Регулирование частоты вращения двигателя

     с последовательным (сериесным возбуждением). 

Регулирование напряжения.

а) Включение в цепь якоря регулировочного реостата.

С ростом R_рг, напряжение падает на входе двигателя и следовательно падает скорость.

 

Этот способ не экономичен, т.к  имеются большие потери, реостат громоздкий и дорогой.

 

б) включение нескольких двигателей в одну сеть.

 

 

 

в) частота вращения может регулироваться с помощью автотрансформатора.

 

 

1. Регулирование частоты с помощью изменения потока.

Уменьшение сопротивления шунта приводит к уменьшению тока возбуждения, а соответственно к уменьшению потока и увеличению частоты вращения “n”.

 

а)

Механическая характеристика для ослабления возбуждения (а).

Рубильник 2 разомкнут, рубильник 1 включён.

 

 

б) Усиление возбуждения. 2 рубильник включён, 1 рубильник выключен.

 

Из двух вариантов, предпочтительнее вариант (а). Он экономичен из-за того, что потери на возбуждение невелики. Вариант (б) используется редко, т.к большие потери в сопротивлении, реостат громоздкий и дорогой.

 

в) Секционирование обмотки возбуждения

 

При секционировании часть витков отключается, поток уменьшается, а частота растёт.

 

Изменение направления вращения.

1. Поменять местами концы обмотки возбуждения(поменять полярность).
2. Изменить направление тока в якоре.

 

а)

б) 

в) 

 

Бесколлекторные двигатели постоянного тока.

Вентильные двигатели)

В этих машинах щёточно-коллекторный узел заменён полупроводниковым коммутатором, т.е выполняющим те же функции – переключение тока в секции якоря при переходе их из зоны действия полюса одной полярности в зону действия другой полярности. (необходимо, чтобы вращающий момент, создаваемый током, протекающим в секции, всегда сохранял одно и то же направление).

 

ПК – полупроводниковый коммутатор

Д – двигатель

ДП – датчик положения ротора

 

Рис.2 Обращённый двигатель:  полюс, щётки, вал – вращаются, а коллектор и обмотка якоря – неподвижны.

 

Рис. 3 Вентильный двигатель

Для поочерёдного включения с 1 по n, в зависимости от узла включения полюсов, в двигателе предусмотрены специальные приборы: датчики углового положения ротора.

Для вентильного двигателя Рис.3 для того же момента времени, что и на Рис.2, ток в обмотку якоря поступает через открытые ключи 1-й и n-й. Остальные ключи в это время будут закрыты. Распределение тока по ОЯ имеем такое же как и на Рис.2. При повороте ротора, секция 1 перейдёт в зону действия нижнего полюса. Ключи 1 и n закроются, а откроются 2 и n+1. 

В большинстве случаев обмотку якоря вентильного двигателя нецелесообразно выполнять с таким же большим числом секций, как у коллектора. С уменьшением числа секций, уменьшается число полупроводниковых приборов, уменьшаются размеры и цена.

 

Рис.4 Схема с одинарными ключами и 3-х секционной обмоткой якоря.

 

 

               

Трансформаторы.

Трансформаторы – это электромагнитные устройства с двумя или несколькими обмотками, предназначенные для преобразования первичной системы переменного тока во вторичную системы той же частоты, но имеющую другие характеристики.

Трансформаторы используются для:

1. Для передачи и распределения электроэнергии.

Передача  при напряжении генератора 6-24 кВ: 110,220,330,400,500 и 750 кВ

Распределение: 220,110,35,20,10,6 кВ

Потребление: 220,380, 660 В

1. Для обеспечения нужной схемы включения полупроводниковых преобразователей.
2. Для технологических целей(сварка, питание электротермических установок, итд.)
3. Для питания теле- и радиоаппаратуры, устройств связи и автоматики.
4. Измерительные трансформаторы.

Трансформаторы бывают:

Однофазные             

Трёхфазные

· Двухобмоточные

· Многообмоточные

ü Сухие

ü Масляные

 

Устройство трансформатора:

 

;

1 – стержень

2 – ярмо

 - сопротивление нагрузки

 - поток рассеяния

W₁ – число витков 1 обмотки

W₂ – число витков 2 обмотки

 

 

Принцип действия:

При подключении первичной обмотки к сети переменного напряжения, по ней будет протекать переменный ток, который будет создавать поток. Поток будет замыкаться по магнитопроводу, пересекая контуры первой и второй катушек и наводя в них ЭДС, мгновенные значения которых можно представить в виде:

 

(1)

Если ко второй обмотке подключить нагрузку, то по ней будет протекать ток. Если первичное напряжение и ток синусоидальны, то пренебрегая насыщением магнитопровода, можно считать синусоидальным и поток.

 

(2),

тогда     

          (3)

Из (3) видно, что ЭДС отстаёт по фазе от потока на 90 градусов.

Действующие значения ЭДС представляются следующим образом:

 

Для понижающего трансформатора >

Для повышающего трансформатора <

Коэффициент трансформации

 

Если вторичная обмотка замкнута на нагрузку, то вместе с напряжением, в трансформаторе преобразуется и ток, но мощность остаётся приблизительно неизменной.

 

 

 

               Уравнения трансформаторов.

Параметры первичной стороны трансформатора:

 

 Параметры вторичной стороны трансформатора:

   

 

Уравнений, описывающих работу трансформатора всего три:

1. Уравнение равновесия ЭДС на первичной стороне:

  или  где

1. Уравнение равновесия ЭДС на вторичной стороне:

  или

1. Уравнение намагничивающих сил.

 

 

 

(а)

 

Закон Ома для электрической цепи:

Для магнитной:

 

Принимая во внимание, что , 

 

 - основной максимальный поток не зависит от нагрузки, т.к напряжение  во всём диапазоне нагрузки остаётся неизменным.

(б)

 

Или

 

Эти же уравнения в приведённой форме:

 

 

где ;  ; ;

Приведённый трансформатор – это такой трансформатор, у которого

Цель приведения – упрощение анализа процессов в трансформаторах.

Приём:

Условие приведения: соблюдение закона сохранения энергии.

 

; ;

;        ;           

 

; ;          

 

Приведённое равно неприведённому, умноженному на коэффициент трансформации в квадрате.

 

                   

Схема замещения.

T-образная схема замещения. В этой схеме магнитная связь заменена на электрическую, все параметры постоянные, кроме . Для определения параметров используют опыт ХХ и КЗ.

 

Опыт ХХ (холостого хода):

Определяют:

1. Коэффициент трансформации

2. Потери холостого хода (потери в стали)

3. Параметры намагничивающего контура

 

Схема опыта:

 

Уравнения:

                                

 

 

Учитывая, что в трансформаторах ток холостого хода , то потерями на этом участке можно пренебречь. Считаем, что   и , получаем:

 

 ;  ; ;

 

Опыт КЗ:

Определяют:

1. Напряжение короткого замыкания Uкз
2. Потери в меди
3. Параметры короткого замыкания

 

 

 

 

Здесь ;

 

Преобразуем уравнение в более удобный вид:

 

, где

 

По ГОСТу

Напряжение КЗ имеет 2 составляющие: 

Активную:         - катет ВС

И реактивную:   - катет AB

С помощью Uкз можно определить ток КЗ, который будет иметь место при эксплуатационном КЗ, совершающийся при полном напряжении на первичной стороне.

 

Ток КЗ определяется так:

 

;

 

Треугольник КЗ ABC используют для определения напряжения на вторичной стороне при различных характерах нагрузки.

 

Пусть дано:

 

Найти:

 

 

 

Чтобы найти напряжение на вторичной стороне при изменяющимся характере нагрузки ∆ABC перемещают параллельно самому себе так, чтобы его вершина А всегда оставалась на годографе для U₁, катеты ориентировались правильно по току, пока вершина С не попадёт на заданный луч φ₂.

 

---

Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 390; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!