Ремонт машин постоянного тока презентация

Презентация по теме «Машины постоянного тока»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Электрические машины постоянного тока 1/ устройство 2/ принцип действия 3/ устройство обмотки якоря 4/ потери в мпт

Электрическая машина постоянного тока – это электромеханическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую (генератор) или электрическую в механическую (двигатель) Генератор постоянного тока вырабатывает постоянный ток и применяется для питания электрических двигателей, установок электролиза, для зарядки аккумуляторов и т.д. Двигатели постоянного тока создают механический вращающий момент, который используется для привода различных механизмов и транспортных средств.

1. Устройство машины постоянного тока 1 — Коллектор 2 — Щеточный контакт 3 – сердечник якоря 4 – сердечник полюса 5 – обмотка возбуждения 6 – корпус (станина) 7 – крышка вентилятора 8 – вентилятор 9 – обмотка якоря

Устройство и назначение элементов машины Станина изготовлена из магнитопроводящего материала (чугун, сталь). Является магнитопроводом и основной деталью, к которой крепятся все остальные детали. Полюс с обмоткой возбуждения состоит из шихтованного сердечника, наконечника и катушки. Служит для создания магнитного поля в машине ( иногда заменяется магнитом). Якорь с якорной обмоткой цилиндр, набранный из листов электротехнической стали, изолированных и запрессованных на валу, на внешней поверхности есть пазы для укладки обмотки, которая крепится в них клиньями или бандажами. В якоре появляется ЭДС.

а) якорь без обмотки, б) якорь с обмоткой 1 – листы сердечника якоря 2 – свободный конец вала 3 – пазы для якорной обмотки 4 – якорная обмотка 5 – бандажные кольца 6 — коллектор

Устройство и назначение элементов машины Коллектор состоит из клиновидных медных пластин, изолированных и набранных на втулке. К выступам пластин крепится концы обмотки якоря. Коллектор служит механическим переключателем секций обмотки якоря (механическим выпрямителем). Щеточный контакт прилегает к поверхности коллектора и состоит из графитовых щеток, щеткодержателя и траверсы. Служит для электрического соединения подвижной и неподвижной части машины.

2. Принцип работы в режиме генератора Если якорь соединить с нагрузкой и завращать посторонним двигателем, то в обмотке якоря, которая вращается в магнитном поле, созданным обмоткой возбуждения, появится ЭДС по закону электромагнитной индукции, и в нагрузке потечет ток. Но на проводник с током в магнитном поле по закону Ампера действует электромагнитная сила, создавая тормозной момент, который должен преодолеть посторонний двигатель. Т.О. Машина, потребляя механическую энергию постороннего двигателя, вырабатывает постоянный ток. ЭДС генератора: Е = U + Iя · Rя U – напряжение на зажимах генератора, В Iя – ток якоря, А Rя – сопротивление обмотки якоря, Ом

Принцип работы в режиме двигателя Если якорь соединить с сетью, то в обмотке якоря потечет ток. Но на проводник с током в магнитном поле, созданным обмоткой возбуждения по закону Ампера действует электромагнитная сила, создавая вращающий момент. Но наведенная ЭДС по закону электромагнитной индукции будет направлена встречно току (противо ЭДС). Т.О. Машина, потребляя постоянный ток, вырабатывает механическую энергию. ЭДС двигателя: Е = U — Iя · Rя U – напряжение питания, В Iя – ток якоря, А Rя – сопротивление обмотки якоря, Ом

3.Устройство обмотки якоря Основной элемент ОЯ – секция Секция-это часть обмотки, присоединенная к двум соседним коллекторным пластинам. Состоит из одного или нескольких витков. Её активные стороны лежат под полюсами, часть обмотки, расположенная с торца называется лобовой. В МПТ обмотка двухслойная, секции соединены последовательно. Группы секций образуют параллельные ветви, их число равно числу полюсов машины. В МПТ применяют петлевую или волновую обмотку коллектор якорь Полюс с ОВ Секция ОЯ

ЭДС в МПТ зависит от параметров обмотки якоря, она пропорциональна частоте вращения и магнитному потоку. Ф – магнитный поток, Вб n — частота вращения якоря, об\мин Се – машинная постоянная р — число пар полюсов N – число проводников ОЯ а — число пар параллельных ветвей

Электромагнитный момент в МПТ зависит от параметров обмотки якоря, он пропорционален магнитному потоку и силе тока в обмотке якоря. Ф – магнитный поток, Вб Iя — ток якоря, А См – машинная постоянная р — число пар полюсов N – число проводников ОЯ а — число пар параллельных ветвей

Явление реакции якоря в МПТ Влияние магнитного поля, созданного обмоткой якоря, на магнитное поле обмотки возбуждения называется РЕАКЦИЕЙ ЯКОРЯ Из-за этого явления магнитное поле МПТ искажается, что ухудшает работу коллектора и щеток. Чтобы снизить размагничивающее действие реакции якоря нужно: Сместить щетки с нейтрали Установить компенсирующую обмотку в полюсных наконечниках

Переход секции из одной параллельной ветви в другую называют коммутацией. В процессе переключения секция замыкается накоротко, а ток в ней меняет направление на противоположное. Если ток меняется по линейному закону – коммутация прямолинейная. Но из-за реакции якоря в замкнутой секции появляется ЭДС, что вызывает искрение под щетками и разрушение коллектора. Чтобы улучшить коммутацию между основными полюсами устанавливают дополнительные, их назначение – скомпенсировать реакцию якоря.

4, Часть энергии, которая не используется в машине с пользой, называется ПОТЕРЯМИ МОЩНОСТИ. Потери в МПТ: Магнитные потери Рм – происходят в магнитопроводе и полюсах машины из-за перемагничивания Электрические потери Рэл – возникают в обмотках якоря и возбуждения из-за нагрева Механические потери Р мех – возникают во вращающихся частях и подшипниковых щитах из-за трения о воздух Добавочные потери Рдоб – возникают из-за действия реакции якоря

Письменный опрос по машинам постоянного тока Описать устройство МПТ по картинке. Описать принцип работы. Рассчитать ЭДС машины, если U=220В, Iя=2А, Rя=10(Ом) Вар1 – режим двигателя Вар2 – режим генератора

Номер материала: ДВ-446253

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Путин поручил запустить программу капитального ремонта школ

Время чтения: 2 минуты

Почему дети так любят динозавров

Время чтения: 3 минуты

В Пскове открылся инклюзивный парк для людей с ОВЗ

Время чтения: 2 минуты

Роспотребнадзор призвал сокращать рабочий день при жаре

Время чтения: 1 минута

Кравцов призвал учителей привиться от COVID-19

Время чтения: 1 минута

В Сингапуре пройдёт 33-я Международная олимпиада по информатике

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначение, области применения и устройство машин постоянного тока Генераторы постоянного тока Двигатели постоянного тока. — презентация

Презентация была опубликована 8 лет назад пользователемwww.StGAU.ru

Похожие презентации

Презентация на тему: » МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначение, области применения и устройство машин постоянного тока Генераторы постоянного тока Двигатели постоянного тока.» — Транскрипт:

1 МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначение, области применения и устройство машин постоянного тока Генераторы постоянного тока Двигатели постоянного тока

2 2 Назначение и области применения машин постоянного тока Машины постоянного тока (МПТ) являются обратимыми, т. е. они могут работать в качестве генератора (ГПТ) или двигателя (ДПТ) без изменения схемы. Широкое применение ДПТ обусловлено следующими причинами: возможность плавного регулирования частоты вращения вала хорошие пусковые свойства: большой пусковой момент при сравнительно небольшом пусковом токе. ДПТ применяют в электротранспорте, в приводах прокатных станов, в системах автоматического регулирования и др. ГПТ используют в качестве возбудителей для питания обмоток возбуждения мощных синхронных машин, цеховых сетей постоянного тока, в частности, для питания ДПТ, электромагнитов, для питания электролитических ванн, зарядки аккумуляторов, сварки, в качестве датчиков частоты вращения и др.

3 3 Машины постоянного тока унифицированы. Выпускаются двигатели серий 2П и 4П в диапазоне мощностей от 0,37 до кВт, частот вращения от 32 до 4000 об/мин, крановые серии Д на напряжения 220 и 440 В; генераторы серий 2ПН на напряжения 115, 230 и 460 В мощностью от 0,37 до 180 кВт с КПД = 0,6…0,9. Кроме того, выпускаются универсальные коллекторные двигатели (серий УЛ, УМТ, МУН), работающие от сети как постоянного, так и переменного тока. Универсальные машины находят применение в бытовой и специальной технике, как исполнительные двигатели. Машины постоянного тока входят в состав автомобильного, судового, самолетного, ракетного и технологического электрооборудования. Основной недостаток МПТ — наличие щёточно-коллекторного узла, который требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надёжность машин. Кроме того, для питания ДПТ требуются источники постоянного тока (ГПТ или выпрямители).

4 4 Устройство машин постоянного тока Основными частями МПТ (рис. 9.1) являются статор (индуктор) и якорь, отделённые друг от друга воздушным зазором (0,3…0,5 мм).

5 5 Статор (индуктор) — это стальной цилиндр 1, внутри которого крепятся главные полюса 2 с полюсными наконечниками 3, образуя вместе с корпусом магнитопровод машины. Полюсные наконечники служат для равномерного распределения магнитной индукции в зазоре между полюсами статора-индуктора и якоря. На главных полюсах расположены последовательно соединённые катушки обмотки возбуждения 4, предназначенные для создания неподвижного магнитного потока Фв машины. Концы Ш1 и Ш2 обмотки возбуждения (ОВ) выводят на клеммный щиток, расположенный на корпусе машины. Помимо основных полюсов внутри статора располагают дополнительные полюса 9 с обмотками 10, которые служат для уменьшения искрения в скользящих контактах (между щётками и коллектором). Устройство статора (индуктора)

6 6 Устройство якоря Якорь (подвижная часть машины) — это цилиндр 5, набранный из листов электротехнической стали, снаружи которого имеются пазы, в которые уложена якорная обмотка 11. Отводы обмотки якоря (ОЯ) припаивают к пластинам коллектора 6, расположенного на вращающемся в подшипниках валу 7. Коллектор представляет собой цилиндр, набранный из медных пластин, изолированных друг от друга и от вала. Коллектор играет роль механического выпрямителя переменной ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря. К коллектору с помощью пружин прижимаются неподвижные медно-графитовые щётки 8, соединённые с клеммами Я1 и Я2 щитка. Образовавшиеся скользящие контакты дают возможность соединить вращающуюся ОЯ с внешней электрической цепью (снять выпрямленное напряжение с коллектора (генераторный режим) или соединить якорную обмотку с источником постоянного напряжения и распределить токи в стержнях ОЯ таким образом, чтобы их направления под разноименными полюсами были бы противоположными (двигательный режим)). Суммарное сопротивление цепи якоря Rя = 0,5…5 Ом.

7 7 Схемы возбуждения МПТ В зависимости от того, как обмотка возбуждения включена относительно сети якоря, различают МПТ независимого возбуждения (ОВ к якорю не подключена) и МПТ с самовозбуждением, которое подразделяется на параллельное, последовательное и смешанное. а) независимого, б) параллельного, в) последовательного и г) смешанного возбуждения МПТ

8 8 Принцип работы генератора постоянного тока Генератор преобразует механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию. Принцип работы ГПТ основан на явлении электромагнитной индукции. Если посредством первичного двигателя привести якорь машины во вращение с постоянной угловой частотой w и подать постоянное напряжение в обмотку возбуждения статора, то в каждом стержне обмотки якоря будет наводиться ЭДС е 1 = Bcp l v Напряжение на зажимах обмотки якоря U = Eя — RяIя = СeФвn — RяIя, где Rя и Iя — сопротивление цепи и ток якоря. Свойства ГПТ определяются их основными характеристиками: холостого хода, внешней и регулировочной.

9 9 Характеристика холостого хода Eя = Ux = f(Iв) (n = const; I = 0) снимается при разомкнутой цепи приёмника и показывает, как нужно изменять ток возбуждения Iв посредством реостата Rр, чтобы получить те или иные значения ЭДС Eя генератора. Внешняя характеристика U = f(I), представляющая собой зависимость напряжения U на выводах генератора от тока нагрузки I при n = const и Iв = const. Регулировочной характеристикой называют характеристику Iв = f(I) при n = const и U = const. Она показывает, как следует изменять ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение U генератора при изменении нагрузки (тока I).

10 10 ГПТ независимого возбуждения и его характеристики схема характеристики: холостого хода внешняя регулировочная

11 11 Принцип работы двигателей постоянного тока В основе работы двигателя постоянного тока (ДПТ) — преобразователя электрической энергии в механическую, приводящую во вращения вал машины, лежит закон Ампера. Для создания вращающего момента постоянное напряжение U подводится одновременно к обмотке возбуждения ОВ (создающей магнитный поток Фв машины), и (посредством неподвижных щёток) к коллектору.

12 12 Уравнение электрического равновесия для якорной обмотки выглядит следующим образом: U = Eя + UяIя, где U — напряжение на зажимах якорной обмотки. Умножив члены последнего уравнения на величину Iя, получим уравнение баланса мощностей цепи якоря ДПТ Рэ = UIя = EяIя + RяI я 2, которое показывает, что электрическая мощность Рэ, подводимая к якорю двигателя из сети, преобразуется в электромагнитную мощность Р эм = EяIя = М/w и мощность электрических потерь Ря = RяIя 2 в обмотке якоря. Двигатели постоянного тока классифицируют по способу возбуждения: независимое, параллельное (шунтовое), последовательное (сериесное) и смешанное (сериесно- шунтовое или компаундное).

13 13 Двигатели постоянного тока (ДПТ) параллельного возбуждения В этих двигателях обмотка возбуждения ОВ подключена параллельно с обмоткой якоря к сети (рис. 9.6, б). В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат с сопротивлением Rр, а в цепь якоря — пусковой реостат с сопротивлением Rп. Ток возбуждения не зависит от тока якоря Iя. Iв = U/(Rв + Rp), Ток якоря Iя = (U — Eя)/Rя

14 14 В начальный момент пуска ДПТ частота вращения якоря n = 0, по-этому противо-ЭДС Ея = 0 и ток I я недопустимо увеличивается. Чтобы ограничить недопустимо большой пусковой ток в обмотке якоря и, как следствие, возникающий рывок или удар на валу и искрение в контактах щётки-коллектор, последовательно с якорем включают пусковой реостат Rп (рис. 9.6, б), сопротивление которого рассчитывают из условия, чтобы пусковой ток Iяп = U/(Rя + Rп)

15 15 Электромеханические свойства ДПТ определяются его скоростной n(Iя) или механической n(M) характеристиками. Скоростная характеристика представляет зависимость частоты вращения n от тока якоря Iя при U = const и Iв = const. Уравнение естественной скоростной характеристики получают из рассмотренного выше выражения тока якоря, решив его относительно частоты вращения, n = (U — RяIя)/(CЕФв) = (U/CЕФв) — (Rя/CЕФв)Iя.

16 16 Механическая характеристика n(M) представляет зависимость частоты вращения якоря n от развиваемого ДПТ момента М = Мс при условии постоянства напряжения U сети и сопротивлений в цепи якоря и в цепи возбуждения. Заменив ток Iя в выражении скоростной характеристики значением из выражения вращающего момента М = СMIяФв, получим уравнение естественной механической характеристики n = (U/CЕФв) — (Rя/СЕСМФв2)M = n 0 — n, где n 0 = U/CEФв — частота вращения якоря при «идеальном» холостом ходе (Мс = 0); сопротивления Rп = 0 и Rр = 0; напряжение на якоре U = Uн и магнитный поток двигателя Фв = Фвн.

0 (Rр =» title=»17 Естественная механическая характеристика n(M) ДПТ параллельного возбуждения является жесткой, т. к. снижение частоты вращения n при моменте сопротивления на валу М = Мсн составляет (3…7)% от n 0. Если сопротивление пускового реоостата Rп > 0 (Rр =» > 17 17 Естественная механическая характеристика n(M) ДПТ параллельного возбуждения является жесткой, т. к. снижение частоты вращения n при моменте сопротивления на валу М = Мсн составляет (3…7)% от n 0. Если сопротивление пускового реоостата Rп > 0 (Rр = 0), получают искусственные, т. н. реостатные механические характеристики 2…4 (рис. 9.6, в), проходящие через точку n 0 — частоту вращения ХХ двигателя. Чем больше сопротивление Rп, тем характеристика круче. 0 (Rр =»> 0 (Rр = 0), получают искусственные, т. н. реостатные механические характеристики 2…4 (рис. 9.6, в), проходящие через точку n 0 — частоту вращения ХХ двигателя. Чем больше сопротивление Rп, тем характеристика круче.»> 0 (Rр =» title=»17 Естественная механическая характеристика n(M) ДПТ параллельного возбуждения является жесткой, т. к. снижение частоты вращения n при моменте сопротивления на валу М = Мсн составляет (3…7)% от n 0. Если сопротивление пускового реоостата Rп > 0 (Rр =»>

18 18 Пуск ДПТ Прямой пуск двигателя (Rп = 0) применяют только для двигателей малой мощности (до 1 кВт), у которых сопротивление якорной цепи относительно велико и обмотка якоря не успевает нагреться. Пуск двигателя с использованием пускового реостата называют реостатным. Перед пуском для получения максимального пускового момента при допустимом пусковом токе регулировочный реостат в обмотке возбуждения полностью выводят (Rр = 0) (при этом магнитный поток Фв имеет максимальное значение), а рукоятку переключателя пускового реостата устанавливают в положение 4 при наличии трёх ступеней реостата, ( рис. 9.6, б), при котором сопротивление Rп имеет максимальное значение. В начальный период пуск осуществляется по реостатной характеристике 4 ( рис. 9.6, в); при этом двигатель развивает максимальный пусковой момент. По мере разгона сопротивление пускового реостата Rп ступенчато уменьшают; разгон двигателя осуществляется по отдельным отрезкам реостатных характеристик 4, 3 и 2 (см. жирные линии на рис. 9.6, в). При полностью выведенном сопротивлении Rп и достижении значения М = Мн частота вращения n якоря устанавливается на естественной мехaнической характеристике 1 (точка А).

19 19 При пуске двигателей большой мощности использование пускового реостата (из-за его громоздкости и значительных потерь энергии) становится неэффективным. В этом случае применяют безреостатный пуск при пониженном напряжении, подводимом к цепи якоря. Получаемые (при условии, что Rп = 0 и Rр = 0) искусственные механические характеристики имеют вид 2 и 3 (рис. 9.6, г) и проходят параллельно естественной 1 и тем ниже, чем меньше величина напряжения U. Безреостатный пуск при пониженном напряжении

20 20 Способы регулирования частоты вращения и реверсирование ДПТ параллельного возбуждения Из рассмотрения механических характеристик двигателя следует, что при моменте М = Мс = const частоту вращения якоря n = U/(CEФв) — ((Rя + Rn)/(CECMФв2))M = n 0 — n можно регулировать тремя способами: реостатным — изменением сопротивления цепи якоря (Rя+ Rп = var); полюсным — изменением магнитного потока полюсов (Rв + Rр = var); якорным — изменением напряжения, подводимого к якорю (U = var). Реверсирование двигателей можно обеспечить изменением направления тока или в обмотке якоря, или в обмотке возбуждения

Источник