зазоре В (см. рис. 3.4, а).

Анализируя кривую изменения ЭДС во времени, видим, что в проводниках якорной обмотки индуктируется переменная ЭДС.

В двухполюсной машине за один оборот вращения в провод- никах якорной обмотки индуктируется ЭДС, частота которой f=n/60 Гц, где n - скорость вращения потока относительно про- водника, вычисляемая в оборотах в минуту. Если машина имеет р пар полюсов, то за один оборот ротора под проводником прой- дет р пространственных волн магнитного поля. Они наведут ЭДС, частота которой в р раз больше, т. е.:

pn (3.3) f = Выражение (3.3) определя- Рис. 3.6. Выпрямление ЭДС при помо- щи коллектора:

ет частоту ЭДС многополюс- I - медные пластины: 2 - виток обмот- ной машины. Оно показывает, ки якоря: 3 щетки; 4 - внешняя элек- что частота ЭДС пропорцио- трическая цепь нальна числу полюсов машины и скорости ее вращения.

В единицах СИ скорость вращения имеет размерность электрический радиан в секунду. Подставляя в (3.3) значение.

выраженное через механическую скорость n = 2 p имеем (3.4) f = В машинах постоянного тока для выпрямления ЭДС применя- ется коллектор, представляющий собой механический преобразо- ватель, выпрямляющий переменный ток якорной обмотки в по- стоянный ток, проходящий через щетки во внешнюю цепь. Кол- лектор состоит из соединенных с витками обмотки якоря изолиро- ванных между собой пластин, которые, вращаясь вместе с обмот- кой якоря, поочередно соприкасаются с неподвижными щетками, соединенными с внешней цепью. Одна из щеток всегда является положительной, другая - отрицательной.

Простейший коллектор имеет две изолированные между собой медные пластины, выполненные в форме полуколец (рис. 3.5), к которым присоединены концы витка якорной обмотки. Пластины коллектора соприкасаются с неподвижными контактными щетка- ми, связанными с внешней электрической цепью. При работе машины пластины коллектора вращаются вместе c витками якорной обмотки.

Щетки устанавливаются та- ким образом, чтобы в то же время, когда ЭДС витка меня- ет знак на обратный, коллек- торная пластина перемеща- лась от щетки одной полярно- сти к щетке другой полярно- сти. В результате этого на Рис. 3.7. Устройство коллектора:

щетках возникает пульси- I корпус; 2 - стяжной болт: 3 - нажим- рующее напряжение, посто- ное кольцо; 4 - изоляционная прокладка:

янное по направлению (см.

5 — «петушок» - часть коллекторной пла- сплошную кривую / на рис.

стины, к которой припаивается конец 3.4.в).

секции обмотки: 6 - «ласточкин хвост» Якорная обмотка состоит часть коллекторной пластины, служащая для ее крепления; 7 — коллекторная пла- из большого числа секций.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.