SECȚIUNEA 10 A MACHINII DC
10.1. Informații generale
10.1.1. Caracteristicile mașinilor colectoare DC
Mașinile de colectare sunt practic mașini DC. Ele sunt disponibile la putere de la o fracțiune de un watt la zeci de mii de kilowați. AC masina colector sunt utilizate ca motoare de antrenare numai pentru un interval îngust de mecanisme speciale de putere redusă, cum ar fi drive-urile unor aparate, unelte de mana electrificate, echipament medical, t. E., în cazurile în care puterea motorului este utilizat atât singur și mai puțin de fază curentul alternativ și caracteristicile mașinilor asincrone nu îndeplinesc cerințele mecanismului de antrenare.
Mașinile de colectare DC sunt utilizate ca motoare și ca generatoare. În industrie, motoarele sunt mai frecvente, ceea ce se explică prin utilizarea tot mai mare a diverselor redresoare statice, care oferă instalațiilor industriale energie cu curent continuu.
motoare de curent continuu larg răspândite în ciuda costului lor mai mare și complexitatea operațiunii în comparație cu inducție se datorează în primul rând metode simple și fiabile pentru a controla viteza, cuplu mare de pornire și capacitatea de suprasarcină decât motoarele de curent alternativ. Cea mai mare distribuție a motoarelor cu curent continuu a fost obținută în motoare care necesită o reglare profundă a vitezei de rotație (industria metalurgică, transport, etc.).
10.1.2. Componentele principale ale designului mașinii DC
Elementele structurale de bază ale mașini de curent continuu (Fig. 10.1) sunt placă de bază cu polii principali și suplimentare fixate la aceasta, cu o armătură rotativă de înfășurare și colectorul și aparatul perie. În mașinile de capacitate mică și medie, cadrul funcționează și ca o carcasă, la care sunt atașate picioarele pentru instalarea mașinii și o parte din firul mag. Se închide fluxul magnetic. În majoritatea mașinilor, cadrul este realizat din țevi din oțel masiv sau
Fig. 10.1. DC Motor Series 2P:
/ - tahogenerator; 2 - traversează; 3 - colector; 4 paturi; 5 - Ancora; 6 - polul principal; 7 - pol suplimentar;
Fig. 10.1. extensie
sudate din tablă din oțel structural. Într-o serie de mașini, patul este realizat dintr-o încărcătură.
Stâlpii principali și suplimentari sunt atașați la suprafața interioară a cadrului. Miezurile poliilor principali sunt masivi sau recrutați din foi de oțel cu grosimea de 1 - 2 mm. Miezurile polilor adiționali sunt de obicei masivi. Înfășurările de excitație sunt situate la poli principali (vezi § 4.10); MDS-urile lor creează fluxul de lucru al mașinii. Înfășurările polilor adiționali situați de-a lungul axelor transversale ale mașinii servesc la asigurarea comutării normale.
Miezul magnetic al armăturii este realizat din tablă de oțel electric. În mașinile cu putere redusă, miezul armăturii este montat direct pe arbore cu o cheie și fixat axial de umărul arborelui și de cheia circulară. De la capetele ancorei pentru a preveni pâlpâirea foilor în timpul funcționării, sunt instalate șaibe de presiune combinate cu suporturile de înfășurare.
Înfășurarea ancorelor (a se vedea punctul 4.7) are două straturi. În mașinile cu o putere de până la 15 - 20 kW sunt realizate dintr-un fir rotund și sunt așezate în caneluri semi-închise. Partea canelură este fixat înfășurare pene în fantă frontală - bandaje din bandă de sticlă sau din oțel nemagnetic fire, care le apăsați pentru a obmotkoderzhatelyam. În mașinile de mare putere, bobinele de înfășurare ale armăturii sunt înfășurate dintr-un fir dreptunghiular și puse în caneluri deschise. Fixarea de lichidare sau este aceeași ca și în mașini de capacitate mică, adică. E. Penelor în fantă și o porțiune sau frontală bandaje bandaje și canelura, iar în partea din față. Capetele de ieșire ale fiecărei secțiuni ale înfășurării sunt lipite în sloturile plăcilor colectoare.
Colectoare din cele mai multe mașini cilindrice de uz general. Colectorii de capăt sunt utilizați numai în anumite mașini cu putere redusă pentru scopuri speciale. Fiecare placă colector cilindric au o formă de pană, cu un unghi de înclinare la care placa de asamblat în inel, strâns adiacente reciproc și suprafețele laterale prinse de izolație micanită (Fig. 10.2). Cele mai răspândite colectori, în care plăcile sunt ținute într-o stare comprimată, cu metale push-conuri (Fig. 10.3) sau prin turnare în plastic (Fig. 10.4). În colectorii cu conuri de presiune, plăcile sunt fixate de mișcarea cofretei de presiune față,
Fig. 10.2. Poziția plăcilor colectoare în colectori cilindrici:
/ - plăcuța colectorului; 2 - izolație între plăci; P este forța de presiune a conurilor de presiune; P, este forța arcului
Fig. 10.3. Distribuitor cu conuri de împingere:
1 - conul de presiune față; 2 - plăci colectoare; 3 - hub colector; 4 - manșetă izolatoare; 5 - conul de retur înapoi
nus pe manșonul colectorului. Aceasta creează presiune pe partea inferioară a coșului de îmbinare a plăcilor și creează o întindere arcuită (a se vedea figura 10.2). Astfel de colectori se numesc arcuite. Plăcile colectoare cu distanțiere izolatoare situate între ele formează un inel monolit. Conurile de presiune sunt izolate de plăci prin plăcuțele în formă de micanit - manșete cu rezistență mecanică ridicată.
Colectorii din plastic sunt mai ușor de fabricat, dar datorită mecanismului mai puțin
Fig. 10.4. Colectorul pe plastic:
a este o vedere generală; b - variante ale plăcilor colectoare; 1 - plăci colectoare; 2 - carcasă din plastic; J - bucșa colectorului; 4 - inel de armare
Fig. 10.5. Designul principal al unui colector cu inele de giulgiu:
- izolația sub inelele de bandă; 2 - inele de înveliș; 3 - plăci colectoare; 4 - butuc colector
rezistența și fiabilitatea nu sunt utilizate în mașinile de mare putere.
În unele mașini de mare viteză, cum ar fi excitatoare de turbogeneratoare, din cauza unor forțe centrifuge mari care acționează asupra plăcii de colector, rezistența fixării lor, folosind dovetails nu este suficientă, iar placa colector este atașat la manșonul cu ajutorul inelelor de fixare externe (Fig. 10.5).
Mașini Perie instalate în colector portperiile, peria atașată la degete și pe fiecare deget al periei poate fi instalat pe mai multe suporturi și perii perie, interconectate în paralel. Numărul de perii și dimensiunile acestora sunt determinate de curentul nominal al mașinii. Numărul de degete pentru perii trebuie să fie egal cu numărul de poli ai mașinii. Motoare cu o înfășurare a undei
Ancora în absența unui loc pentru a instala un set complet de degete perie permite instalarea unui număr incomplet de degete perie, care este folosit în unele modele de motoare de tracțiune. Degetele pensulei sunt montate pe o traversă care permite o rotație la un unghi în jurul axei mașinii pentru a regla poziția periilor pe colector.
În ultimii ani, motoarele DC fără perii au devenit larg răspândite, în care un convertizor mecanic de curent - un colector cu o mașină de periat - este înlocuit cu un comutator de supape. Motoarele cu motoare au o gamă largă de reglări ale vitezei și nu prezintă dezavantaje asociate cu funcționarea contactelor culisante cu perii colectoare, caracteristice mașinilor de colectare DC.
10.1.3. Caracteristicile mașinilor de curent continuu
Caracteristicile mașinilor DC sunt determinate de sistemul de excitație: independent, paralel, secvențial sau mixt (Figura 10.6, a-d).
Cu un sistem de excitație independent, bobina de excitație este alimentată de la o sursă de curent alternativ extern, iar curentul de excitație este independent de modul de funcționare și de încărcarea mașinii. Generatoarele cu un sistem independent de excitație permit reglarea tensiunii de la zero la nominală. Schimbarea tensiunii cu sarcină crescătoare este determinată numai de acțiunea de demagnetizare a reacției armăturii și de creșterea căderii de tensiune pe rezistența lanțului de ancorare.
Curent de excitație paralel bobinaj generatoare auto-excitat variază în funcție de tensiunea la bornele generatorului și scade odată cu creșterea sarcinii datorită acțiunii demagnetizare reacție armătură, care, la rândul său, duce la o creștere suplimentară a căderii de tensiune. Datorită acestui fapt, scăderea nominală de tensiune a generatoarelor cu excitație paralelă este mai mare decât cea a generatoarelor cu excitație independentă.
La generatoarele cu sistem de excitație mixtă conform cu includerea la bobinele de stabilizare flux paralel și în serie, deoarece efectul demagnetizare reacției armătură este compensat pentru o schimbare în MDS secvențială înfășurare proporțională cu curentul de sarcină. Înfășurarea succesivă a unor astfel de mașini
Fig. 10.6. Sisteme de excitație pentru mașinile de curent continuu: a - independent; b - paralel; c - consecvent; r - amestecat
numită stabilizare. Căderea nominală de tensiune a generatoarelor cu înfășurare stabilizatoare este mică. Unele generatoare sunt realizate cu o înfășurare stabilizatoare, la care se asigură egalitatea! 7HM = (7X | X (unde 1 / X] X este tensiunea de ralanti).
Când înfășurările paralele și secvențiale de excitație sunt activate, tensiunea la bornele generatorului scade brusc pe măsură ce crește curentul de sarcină. Astfel de sisteme de excitație sunt utilizate în generatoarele de sudare DC.
La motoarele șunt efectul demagnetizare reacției armatură poate provoca o funcționare instabilă deoarece reducerea debitului cu creșterea sarcinii datorită acțiunii reacției la o armătură de rezistență totală redusă a lanțului de ancoră duce la o creștere a turației motorului. De aceea, în cele mai multe motoare și media tuturor motoarelor de mare putere montate în afară de excitație paralel secvențial înfășurare, fluxul magnetic de stabilizare și conferă stabilitate mecanică caracteristică (fig. 10.7, a).
Caracteristicile mecanice ale motoarelor cu excitație secvențială (Figura 10.7.6) au un caracter specific "căzut". Motoarele cu excitație secvențială sunt utilizate la acționări care necesită timpi mari de pornire și funcționare stabilă la viteze reduse de rotație.
Fig. 10.7. Caracteristicile mecanice ale motoarelor de curent continuu:
a - excitație mixtă; b - excitație consecutivă
10.1.4. Reglarea vitezei mașinilor de curent continuu
În general, viteza de rotație a motoarelor DC este dată de
unde U este tensiunea aplicată armăturii motorului; La este curentul de armătură; £ Da - suma rezistențelor armăturii și totul în serie
înfășurările incluse; Coeficientul CE, în funcție de datele de înfășurare a motorului; Ф este fluxul magnetic al mașinii.
Din expresia de mai sus că turația motorului la o sarcină constantă poate fi modificată reglarea tensiunii de alimentare U, în serie cu armătură rezistor suplimentar de reglare (schimbare £ .ra) și variația fluxului magnetic mașini (variație a curentului de excitație). În practică, se aplică toate cele trei metode de reglementare.
Reglarea vitezei de rotație prin schimbarea tensiunii aplicate întâmpină dificultățile asociate cu complexitatea preformării tensiunii DC. În acest scop, se utilizează fie convertoare de tensiune statice, fie alimentarea motorului de la un generator separat de curent continuu care permite o reglare netedă a tensiunii (sistem generator-motor). Astfel de sisteme sunt utilizate numai pentru anumite unități speciale care necesită reglarea vitezei unui program complex, de exemplu pentru motoarele principale ale laminoarelor.
Reglarea vitezei debitului este cea mai economică, deoarece pierderile din rezistențele de control incluse în acest scop secvențial cu înfășurarea excitației sunt mici datorită curentului de excitație scăzut.
Cu toate acestea, această metodă permite doar creșterea vitezei motorului în comparație cu cea nominală. O astfel de metodă de control este prevăzută pentru toate motoarele de curent continuu.
Includerea unui rezistor suplimentar în circuitul de armatură face posibilă reglarea fără probleme a vitezei de rotație, dar este asociată cu pierderi mari în reostatul de control, peste care trece curentul total de sarcină. Această metodă este utilizată, de exemplu, pentru a controla viteza motoarelor de tracțiune.
În sistemele moderne de reglare a vitezei de rotație a motoarelor de curent continuu se utilizează circuitele tiristorice care permit reglarea vitezei de rotație într-o gamă largă, în funcție de un anumit program. Senzorii de turație pentru feedback în timpul reglării pot fi amplasați pe arborele armăturii motorului (vezi figura 10.1).
10.1.5. Comutarea mașinilor cc
Trecerea de mașini de curent continuu, de exemplu, E. O schimbare a direcției actuale în secțiunile de lichidare la trecerea de la o secțiune la alta teren pol al armăturii., Ea apare atunci când pulsarea periile lor pe plăcile colectoare. La pornirea secțiunilor cu scurtcircuit,
Tabelul 10.1. Estimarea gradului de arc, sub marginea de rulare a periilor, în conformitate cu GOST 183-74
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: