Принцип выполнения обмоток якоря реферат

Обновлено: 02.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ЯКОРНЫХ ОБМОТОК

Обмотка якоря состоит из отдельных секций, которые укладываются в 2 слоя в пазы сердечника якоря, причем сторона одной секции укладывается в верхний слой, а сторона другой секции – в нижний слой.

Если каждый слой паза содержит по одной стороне секции, то такой паз называется элементарным Z _Э

В реальных машинах каждый слой содержит чаще всего несколько сторон секций, т.е. считается, что реальный паз состоит из нескольких элементарных пазов

Перед укладкой в паз все секции покрывают общей изоляцией, в результате чего образуется катушка якорной обмотки.

По геометрической форме секций и способу их соединения между собой их подразделяют на петлевые, волновые и комбинированные. В свою очередь петлевые и волновые обмотки подразделяют на простые и сложные.

Обмотки изображаются в виде развертки. Последовательность соединения секций между собой и с коллекторными пластинами задается обмоточными шагами.

Простая петлевая обмотка

Сторона секции, лежащей в верхней части паза, изображается сплошной линией и называется начальной стороной.

Сторона секции, лежащей в нижней части паза, изображается пунктирной линией и называется конечной стороной

У ₁ - первый частичный шаг. Он равен расстоянию между сторонами секции. Этот шаг определяет ширину секции

.У ₂ - второй частичный шаг. Он равен расстоянию между конечной стороной данной секции и начальной стороной секции, следующей секцией,с которой она должна быть соединена

У – результирующий шаг. Он равен расстоянию между началами секций, следующих друг за другом согласно схеме соединения

У _к – шаг обмотки по коллектору. Он равен расстоянию между точками подсоединения выводов секции к коллектору.

Шаг У ₁ выбирается т.о., чтобы начало и конец секции располагались под полюсами разной полярности, т.е., чтобы ширина равнялась полюсному делению τ, выраженному в элементарных пазах, приходящихся на 1 полюс. Тогда при вращении якоря ЭДС, наводимые в сторонах секции, будут иметь противоположные направления, а внутри секции они будут суммироваться.

Шаг У ₁ равен целому числу и определяется по формуле

Z _э – число элементарных пазов

2р – число полюсов

ԑ– правильная дробь, при которой У ₁ равен целому числу. Чаще всего число ԑ принимают отрицательным, т.к. в этом случае уменьшается расход провода на обмотку.

Если У ₁ = τ, то шаг обмотки называется полным или диаметральным. Если

У ₁ τ, то обмотка имеет укороченный шаг.

Простую волновую обмотку получают последовательным соединением секций, начала которых лежат под следующими друг за другом одноименными полюсами.

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГЕНЕРАТОРОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Под параллельной работой понимается работа нескольких генераторов на общую нагрузку. Необходимость в параллельной работе возникает при переменном характере нагрузки, когда она меняется в течение суток или времен года, а также для повышения надежности электроснабжения потребителей.

Если выбрать генератор исходя из максимально возможной нагрузки, то в часы снижения нагрузки генератор будет работать недогруженным. КПД генератора при небольших нагрузках гораздо ниже оптимального, поэтому работа генератора при нагрузках, значительно меньших номинальных, неэкономична.

В этом случае целесообразно установить несколько генераторов и в зависимости от нагрузки включить то или иное их количество на параллельную работу. При этом можно обеспечить работу каждого генератора с нагрузкой, близкой к номинальной, с высоким КПД.

Установка одного генератора имеет еще и тот недостаток, что при выходе его из строя полностью прекращается питание нагрузки. Этот недостаток отсутствует при параллельном включении нескольких генераторов. Иногда к параллельной работе генераторов прибегают и в том случае, когда мощность нагрузки превышает предельную мощность генераторов.

Предположим, что первый генератор подключен к шинам и нагружен током I ₁ . Напряжение на шинах равно U . Включение на параллельную работу второго генератора должно быть произведено так, чтобы не нарушался режим работы сети, т.е. чтобы при включении генератора не возникали в ней большие толчки тока и напряжения. Для осуществления этого необходимо выполнить два условия:

1) ЭДС Е ₂ подключаемого генератора должна быть равна напряжению сети U . При этом ток в якоре генератора после его включения в сеть будет равен

Достигнуть равенства E ₂ = U можно, изменив ток возбуждения I _в2 у подключаемого генератора. Контроль этого условия производится поочередным измерением напряжения в сети и на выводах генератора;

равный току короткого замыкания на выводах машины. Напряжение на шинах при этом U=0 . Ток I _к может вызвать повреждение генераторов.

Проверку соответствия полярности можно произвести двумя способами:

1) с помощью вольтметра магнитоэлектрической системы. Направление отклонения стрелки этого прибора зависит от полярности подведенного к нему напряжения. Если измерить вольтметром напряжение в сети, а затем на соответствующих выводах генератора, то отклонение стрелки прибора в одну и ту же сторону будет свидетельствовать, что полярности одинаковые;

2) подключением вольтметра к выводам одного ножа рубильника . Другой нож этого рубильника должен быть замкнут. При соответствии полярностей генератора и сети показание вольтметра равно нулю, а при несоответствии - 2U . При несоответствии полярностей следует поменять между собой выводы генератора или сети, подходящие к рубильнику.

Если выполнены условия включения генератора на параллельную работу, то у подключенного генератора ток равен нулю. Теперь требуется часть нагрузки с первого генератора перевести на второй - подключенный. При этом необходимо сохранить напряжение на шинах неизменным ( U = const ). Токи нагрузки генераторов равны

Для того чтобы произвести перераспределение токов при U = const , необходимо изменить ЭДС Е ₁ и Е ₂ путем воздействия на цепи возбуждения генераторов. Для увеличения нагрузки генератора его ток возбуждения следует повышать, а для уменьшения нагрузки - снижать. В нашем случае для перевода части нагрузки с первого генератора на второй необходимо I _в1 снижать, а I _в2 -повышать. Перераспределение нагрузки можно было бы осуществить путем воздействия только на ток возбуждения одного из генераторов, но в этом случае напряжение на шинах не будет оставаться постоянным. Если в процессе работы из-за спада нагрузки потребуется один из генераторов отключить, то для этого предварительно следует его ток нагрузки перераспределить между другими работающими генераторами и только тогда, когда он станет равным нулю, произвести отключение. При переводе нагрузки следует иметь в виду, что из-за малых сопротивлений цепи якоря генераторов небольшие изменения токов возбуждения (а следовательно, и ЭДС) могут вызвать значительные изменения токов нагрузки. Поэтому при переводе нагрузки токи возбуждения следует регулировать плавно, контролируя изменение токов в цепях якорей.

Все сказанное справедливо и для генераторов смешанного возбуждения. Однако параллельная работа генераторов смешанного возбуждения при согласном включении обмоток имеет свои особенности.

При параллельном включении генераторов смешанного возбуждения возможна неустойчивая работа генераторов, которая заключается в произвольном колебании тока в цепях их якорей. Происходит это по следующим причинам. Известно, что ЭДС генератора пропорциональна частоте вращения и магнитному потоку Ф, а ток якоря равен I _a = (E-U)/R _a . Если, например, частота вращения якоря первого генератора мгновенно повысится, то это вызовет увеличение ЭДС, а следовательно, и тока якоря этого генератора . Возросший ток якоря, протекая по последовательной обмотке возбуждения, увеличит магнитный поток машины, что приведет к еще большему увеличению ЭДС и тока якоря. Это в свою очередь вызовет дальнейшее увеличение ЭДС и т. д. В результате этого первый генератор будет воспринимать на себя все большую нагрузку, разгружая при этом второй генератор. Сильное увеличение нагрузки первого генератора повлечет за собой уменьшение частоты вращения сочлененного с ним первичного двигателя, вследствие чего процесс пойдет в обратном направлении: первый генератор будет разгружаться, а второй, наоборот, нагружаться. Таким образом, может возникнуть колебательный процесс переброски нагрузочного тока с одного генератора на другой.

Чтобы исключить появление колебательного процесса, в схему включения генераторов на параллельную работу добавляют уравнительный провод ab (рис. 24), которым объединяют точки соединения последовательных обмоток возбуждения с обмотками якоря.

При наличии уравнительного провода последовательные обмотки возбуждения генераторов оказываются включенными параллельно друг другу, поэтому при увеличении тока якоря одного из генераторов ток будет распределяться между последовательными обмотками обратно пропорционально их сопротивлениям. При этом увеличиваются ЭДС и ток как одного, так и другого генератора и колебательного процесса происходить не будет.

При наличии уравнительного провода параллельная работа генераторов смешанного возбуждения при согласном включении обмоток протекает так же, как и других генераторов. Для улучшения работы по такой схеме сопротивление уравнительного провода следует брать минимально возможным.

Читайте также: