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 rotație a armăturii este conectată la un circuit extern. La rotirea armăturii între perii și B este o mare emf permanent E. egal cu valoarea de EMF induse în toate înfășurări serie conectate înfășurări armături care sunt conectate între periile. Pentru alimentarea tensiunii maxime de la bobina armăturii la circuitul extern, acest circuit trebuie conectat la două puncte ale înfășurării armăturii, dintre 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. prin urmare, 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 de distribuție ale inducției de-a lungul circumferinței armăturii și tensiunile κ de-a lungul colectorului
În cazul în care un substitut pentru 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 colectoare adiacente. Dacă vom neglija căderea de tensiune în colaci, tensiunea Uc dintre plăci colectoare învecinate 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 inducerea Bx în punctul corespunzător al întrefierului, astfel încât curba de distribuție de-a lungul colectorului de tensiune circumferențial uk între plăcile adiacente similare Bx = f (x) inducerea curbei de distribuție în întrefier (fig. 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 trecerea de la o placă de colector la alta, tensiunea Ux variază treptat, dar pentru un număr suficient de mare de plăci de colector, această dependență poate fi înlocuită cu o curbă netedă. Potențiale curba Nye este o curbă integrală în raport cu câmpul magnetic Bx = f (x), deoarece câmpul magnetic este proporțională cu curba suprafață suma EMF induse în toate înfășurări, care sunt conectate între schetkamiA Ub (vezi. Fig. 8.10). Cea mai mare tensiune dintre plăcile și celulele colectoare vecine are loc acolo unde curba potențială are cea mai mare pantă.
Fig. 8.12. Curba distribuirii inducției 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. Dacă periile se deplasează de la 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 tuturor conductorilor 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. În prezent se folosesc în principal ancore de tip tambur, în care conductorii sunt așezați în două straturi în caneluri situate pe suprafața exterioară a ancorei (figura 8.13a). Pentru ca EMF indusă pe cele două laturi ale fiecărei roți să fie pliată, laturile sale ar trebui plasate sub poli 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, pasul principal al înfășurării ar trebui să fie aproximativ egal cu diviziunea de pol # 964;
Fig. 8.13. Scheme de aranjare pentru firele de înfășurare la ancora de tip tambur (a și b) și circuitul de înfășurare cu strat dublu 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 buclei 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, acestea sunt întotdeauna reprezentate ca secțiuni cu o singură direcție. Cu o înfășurare cu 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 primară sau prima înfășurare parțială) ar trebui să fie aproximativ egală cu diviziunea de pol # 964; Când. y1 = # 964; pasul se numește diametral; la y1<τ — укороченным; при y1> # 964; - alungită.
Simplu bucle de lichidare. Când simplă secțiune de înfășurare buclă atașată la plăcile colectoare adiacente (Fig. 8.14, a) .Pentru efectueze înfășurarea trebuie să cunoască rezultantă pasul y (fig. 8.14, b) etape parțiale prima și a doua y1 y2 și un pas pentru yk multiple. 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 părți ale fiecărei secțiuni; al doilea pas parțial este distanța dintre partea de capăt a 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 din diviziunile colectorului dintre 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. Vedere generală a înfășurării buclei (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, atunci când înfășurările sunt executate, luați yk = +1 (înfășurare nerecuperată), deoarece în acest caz, consumul de sârmă de înfășurare este puțin redus.
Într-o simplă bobină, secțiunile situate sub fiecare pereche de poli formează două ramuri paralele. În fiecare dintre ramificațiile paralele este secțiunile Sb = S / (2p), deci numărul ramificațiilor paralele în întreaga bobină
Condiția 2a = 2p exprimă proprietatea de bază a unei bucle simple de înfășurare: cu cât numărul de poli este mai mare, cu atât sunt mai multe ramificații paralele pe care le are bobinajul. De aceea, cu atât mai multe degete ar trebui să fie în mașină. Prin urmare, o înfășurare simplă a buclei este numită adesea paralelă.
În Fig. 8.16, a arată dispunerea periilor într-o mașină cu patru poli și ramurile paralele rezultate. Într-o Colectori mașină reală 1, 2 sunt deplasate în raport cu secțiuni conectate la acesta cu jumătate din teren pol, astfel încât periile sunt aranjate de-a lungul axelor principale polilor, iar secțiunea conectată la acesta - (. Figura 8.16, b) la OA neutru geometric.
În Fig. 8.17 și, de exemplu, este prezentată înfășurarea cu buclă a unei mașini cu patru poli, iar în fig. 8.17, b este circuitul său echivalent care prezintă secvența de conectare a secțiunilor individuale ale înfășurării buclei și a ramurilor paralele formate. .. Numerele 1, 2, 3, etc. denote conductorii activi aflate în stratul superior I prin numerele 1 „2' , 3“ - situată în stratul inferior de înfășurare.
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: