Procesul de inducție a unei forțe electromotoare în bobina armăturii. Să luăm în considerare procesul de inducție a unei forțe electromotoare (EMF) în bobina de armatură a cărei conductori. Simplitatea se presupune că este distribuită uniform pe toată circumferința armăturii (figura 8.10, a). Atunci când armătura se rotește în conductorii situați sub polii N și S, EMF-urile din direcția opusă sunt induse. Conductoarele în care sunt induse aceste EMF sunt situate pe ambele părți ale axei O-O neutre geometrică a simetriei împărțind polii.
Fig. 8.10. Schema mașinii DC (a), schema simplificată a bobinei de armătură (b) și diagrama vectorială a EMF indusă în ea (c): 1 - înfășurarea armăturii; 2 - colector
Armătura Înfășurarea este formată ca o înfășurare cu mai multe faze (fig. 8.10, b), constând dintr-un număr mare de bobine sunt conectate la plăcile colectoare, astfel încât una sau mai multe spire a fost inserat între fiecare pereche de plăci colectoare adiacente. Periile A și B sunt aplicate colectorului prin intermediul căruia bobina de rotire a armăturii este conectată la circuitul extern. La rotirea armăturii dintre periile și B funcționează la o valoare constantă ?? e emf E. egală cu cantitatea de EMF induse în Soare ?? ei ?? ennyh conectarea secvențială a bobinelor de înfășurare a armăturii care sunt conectate între periile. Pentru alimentarea tensiunii maxime de la înfășurarea armăturii la circuitul extern, acest circuit trebuie conectat la două puncte ale înfășurării armăturii, între care există cea mai mare diferență de potențial. Astfel de puncte de la mașină de ralanti sunt punctele a și b (fig. 8.10, b) situat la neutru geometric, și în care peria trebuie stabilită A și B. În timpul rotației armatură a și b sunt deplasate din geometric neutru, dar periile potrivite nou Punctele de lichidare dintre care EDCE va funcționa. în legătură cu aceasta, EMF în circuitul exterior este neschimbat în magnitudine și direcție. Scăderea pulsațiilor EMF E în timpul trecerii periilor de la o placă colectoare la cealaltă se realizează prin instalarea unui număr mare de plăci colectoare; numărul plăcilor colectoare pe o ramură paralelă a înfășurării armăturii trebuie să fie de cel puțin opt.
Fig. 8.11. Curbele distribuției inducției de-a lungul circumferinței armăturii și tensiunile κ de-a lungul colectorului
În cazul în care înlocuitorul emf nesinusoidal reale induse în bobinelor armăturii de înfășurare, sinusoidale echivalent, valoarea E emf între perii și B pot fi găsite din diagrama vectorială (Fig. 8.10 in). Cu un număr suficient de mare de secțiuni de înfășurare a armăturii, acest EMF este practic neschimbat în timp și este egal cu diametrul circumferinței descrise în jurul poligonului EMF # 279; 1, # 279; 2, # 279; 3, etc, induse în rândul individual al acestei înfășurări.
Periile A și B împart înfășurarea în considerare în două ramuri paralele, în fiecare dintre care EMF E este indus și curenții pass. Cu un circuit extern deschis, curentul nu trece prin bobină, deoarece EMF indus în cele două ramuri este contra-dirijat și compensat reciproc. Compensarea completă, evident, apare atunci când înfășurarea este strict simetrică, iar fluxurile magnetice ale polilor sunt egale; starea de simetrie în cazul unei înfășurări bipolare reduce la o distribuție uniformă a conductorilor pe suprafața exterioară a armăturii.
Valoarea instantanee a EMF indusă în fiecare conductor activ (Figura 8.11, a):
unde Bx este inducția la punctul considerat al spațiului aerian; va este viteza circumferențială a ancorei; la este lungimea conductorului într-un câmp magnetic.
sens E sunt date ca procent din media EMF medie teoretică E. Perioada de pulsare este egală cu timpul de rotație a armăturii pe o placă de colector, astfel încât frecvența lor în K / p este mai mare decât frecvența fa. cu care a indus EMF în conductorii schimbărilor în bobina armăturii.
Tensiunea dintre plăcile colectorului. Dacă vom neglija căderea de tensiune în viraje, tensiunea dintre SoS Uk ?? Colectori ednimi va fi egală cu valoarea EMF induse în inclus între înfășurările armăturii. De exemplu, pentru o înfășurare constând în secțiuni cu o singură direcție (figura 8.11, a), tensiunea este u = 2e. Din (8.1) rezultă că forța electromotoare e este proporțională cu inducție Bx la întrefierului corespunzător, astfel repartizat ?? curba Eniya de-a lungul tensiunea dintre colector circumferențial uk ?? wc placi ednimi similare cu curba ?? partiționat Eniya inducție Bx = f (x ) în spațiul de aer (Figura 8.11, b).
O caracteristică importantă în fiabilitatea mașinii de curent continuu este o curbă potențială așa-numita reprezentând dependența napryazheniyaUh schimbare de-a lungul circumferinței colectorului. În tranziția de la un colectiv placă la alta a numitei tensiuni secundare Ux-Chato etapelor variază, dar un număr suficient de mare de plăci colectoare, această dependență poate fi înlocuită printr-o curbă lină. Potențiale curba Nye este o curbă integrală în raport cu câmpul magnetic Bx = f (x), deoarece câmpul magnetic este proporțională cu tensiunea electromotoare curba suprafață suma indusă în colaci Sun ?? ex, care sunt incluse între schetkamiA Ub (vezi. Fig. 8.10). Cea mai mare tensiune dintre plăcile colectoare și celulele are loc acolo unde curba potențială are cea mai mare pantă.
Fig. 8.12. Curba distribuirii inductorului atunci când periile sunt deplasate de la neutru geometric
După cum sa menționat mai sus, atunci când mașina este în ralanti, valoarea EMF E este maximă atunci când periile A și B sunt instalate pe un neutru geometric. În cazul în care periile sunt deplasate de la un neutru geometric la un unghi # 945; (Figura 8.12), apoi partea cercului de ancorare corespunzător colțului # 945;. este situat în zona cu inducție - Bx creată de un pol de polaritate opusă. Aceasta scade rezultantă E emf și tensiunea U dintre periile și B. deoarece conductorii pentru armături dispuse în zona menționat, a indus forța electromotoare opusă direcției de electromotoare induse în celelalte conductorii. Dacă se consideră că distribuția inducției magnetice în spațiul aerian este sinusoidal, atunci E = se n Φ cos # 945;.
Momentul electromagnetic. La ancora, a cărui înfășurare trece curentul Ia. momentul acționează momentul electromagnetic
unde Fres este forța electromagnetică rezultantă care apare atunci când curentul interacționează cu câmpul magnetic.
Forța Frez este suma forțelor fx. Aplicată la toți conductorii activi ai înfășurării armăturii. Cu un număr suficient de mare de plăci colectoare, forța Fres poate fi considerată constantă:
unde cm = pN / (2πa) = 60se / (2π) este un coeficient care depinde de parametrii de proiectare ai mașinii. Când mașina funcționează în modul motor, momentul electromagnetic este rotativ, iar în modul generator - cuplul de frână. § 8.4. PUNCTELE ANCHOR
Tipuri de înfășurări. Astăzi, în principiu, se folosesc ancore tip tambur, în care conductoarele sunt așezate în două straturi în caneluri situate pe suprafața exterioară a armăturii (Figura 8.13, a). Pentru ca EMF indus pe cele două laturi ale fiecărei roți să fie pliate, laturile sale ar trebui plasate sub stâlpi de polaritate opusă (Figura 8.13, b). În acest caz, un EMF este indus la fiecare rând, de două ori mai mare decât într-un singur conductor. În consecință, ca și în cazul curentului alternativ, treapta principală de înfășurare trebuie să fie aproximativ egală cu cea a polului # 964;
Fig. 8.13. Scheme de aranjare a firelor de înfășurare la ancora de tip tambur (a și b) și circuitul înfășurării în două straturi 7 (c) 1. 2, 3. 8, 1 ', 2', 3 '. Conductoarele de 8 'formează o înfășurare
Înfășurarea ancorei tamburului este împărțită în două grupe principale: buclă (paralelă) și val (secvențială). În mașinile de mare putere, se folosește și o înfășurare "broască" (paralel-secvențială), în care elementele buclelor și bobinelor de undă sunt combinate. Partea principală a fiecărei înfășurări este o secțiune constând din una sau mai multe rotiri conectate în serie; capetele secțiunii sunt conectate la două plăci colectoare. Numărul secțiunilor S este egal cu numărul plăcilor colectoare K. Toate secțiunile de înfășurare au de obicei același număr de ture.
Pe circuitele de înfășurare ale secțiunii, pentru simplitate, toate sunt reprezentate ca cele cu o singură direcție. Cu o înfășurare în două straturi, laturile secțiunii situate în stratul superior sunt reprezentate de linii solide, iar în stratul inferior prin linii punctate (Fig.8.13, c). Etapa secțiunii y1 (se mai numește și etapa principală sau prima înfășurare parțială) ar trebui să fie aproximativ egală cu cea a polului # 964; Când. y1 = # 964; pasul se numește diametral; la y1<τ — укороченным; при y1> # 964; - Extins.
Simplu bucle de lichidare. Când simplă secțiune de înfășurare buclă cuplată cu wc ?? ednim plăci colectoare (Fig. 8.14, a) .Pentru efectua înfășurării extrem de important să știe pitch rezultantă y (fig. 8.14, b) etape parțiale prima și a doua y1 y2 și etapa în funcție de colector. Etapa de înfășurare rezultată este distanța dintre părțile inițiale ale celor două secțiuni care urmează unul pe altul în cursul înfășurării; prima etapă parțială (etapa secțiunii) este distanța dintre cele două laturi ale fiecărei secțiuni; al doilea pas parțial este distanța dintre extremitatea unei secțiuni și partea de start a secțiunii următoare. Distanțele indicate sunt de obicei exprimate în numărul de secțiuni parcurse. Pas cu colector este distanța în cazurile de colector între plăcile la care sunt conectate cele două laturi ale fiecărei secțiuni. Deoarece K = S, pasul rezultat al înfășurării y și pitch-ul de-a lungul colectorului yk sunt egale.
Figura 8.14. Vederea generală a înfășurării în buclă (a) și diagrama conexiunilor secțiunilor sale (b)
Fig. 8,15. Forme de bobine de ancorare cu înfășurări cu buclă (a) și val (b) (cu secțiuni cu o singură direcție): 1, 4 - caneluri; 2, 5 - părți frontale; 3 - capul din spate; 6-capete de secțiuni lipite la colector
Cu buclă de înfășurare y = y1 - y2 și yk = y. Înfășurarea numit simplu dacă y = yk = ± 1. În această înfășurare fiecare secțiune ulterioară este dispusă adiacent cu cel anterior, iar bobina armătură are o formă de buclă (fig. 8.15, a), rezultând titlul acestei înfășurării. De obicei, este nevoie de yk = 1 (înfășurarea neperekreshchennymi) sub bobina, ca în acest caz, oarecum rata de curgere a firului de înfășurare redusă.
Într-o simplă bobină, secțiunile situate sub fiecare pereche de poli formează două ramuri paralele. În fiecare dintre ramurile paralele este secțiunea Sb = S / (2p), în acest sens numărul de ramificații paralele din întreaga înfășurare
Condiția 2a = 2p exprimă proprietatea de bază a unei bucle simple de înfășurare: cu cât este mai mare numărul de poli, cu atât sunt mai multe ramificații paralele pe care le are bobinajul. În consecință, cu atât mai multe degete trebuie să fie în mașini. Din acest motiv, o înfășurare simplă este adesea numită paralelă.
În Fig. 8.16, a arată dispunerea periilor într-o mașină cu patru poli și ramurile paralele care sunt formate. În mașinile reale, plăcile de colector 1, 2 sunt decalate față de secțiunile conectate la ele de jumătate din carcasa polului, astfel încât periile sunt situate de-a lungul axelor poliilor principali, iar secțiunile conectate sunt pe geometria OA neutru (figura 8.16, b).
În Fig. 8.17 și, de exemplu, este prezentată înfășurarea cu buclă a unei mașini cu patru poli, iar în fig. 8.17, b - circuitul său echivalent care prezintă secvența de conectare a secțiunilor individuale ale înfășurării buclei și ramurile paralele care sunt formate. Numerele 1, 2, 3 etc. indică conductorii activi situați în stratul superior, iar cifrele 1 ', 2', 3 'se află în stratul inferior al înfășurării.
Fig. 8.16. Schema de ramificații paralele în bobina armăturii unei mașini cu patru poli și dispunerea polilor condiționali și reali
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: