Процессы коммутации тока в дпт

Устройство и принцип действия трансформатора

устройство, состоящее из стального сердечника и двух обмоток. При подаче в первичную обмотку переменного напряжения, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС той же частоты. Если ко вторичной обмотке подключить некоторый электроприемник, то в ней возникает электрический ток и на вторичных зажимах трансформатора устанавливается напряжение, которое несколько меньше, чем ЭДС и в некоторой относительно малой степени зависит от нагрузки. Отношение первичного напряжения ко вторичному (коэффициент трансформации) приблизительно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток.

Электромагнитные процессы в трансформаторах

При подаче на первичную обмотку напряжения по ней начинает протекать ток и возникает магнитное поле, часть его замыкается на магнитопроводе и часть рассеивается. Магнитный поток наводит эдс на обейх обмотках. При появлении нагрузки на вторичной обмотке в ней начинает протикать ток и появляется свое магнитное поле которое в свое время также воздействует на певичную обмотку. Получается взаимоиндукция.

Приведенный трансформатор схема замещения трансформатора

Количество витков равно w1=w2 , e`2=e1, ϕ1=ϕ`1,ϕ2=ϕ`2,

Схема замещения трансформатора управление напряжений и эдс

Если количество витков первой и второй обмоток различно, то вторичную обмотку необходимо привести к первичной, т.е. заменить реальный трансформатор на приведенный. Для этого следует вторичное напряжение и ЭДС увеличить в k раз.

Схема замещения трансформатора опытное определение параметров схемы замещения

Для определения параметров схемы замещения трансформатора проводят его испытания в режиме холостого хода и опытного короткого замыкания. Схема опыта холостого хода приведена на рис.1 . Первичную обмотку подключают на номинальное напряжение и измеряют ток холостого хода I0 , мощность P0, напряжение на разомкнутой вторичной обмотке U20 .

В этом опыте вторичная обмотка замыкается накоротко, а на первичной обмотке с помощью регулятора устанавливают такое напряжение U1k, при котором ток в первичной обмотке равен номинальному I1k = I1н. Величина U1k имеет весьма важное эксплуатационное значение и всегда указывается на щитке трансформатора. Обычно она указывается в процентах от номинального напряжения и для однофазных трансформаторов составляет 3%…15%.

Векторная диаграмма трансформатора на холостом ходу и при коротком замыкании

Векторная диаграмма трансформатора при нагрузке

Потери кпд трансформатора номинальные величины

Коэффициент полезного действия. Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение отдаваемой мощности Р₂к мощности Р₁:

или

(3-22)

где ΔР—суммарные потери в трансформаторе.

(3-37)

Эта формула рекомендуется ГОСТом для определения КПД тр

ансформатора.

Схема замещения трансформатора изменение напряжения

Изменение вторичного напряжения. Изменение вторичного напряжения определяют в процентах

При коротком замыкании в обмотках трансформатора протекают токи, вызывающие потери активной и реактивной мощности. Одновременно они создают активные и реактивные падения напряжения, в геометрической сумме равные напряжению короткого замыкания u_к: u_к = u_а + u_р, где u_а — активное, u_р — реактивное падение напряжения в обмотках или, как их еще называют, — активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания. Действительно, падение напряжения в самом трансформаторе неизбежно уменьшает напряжение U2, причем это уменьшение, оказывается, зависит от составляющих uк и коэффициента мощности, т. е. cosφ2 нагрузки.

Параллельная работа трансформаторов. Условия выбора трансформаторов

- это соответствие фазировки двух трансформаторов. При несоблюдении этого условия, и включении их на одни шины произойдет междуфазное короткое замыкание. Вторым условием, является равенство первичных и вторичных напряжений.: нельзя включить трансформатор на напряжение, которое не соответствует его классу изоляции.

схемы и группы соединения трансформаторов

звезда и треугольник

опыт хх и кз трансформатора напряжение короткого замыкания

Напряжение, которое надо приложить к одной из обмоток (при другой короткозамкнутой), чтобы в обмотках установились номинальные токи I₁ и I₂, называют напряжением короткого замыкания и обозначают U_K. Напряжение короткого замыкания обычно выражают в процентах от первичного напряжения U₁: Опыт короткого замыкания производится при пониженном первичном напряжении, величина которого определяется из следующих соображений. чем больше uK, тем меньше ток короткого замыкания, следовательно, медленнее растет температура обмоток, по которым течет этот ток, и тем меньше опасность разрушительных механических усилий. В то же время чем больше uK, тем больше рассеяние, что увеличивает потери в конструкции и падение напряжения в обмотках. Следствием этого является снижение кпд и отдаваемой трансформатором мощности.

устройство и принцип действия машин постоянного тока характеристики

Вращающаяся часть машины состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря и коллектора . Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора. На коллектор наложены две неподвижные щетки , с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью. Основной магнитный поток создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов. Характеристика холостого хода Е=f(iв) при I=0 и n=const определяет зависимость ЭДС или напряжения якоря от тока возбуждения. Характеристика снимается экспериментально. Регулировочные характеристики. Зависимости тока возбуждения Iв от тока нагрузки Iа при неизменных напряжении U, угле φ и частоте f1 называют регулировочными характеристиками (рис. 6.29). Они показывают, как надо изменять ток возбуждения генератора, чтобы поддерживать его напряжение неизменным при изменении тока нагрузки.

обмотки якоря простые и сложные петлевые, волновые. принцип выполнения

Схемы одновитковой (а) и многовитковой .При простой волновой обмотке секции, лежащие под разными полюсами, соединяют последовательно .

При простой петлевой обмотке каждую секцию присоединяют к соседним коллекторным пластинам.

Сложные обмотки.

параллельно-последовательная обмотка, применяемая в некоторых тяговых генераторах. Она представляет собой комбинацию простой петлевой 1 (рис. 103, а) и многоходовой волновой 2 обмоток. Обе обмотки уложены в одни и те же пазы и имеют общие коллекторные пластины. Для равенства э. д. с. параллельных ветвей, образуемых петлевой и волновой обмотками, число параллельных ветвей этих обмоток должно быть одинаково. Параллельно-последовательную обмотку выполняют в четыре слоя (рис. 103,б), так как в пазы якоря закладывают две двухслойные обмотки. Эта обмотка получила название «лягушачья» из-за формы свой якорной катушки (рис. 103, в). Рассматриваемая обмотка не требует уравнительных соединений, что выгодно отличает ее от других обмоток. Возможность уменьшения напряжения, действующего между соседними коллекторными пластинами, вдвое по сравнению с простыми обмотками является важным преимуществом параллельно-последовательной обмотки.

Реакция якоря мпт. Виды реакций якоря

Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, создаваемого током якоря, на магнитное поле главных полюсов.

Поперечная реакция якоря. При установке щеток на геометрической нейтрали 1-1 (рис.5-10,б) поле якоря направлено поперек оси полюсов, и в этом случае оно называется полем поперечной реакции якоря.

Продольная реакция якоря. Если щетки сдвинуты с геометрической нейтрали на 900 (рис.5-12), то поле якоря действует вдоль оси полюсов и называется полем продольной реакции якоря. Это поле в зависимости от направления тока в якоре оказывает на поле полюсов намагничивающее или размагничивающее действие, и в результате его взаимодействия с полем полюсов электромагнитный момент не возникает. Индуктируемая при вращении якоря ЭДС на щетках будет в этом случае так же равна нулю.

Реакция якоря при сдвиге щеток с геометрической нейтрали. В этом случае окружность якоря с обмоткой можно разделить на четыре зоны (рис.5-13). Две из них охватывают стороны секций в пределах угла 2 а и образуют продольную МДС Fad = (2α/π)A, а две другие охватывают стороны секций в пределах угла (π — 2α) и образуют поперечную МДС F =(π-2α)А/π.

Результаты смещения магнитного поля. Смещение физической нейтральной линии вызывает нежелательные последствия, приводящие к ухудшению работы генератора: Ø уменьшается ЭДС, так как щетки оказываются установленными в точках, между которыми разность потенциалов не максимальная;

процессы коммутации тока в дпт

Коммутацией называется процесс изменения направления тока в секциях при их переходе из одной параллельной ветви в другую.

Для расчета этого тока воспользуемся схемой рис. 6.16. Процессы в этой схеме описываются уравнениями Кирхгофа

Решая эту систему уравнений относительно тока i, получим

где .
С помощью этого уравнения можно выявить влияние различных факторов на ток коммутации.
Пусть , тогда изменение тока i будет происходить только в результате изменения сопротивлений щеточного контакта и :
.

Устройство и принцип действия мпт пв

поэтому устройство двигателя и генератора одинаково, но они обладают отдельными конструктивными особенностями, назначение которых различное. Поэтому применяют их в одной и той же функции – нельзя. Реакцией якоря называют воздействием магнитного поля якоря на поле полюсов в работающей машине. В этом режиме электрический ток проходит как по обмотке возбуждения, так и по обмотке якоря. Следует создавать два взаимно перпендикулярных магнитных потока. Результирующий магнитный поток искривляется, его величина уменьшается, а следовательно уменьшается и ЭДС. Обмотка возбуждения В этого генератора включена последовательно с нагрузкой (рис. 7-14), поэтому ток возбуждения равен току нагрузки. При сохранении схемы включения обмотки якоря с обмоткой возбуждения у этого генератора может быть снята только внешняя характеристика (рис. 7-15, линия 2). В начальной части характеристики напряжение на зажимах генератора изменяется почти пропорционально току нагрузки, так как магнитный поток и э. д. с. увеличиваются пропорционально току в обмотке возбуждения. При значениях тока, близких к номинальному, напряжение остается почти постоянным и при дальнейшем увеличении тока напряжение уменьшается, так как магнитный поток вследствие насыщения не увеличивается, а реакция якоря и падение напряжения в цепи якоря продолжают расти.

Устройство и принцип действия мпт св

поэтому устройство двигателя и генератора одинаково, но они обладают отдельными конструктивными особенностями, назначение которых различное. Поэтому применяют их в одной и той же функции – нельзя. Реакцией якоря называют воздействием магнитного поля якоря на поле полюсов в работающей машине. В этом режиме электрический ток проходит как по обмотке возбуждения, так и по обмотке якоря. Следует создавать два взаимно перпендикулярных магнитных потока. Результирующий магнитный поток искривляется, его величина уменьшается, а следовательно уменьшается и ЭДС. Генераторы смешанного возбуждения имеют две обмотки возбуждения. Обмотка ОВ1 включена параллельно, а ОВ2 – последовательно с нагрузкой (рис. 1.23). Обе обмотки намотаны на одни и те же полюсы и их магнитные потоки направлены согласно или встречно. В большинстве случаев обмотки включаются согласно, причем МДС параллельной обмотки преобладает. С ростом нагрузки напряжение остается близким к постоянному (рис. 1.24, кривая 2) или немного возрастает (кривая 3). Подобные характеристики наиболее благоприятны для потребителей, требующих постоянного напряжения. Если последовательная обмотка включена встречно, то при возрастании нагрузки ЭДС и напряжение генератора будут резко падать.

Регулировочная характеристика.

Потери мощности в мпт. Кпд

виды потерь мощности: Потери мощности в сопротивлениях цепи якоря: ΔРя = Iя2rя. Как видно, потери мощности ΔРя зависят от нагрузки машины. Потери мощности в стали ΔРc, вызванные вихревыми токами и перемагничиванием магнитопровода якоря при его вращении. Частично эти потери возникают из-за вихревых токов в поверхностном слое полюсных наконечников, вызванных пульсацией магнитного потока при вращении якоря. Механические потери мощности ΔРмех , причиной которых является трение в подшипниках, щеток о коллектор, вращающихся частей о воздух. Потери мощности в цепи параллельной или независимой обмотки возбуждения: ΔРв = UвIв = Iв2rв. Потери ΔРс, ΔРмех , ΔРв при изменении нагрузки машин меняются незначительно, вследствие чего их называют постоянными потерями мощности. КПД машин постоянного тока η = P2/P1, где Р2 — полезная мощность машины (у генератора — это электрическая мощность, отдаваемая приемнику, у двигателя — механическая мощность на валу); Р1 — подводимая к машине мощность (у генератора — это механическая мощность, сообщаемая ему первичным двигателем, у двигателя — мощность, потребляемая им от источника постоянного тока; если генератор имеет независимое возбуждение, то P1 включает в себя также мощность, необходимую для питания цепи обмотки возбуждения). Зависимость КПД машин постоянного тока от полезной мощности η = P2/(P2 + ΣΔP).

Механические и регулировочные характеристики дпт

Уравнения электромеханической ω=f(I я) и механической ω=f(M эм.) характеристик могут быть найдены из уравнения равновесия ЭДС и напряжений для якорной цепи двигателя, записанного на основании второго закона Кирхгофа: U я=E я+I я)(R я+R д), где R я – активное сопротивление якоря. Преобразуя , получим уравнение электромеханической характеристики ω=(U я-I я(R я+R д))/kФ. ток якоря I я=M эм./kФ преобразуется в уравнение механической характеристики: ω=Uя/ kФ – ( R я+ R д)/( kФ) 2)Mэм.

Регулирование скорости.

Угловую скорость двигателя при неизменном моменте сопротивления можно регулировать тремя способами: 1)якорным – изменением напряжения на обмотке якоря Uя; 2)полюсным – изменением магнитного потока возбуждения Фв; 3)реостатным – изменением добавочного сопротивления Rд в цепи якоря. При реостатном способе через реостаты Rд (см. рис. 5.19) должен длительно пропускаться значительный ток, что вызывает большие потери мощности, поэтому данный способ неэкономичен и применяется редко

Пуск, способы пуска дпт

В соответствии с уравнением равновесия моментов условием пуска двигателя является неравенство Мп >Мст. Если это условие выполняется, то при включении двигателя в сеть ротор приходит в движение и разгоняется до установившегося режима. Ввиду того, что ротор обладает моментом инерции, разгоняется он не мгновенно – нарастание скорости происходит по закону, близкому к экспоненте. Пуск двигателя постоянного тока осложняется тем, что при ω=0 ЭДС Eя=0 и пусковой ток якоря Iяп= Uя/ Rя может в 10 – 20 раз превышать номинальный ток, что опасно как для двигателя, так и для источника питания. Поэтому важнейшими показателями пускового режима являются кратность пускового тока Kiп= Iп/ Iном и кратность пускового момента Кмп= Мп/ Мном. При пуске необходимо обеспечить требуемую кратность пускового момента при возможно меньшей кратности пускового тока. Прямой пуск применяют обычно при кратности пускового тока K iп. При большем значении Kiп применяют способы пуска, обеспечивающие снижение тока Iяп либо за счет подачи пониженного напряжения на обмотку якоря, либо за счет введения добавочного сопротивления в цепь якоря. Первый способ применяется в основном при работе двигателей в системах автоматического регулирования с якорным способом управления. Второй способ, называемый реостатным, распространен наиболее широко в нерегулируемом приводе. Сопротивление пускового реостата Rп= Rд выбирают таким, чтобы ограничить Iяп до (1,4 – 1,8) Iя.ном у двигателей средней мощности и до (2,0 – 2,5) Iя.ном у двигателей малой мощности. По мере разгона якоря ток якоря уменьшается и пусковой реостат постепенно выводится.

Регулирование скорости.

Угловую скорость двигателя при неизменном моменте сопротивления можно регулировать тремя способами: 1)якорным – изменением напряжения на обмотке якоря Uя; 2)полюсным – изменением магнитного потока возбуждения Фв; 3)реостатным – изменением добавочного сопротивления Rд в цепи якоря. Регулировочные характеристики двигателей независимого возбуждения при якорном и полюсном способах управления будут подробно рассмотрены в разделе исполнительных двигателей. При реостатном способе через реостаты Rд должен длительно пропускаться значительный ток, что вызывает большие потери мощности, поэтому данный способ неэкономичен и применяется редко.

Способы возбуждения гпт

Генератор параллельного возбуждения. Отличительной особенностью генераторов с самовозбуждением является то, что для возбуждения машины не требуется внешний источник. Принцип самовозбуждения рассмотрим на примере генератора параллельного возбуждения (рис.5.13, а) в режиме х.х. Самовозбуждение генератора начинается при выполнении двух условий: а) в машине имеется поток остаточного намагничивания Фост; б) полярность включения обмотки возбуждения и направления вращения якоря таковы, что возникающий ток возбуждения создает магнитный поток, направленный согласно с Фост. Генератор независимого возбуждения. машины независимого возбуждения, в которых обмотка возбуждения (ОВ) питается постоянным током от источника, электрически не связанного с обмоткой якоря (возбудителя);

Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 101; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!