Скачать 14.91 Mb.


страница46/68
Дата29.01.2019
Размер14.91 Mb.
ТипУчебник

Скачать 14.91 Mb.

Конструкція трансформаторів


1   ...   42   43   44   45   46   47   48   49   ...   68

Перший частковий крок по якорі визначають по (25.3).

Самостійна робота №37



Тема: Вирівнюючі з'єднання і комбіновані обмотки якоря колекторних машин.

Мета: вивчити умови симетрії обмоток якоря; ознайомитися з методом отримання зрівняльних з'єднань та їх призначенням, вивчити конструкцію комбінованих обмоток.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Умови симетрії обмотки якоря

2 Зрівняльні з'єднання

3 Комбінована обмотка



Література: Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. М. Кацман. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.

Питання для самоконтролю:

1 Які умови симетрії обмоток якоря?

2 Які причини виникнення магнітної несиметрії?

3 Яким чином виконуються зрівняльні з'єднання?

4 Як визначається потенційний крок? Що це?

5 Поясніть конструкцію комбінованих обмоток. Зарисуйте схематичний рисунок.



1 Умови симетрії обмотки якоря

Обмотку якоря називають симетричною, якщо її паралельні галузі мають однакові електричні властивості: мають однакові електричні опори й у них индуцируются однакові ЭДС. У несиметричній обмотці якоря струм якоря розподіляється в паралельних галузях неоднаково, що спричиняє перевантаження одних галузей у недовантаження інших. У результаті ростуть електричні втрати в обмотці якоря, а корисна потужність машини зменшується.

Обмотка якоря стає симетричної лише при дотриманні певних умов, називаних умовами симетрії.

Перша умова. Кожна пара паралельних галузей обмотки повинна складатися з однакового числа секцій. Ця умова виконується, якщо на кожну пару паралельних галузей доводиться однакове число секцій, тобто відношення числа секцій S до числа пар паралельних галузей а обмотки якоря дорівнює цілому числу (ц.ч.):

ц. ч. (25.8)

Неважко переконатися, що при недотриманні цієї умови електричний опір паралельних галузей, а також їх ЭДС стають неоднаковими. Це привело б до нерівномірного розподілу струмів у паралельних галузях з усіма небажаними наслідками.

Друга умова. Секції кожної пари паралельних галузей повинні займати на якорі однакове число пазів:

ц. ч. (25.9)

Третя умова. Кожна пара паралельних галузей обмотки повинна займати однакове положення щодо системи головних полюсів, що здійсненно при

= ц.ч. (25.10)

Для складної петлевой обмотки . Підставляючи це в (25.10), одержимо

ц. ч.

Звідси треба, що складна петлевая обмотка буде симетричної тільки при т = 2.


2 Зрівняльні з'єднання

Навіть при дотриманні всіх умов симетрії обмоток ЭДС паралельних галузей обмотки якоря в багатополюсних машинах можуть виявитися неоднаковими. Причина цього — магнітна несиметрія, через неї магнітні потоки однойменних полюсів виявляються неоднаковими. Відбувається це через дефекти, що виникають при виготовленні машини: наявності раковин у виливку станини, неякісної зборки полюсів, неправильного центрування якоря, тобто його перекосу, отчого повітряний зазор під полюсами стає неоднаковим.

Вплив магнітної несиметрії на роботу машини залежить від типу обмотки якоря. У хвильових обмотках секції кожної паралельної галузі рівномірно розподілені під всіма полюсами машини, тому магнітна несиметрія не спричиняє нерівності ЭДС у паралельних галузях, тому що вона однаково впливає на всі паралельні галузі обмотки.

У петлевых обмотках якоря секції, що утворять паралельну галузь, розташовані під суміжною парою полюсів. Тому при 2 > 2 магнітна несиметрія стає причиною нерівності ЭДС паралельних галузей, що

веде до появи в обмотці якоря зрівняльних струмів.





Рис. 25.10. Зрівняльні струми в паралельних галузях

простий петлевой обмотки якоря при магнітній несиметрії

Наприклад, при неправильному центруванні якоря (мал. 25.10, а) ЭДС перших і четвертої паралельних галузей стають менше ЭДС другої й третьої галузей (зазор під нижнім полюсом менше, ніж під верхнім). При цьому потенціали щіток і виявляються неоднаковими й у паралельних галузях обмотки з'являються зрівняльні струми (мал. 25.10, б). Ці струми замикаються через шину, що з'єднує зазначені щітки, і в зовнішній ланцюг машини не виходять. Варто звернути увагу, що навіть при незначній різниці потенціалів між щітками й струм може виявитися досить значним, тому що електричний опір паралельної галузі невелико. Наприклад, при = 2 У и = 0,01 Ом зрівняльний струм = 2/(2·0,01) = 100 А.

Якщо при цьому навантажувальний струм у паралельній галузі = 200 А, то струми в паралельних галузях обмотки стають неоднаковими: = 200 -100 = 100 А; =200 + 100 = 300 А.

Нерівномірне навантаження паралельних галузей веде до перегріву обмотки й збільшенню електричних втрат у ній. Перераховані явища порушують нормальну роботу машини, наприклад, перевантажуються деякі щітки (у розглянутому випадку — щітка ), що викликає інтенсивне іскріння на колекторі (див. § 27.3). Для зменшення нерівномірного навантаження щіток у простих петлевых обмотках надходять у такий спосіб: крапки обмотки якоря, потенціали яких теоретично повинні бути однаковими, электрически з'єднують між собою. У цьому випадку виникаючі в обмотці зрівняльні струми замикаються усередині обмотки без виходу на щітки.

Зазначені з'єднання виконують мідними проводами й називають зрівняльними з'єднаннями першого роду (зрівнювачами). Практично доступними для з'єднання крапками рівного потенціалу є кінці секцій, що приєднують до колекторних пластин, або лобові частини обмотки з боку, зворотної колектору.

Кількість крапок в обмотці, що мають однаковий потенціал, дорівнює числу полюсів у машині. Відстань між двома сусідніми крапками рівного потенціалу називають потенційним кроком . При розташуванні зрівняльних з'єднань із боку колектора потенційний крок виражається числом колекторних розподілів:

. (25.11)

Повне число зрівнювачів першого роду, яке можна встановити в машині, дорівнює

. (25.12)

Однак така кількість зрівняльних з'єднань застосовують тільки в машинах великої потужності, наприклад у двигунах прокатних станів. З метою економії міді й спрощення конструкції машини звичайно застосовують неповне число зрівнювачів. Наприклад, у четырехполюсных двигунах роблять 3-4 зрівняльні з'єднання. Зрівняльні з'єднання виконують проведенням, перетин якого становить 25-50 % перетини проведення обмотки якоря.

Приклад 25.6. У машині з 2 = 4 і простий петлевой обмоткою якоря з 12 секцій необхідно встановити зрівнювачі першого роду, постачивши ними кожну другу пластину.

Рішення. Потенційний крок = 12/2 = 6. Повне число зрівнювачів = 12/2 = 6.

Відповідно до умови завдання показуємо на схемі 0,5 = 3 зрівнювачі, розташувавши їх з боку колектора (мал. 25.11) і з'єднавши із пластинами в такий спосіб: перший зрівнювач з'єднуємо із пластинами 1 й 7, другий -з 3 й 9, третій — з 5 й 11




Рис. 25.11. Зрівняльні з'єднання першого роду:

а — розгорнута схема обмотки, б вид з боку колектора
У складних петлевых і хвильових обмотках прості обмотки, що утворять складну, з'єднані паралельно через щітковий контакт. Але забезпечити однаковий контакт щіток з усіма простими обмотками практично неможливо, тому струм між простими обмотками розподіляється неоднаково, що порушує рівномірний розподіл потенціалу по колекторі й можемо викликати на ньому іскріння. Для усунення цього небажаного явища застосовують зрівняльні з'єднання (зрівнювачі) другого роду, за допомогою яких прості обмотки, що входять у складну, электрически з'єднують між собою в крапках рівного потенціалу. Таким чином, якщо зрівнювачі першого роду усувають небажані наслідки магнітної несиметрії, то зрівнювачі другого роду усувають нерівномірність у розподілі потенціалу по колекторі при складних обмотках якоря.

На мал. 25.9 представлена схема складної хвильової обмотки зі зрівнювачами другого роду, що з'єднують крапки рівного потенціалу на лобових частинах обмотки з боку, протилежної колектору. Ці крапки відстоять друг від друга на відстані потенційного кроку

.

Секцію 2 з'єднують із секцією 11, секцію 3 — із секцією 12 і т.д. (на схемі показані лише два зрівнювачі). Повне число зрівнювачів визначається по (25.12), але з міркування економії міді звичайно роблять неповне число зрівнювачів другого роду.

В складних петлевых обмотках зрівнювачі другого роду виконують, як показано на мал. 25.12. Через того що в цій обмотці кожну секцію однієї із простих обмоток приєднують до пластин колектора, розташованим через одну (наприклад, до непарних пластин), те пластини, що перебувають між ними (наприклад, парні), ділять напруга кожної секції на дві частини. Для забезпечення рівномірного розподілу напруги між пластинами необхідно, щоб ці частини були однаковими, тобто щоб напруга між кожною парою рядом лежачих пластин (наприклад 1 й 2) було дорівнює половині напруги секції. Із цією метою в обмотці застосовують зрівнювачі другого роду, за допомогою яких середину секції з боку, протилежної колектору, з'єднує із проміжною пластиною (наприклад, середину секції, приєднаної до пластин 1 й 3, з'єднують із пластиною 2, як це показано на мал. 25.12). Такий зрівнювач доводиться «простягати» між валом і сердечником якоря через спеціальний отвір.

Таким чином, якщо в складних хвильових обмотках застосовують лише зрівнювачі другого роду, то в складних петлевых обмотках необхідні як зрівнювачі першого, так і зрівнювачі другого роду.





Рис. 25.12. Зрівняльні з'єднання другого

роду в складної петлевой обмотці якоря

1   ...   42   43   44   45   46   47   48   49   ...   68

Коьрта
Контакты

    Главная страница


Конструкція трансформаторів

Скачать 14.91 Mb.