Қозғалтқыштардың сипаттамалары

1. Тұрақты ток қозғалтқыштары
2. Тұрақты тоқ қозғалтқыштарының құрылысы.
3. Тұрақты тоқ қозғалтқышындағы коммутация.
4. Қозғалтқыштардың сипаттамалары
5. Параллель және аралас қоздырылатын қозғалтқыштар
6. Тұрақты тоқ электр қозғалтқыштарының міндеті мен қолдану аймағы.

Айналу жиілігін бірқалыпты (плавно) және кең диапазонда реттеуді қажет ететін электржетектерінде тұрақты ток қозғалтқыштары кеңінен қолданылады. Тұрақты ток қозғалтқыштарының қасиеттері де генераторлардікі секілді олардың қоздырылу әдісі мен және қоздыру орамдарының қосылу схемасына байланысты. Қоздырылу әдісіне байланысты электромагнитті жіне магниттіэлектрлі қоздырылатын болып жіктеледі. Электромагнитті қоздырылатын қозғалтқыштар якорь орамдары мен қоздырғыш орамдардың арасындағы электрлік байланысқа байланысты тәуелсіз, параллель, тізбектей және аралас қоздырылатын болып бөлінеді. Магниттіэлектрлі әдіспен қоздырылатын қозғалтқыштардың магнит ағыны тұрақты магниттер арқылы пайда болады.
Жоғарыда атап өтілгендей тұрақты ток машиналары да қайтарымды, яғни генератор ретінде де қозғалтқыш ретінде де жұмыс жасай алады. Құрылысы жағыныан тұрақты ток қозғалтқыштары генераторлардан айырмашылығы болмайды. Егер генераторды бірінші ретті қозғалтқыштан ажыратып қоздыру және якорь орамдарына кернеу беретін болсақ, якорь қозғалысқа келіп машина электр энергиясын механикалыққа түрлендіріп қозғалтқыштық режимде жұмыс жасай бастайды. Якорь орамдарындағы ток пен ЭҚК бағыттары 1-суретте көрсетілген.

1. 1 .К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники. Учебник. В 3-х томах. PDF
Том 1. 443 стр. 4.1 Мб. Том 2. 570 стр. 5.1 Мб. Том 3. 364 стр. 3.3 Мб.
2. Добротворский. Теория электрических цепей. Учебник для техникумов. 1989 год. 472 стр
3. Евсюков. Электротехника. Учебное пособие для физических специальностей пединститутов. 248 стр.
4. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. Учебник. 7-у изд. 2002 год. 546 стр.
5. М.С. Лурье, О.М. Лурье. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. Имитационное моделирование в лабораторном практикуме, курсовом и дипломном проектировании. В 2-х частях. 2005-2006 годы. 256с

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

1. Тұрақты ток қозғалтқыштары
2. Тұрақты тоқ қозғалтқыштарының құрылысы.
3. Тұрақты тоқ қозғалтқышындағы коммутация.
4. Қозғалтқыштардың сипаттамалары
5. Параллель және аралас қоздырылатын қозғалтқыштар
6. Тұрақты тоқ электр қозғалтқыштарының міндеті мен қолдану аймағы.

Тұрақты ток қозғалтқыштары
1.Тұрақты ток қозғалтқыштары. Айналу жиілігін бірқалыпты (плавно) және кең диапазонда реттеуді қажет ететін электржетектерінде тұрақты ток қозғалтқыштары кеңінен қолданылады. Тұрақты ток қозғалтқыштарының қасиеттері де генераторлардікі секілді олардың қоздырылу әдісі мен және қоздыру орамдарының қосылу схемасына байланысты. Қоздырылу әдісіне байланысты электромагнитті жіне магниттіэлектрлі қоздырылатын болып жіктеледі. Электромагнитті қоздырылатын қозғалтқыштар якорь орамдары мен қоздырғыш орамдардың арасындағы электрлік байланысқа байланысты тәуелсіз, параллель, тізбектей және аралас қоздырылатын болып бөлінеді. Магниттіэлектрлі әдіспен қоздырылатын қозғалтқыштардың магнит ағыны тұрақты магниттер арқылы пайда болады.
Жоғарыда атап өтілгендей тұрақты ток машиналары да қайтарымды, яғни генератор ретінде де қозғалтқыш ретінде де жұмыс жасай алады. Құрылысы жағыныан тұрақты ток қозғалтқыштары генераторлардан айырмашылығы болмайды. Егер генераторды бірінші ретті қозғалтқыштан ажыратып қоздыру және якорь орамдарына кернеу беретін болсақ, якорь қозғалысқа келіп машина электр энергиясын механикалыққа түрлендіріп қозғалтқыштық режимде жұмыс жасай бастайды. Якорь орамдарындағы ток пен ЭҚК бағыттары 1-суретте көрсетілген.
2.Тұрақты тоқ қозғалтқыштарының құрылысы. Тұрақты тоқ генераторы мен қозғалтқышы құрылымдық тұрғыдан бірдей машинелер болғандықтан құрылыстарын бірге жұмыс жасау принциптерін жеке-жеке қарауға болады. Тұрақты тоқ машинесі статор жармасынан (статина), якорьден (статор), негізгі және қосалқы полюстерден, коллектордан, щетка құрылғысынан, полюс ұштамаларынан, якорь орамасынан қоздыру орамасынан және т.б. құрылғы көмекші арналымды бөлшектерінен тұрады. Мәшине құрылысының негізгі элементтері 1-суреттерінде көрсетілген.

1-сурет. Тұрақты тоқ қозғалтқыштарының құрылысы
Статор жармасы. Статор табаны тұрақты тоқ машинесінің қозғалмайтын бөлігі, ол полюстер мен машиненің өзін іргетасқа бекітуге қызмет етеді.
Статинаның полюстер бекітілетін бөлігі жарма деп аталады. Ол магнит өткізгіштің бөлігі болып табылады, сондықтан ол арқылы тоқ өтетін магнит ағынына қолайлы жағдай жасау үшін, оны жоғары магнит өткізгіштігі бар болаттан болмаса арнайы шойыннан жасайды. Жарманы жасау технологиясы құйма болаттан немесе тұтас тартылған болат құбырдан даярлайды (2-сурет). Негізгі полюстердің магнит өрісі тұрақты болғандықтан, мұнда гистерезис құбылысы мен құйынды тоқтар болмайды.
Якорь (ротор). Якорь машиненің айналатын бөлігі, ол қалыңдығы 0,5 мм қалыпты, тисті дөңгелек электротехникалық болат қаңылтырдан жиналған цилиндр (2-сурет). Қаңылтырларды жинаған соң, арнайы тетікпен қысады, якордың сыртқы бетін бойлай ойықтар мен тістер қалыптасады. Якорьдің ойықтары, әдетте ашық болады, ал шағын машинелер үшін асинхронды машинелер роторының ойықтары сияқты жабық болады (2-сурет). Жинағаннан кейін пайда болған бойлық ойықтарға якорьдың орамаларын төсейді (3-сурет).

.2 - сурет. Тұрақты ток машинесінің негізгі (бас) полюсті: 1-өзекше; 2-полюс ұштамалары; 3-қоздырғыш орама; 4-катушканың қаңқасы; 5-станина; 6-бекіткіш болт.

Негізгі (бас) полюстер. Негізгі бас полюстер машинеде негізгі магнит ағынын жасауға және өткізуге арналған Полюс өзектен және полюстік ұштамадан мұны кей жағдайда "башмак" деп атайды, себебі мұның констукциясы темір жол башмағына ұқсайды, (2-сурет) полюс ұштамаларына мұндай пішін ауа саңылауы арқылы магнит ағынын өткізуді жеңілдету мен оның якорь бетінің полюсіне бір тегіс орналасуын қамтамасыз ету үшін берілген.
Қосымша полюстер. Қосымша полюстер қосымша магнит өрісін жасауға арналған, ол якорь реакциясының орынын толтырады және машине жұмысының түрлі тәртібінде, коллектордегі щеткінің ұшқынсыз жұмысын қамтамасыз етеді. Оларды соғылған болаттан немесе электр болатының қаңылтырынан жанайды. Қосалқы полюстер, негізгі полюстердің арасында орналасады және жармаға болаттармен бекітіледі 6-суретте қосымша полюстер көрсетілген.
3.Тұрақты тоқ қозғалтқышындағы коммутация. Коммутация - дегеніміз бөлімдердің якорь орамасының бір тармағынан екіншісіне секіріп қосылуы, ол дискретті қаңылтырлардан тұратын коллектордың айналу кезінде щеткілер
арқылы ауық -ауық бірде жанасып, бірде ажыратуының қайталануынан болады. Коллекторлы электр мәшинелеріндегі коммутация күрделі процесс
болып саналады, ол көптеген факторларға байланысты, олардың кейбірін талдау теориялық тұрғыдан қаралатын, ғылыми қағидаларға жатады. Сондықтан электр мәшинелеріндегі коммутация процесстері теориясында бірқатар жорамалдаулар бар, олардың негізгілері:
* коллектор мен щеткілер кез келген айналу жылдамдығында механи
калық тұрғыдан алғанда толық жетілген деп қарау;
* щеткі мен коллектор арасындағы меншікті кедергі тұрақты және қаңылтырдың жанасу бетінің аумағына түйіспедегі тоқ тығызды байланыс емес;
* коллектор қаңылтырлары арасындағы оқшаулағыш төсеніштердің қалыңдығын елемеу;
* бірінші жуықтауда, щеткінің ені мен коллектор қаңылтырларының ені бірдей деп қарау.
Төменде тұрақты тоқтың коллекторлы мәшинелеріндегі коммутация процессінің физикалық құбылысы қарастырылған.
Тұрақты магниттерден қоздыру жүйесі. Қоздыру жүйесі магниттен жасалған полюстердің негізгі магнит ағынынан болатын тұрақты тоқ мәшинелері магнитті электрлі машина деп аталады. Оларда қоздыру орамалары болмайды.
Тәуелсіз қоздыру жүйесі. Мұндай мәшинелердің негізгі полюстерінің қоздыру орамалары тұрақты ЭҚКі бар сыртқы көзден коректенеді (аккумлятор батареясы, тұрақты тоқ генераторы және т.б.) (3-сурет). Тәуелсіз қоздыру жүйесі электр сұлбаларында "ОВ" (обмотка возбуждения) ал олардың қысқыштары Ш1 және Ш2деп белгіленеді.
Параллель қоздыру. Мұндай мәшинелердің қоздыру орамалары шунттық деп аталады, щеткі арқылы якордің орамасына параллель жалғасады (3 -сурет). Мұндай орамалы мәшинелер өздігінен қозу мәшинелері немесе шунттық мәшинелері делінеді. Параллель қоздыру орамасы жүйесі электр сұлбаларында "ШОВ" (шунтовая обмотка возбуждения), ал олардың қысқыштары Ш1 және Ш2 деп белгіленеді.
Тізбектей қоздыру жүйесі. Мұндай мәшинелердің қоздыру орамалары сериесті делінеді якорь орамасына тізбектей жалғанады (3- сурет). Оны электр сұлбасында "СОВ" (сериесная обмотка возбуждения), ал олардың қысқыштары С1және С2 арқылы белгіленеді.
Аралас қоздыру жүйесі. Аралас қоздыру жүйелі айнымалы тоқ мәшинесі, компаудты делінеді, негізгі полюстерінде екі орамасы - шунтты және сериесті болады. Шунттық орама қимасы жіңішке өткізгіштен жасалады, орам саны өткізгішінің қимасы якорь орамасымен бірдей, аз орамды сериес орамасына
қарағанда, айтарлықтай көп болады. Шунттық орамалар, якорь орамаларымен параллель, ал сериестік тізбектай жалғанады (3-сурет).

3 - сурет. Тұрақты ток мәшинелерінің қоздыру жүйелерінің негізгі сұлбалары: а-тәуелсіз қоздырғыш; в- параллель қоздырғыш; с-тізбектей қоздырғыш; d-аралас қоздырғыш.
Электр энергиясының механикалыққа түрлену процессін 2 - суретте көрсетілген энергетикалық диаграммадан анық көріге болады. 1 - суретте - қозғалтқышқа берілетін толық қуат; - қоздыру тізбегіндегі энегия шығыны; - якорь тізбегіндегі қуат шығыны; - бос жүріс қуаты; - толық механикалық қуат; - электромагнитті қуат; -- біліктегі пайдалы механикалық қуат.

4-сурет. Қозғалтқыштың якорь орамдарындағы ток пен ЭҚК бағыттары
Параллель қоздырылатын қозғалтқыштың энергетикалық диаграммасын қарастырамыз (3-сурет), диаграммадан екенін көруге болады.

5-сурет. Тұрақты ток қозғалтқышының энергетикалық диаграммасы
3-суреттен көрініп тұрғандай және өрнегін ескеріп қоғалтқыштың ЭҚК тепе-теңдік теңдеуін жазуға болады:

. ( 1)

Якорь орамдарындағы тоқ:
(2)

6-сурет. Параллель қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының электрлік схемасы
Электромагнитті қуат:
(3)
мұндағы: - якорьдің бұрыштық айналу жиілігі, - якорьдің айналу жиілігі, айнмин, - қозғалтқыштың электрмагнитті қуаты.
өрнегін ескерсек қозғалтқыш дамытатын момент:

(4)
мұндағы - машинаның құрылымдық берілгендеріне байланысты тұрақты коэффициент.
Моменттердің теңдеулері
Электрмашиналарының роторына әсер ететін айналдырғыш және тежегіш моменттер бір-біріне теңесуі қажет. Қозғалтқыш дамытатан айналдырғыш момент кез-келген уақытта және қандайда болмасын жағдайларда білікке түсетін барлық моменттердің қосындысына тең болуы қажет.
Роторға мынадай моменттер әсер етеді:
1) бос жүріс моменті Мо;
2) пайдалы молмент Мн(жүктеме);
3) айналатын бөліктердің инерциясымен пайда болатын динамикалық момент Мдин.
Аз қуатты машиналарда бос жүріс моменті Мо номиналь моменттің шамамен 20 % құрайды, ал динамикалық момент бұрыштық жылдамдақтың өзгерісі кезінде пайда болады және ол төмендегіше анықталады:
, (5)

мұндағы J -- айналатын бөліктердің инерция моменті; -- якордың бұрыштық айналу жиілігі. Динамикалық Мдин моменттің таңбасы - таңбасына байланысты.
Моменттер теңдігі:
(6)

мұндағы Мо + М2 = Мс; Мс - статикалық момент немесе кедергі моменті.
Онда:
. (7)
Қалыптасқан жұмыс режимі кезінде = const; Мдин = 0; М = Мс.
Қозғалтқыш dMc dn dMdn.шартыорындалғанда ғана бір қалыпты жұмыс жасайды.
4. Тұрақты ток қозғалтқыштарының сипаттамалары
Электрқозғалтқыштарының, соның ішінде тұрақты ток қозғалтқыштарының да қасиеттері олардың іске қосылу, жұмыстық, механикалық және реттеу сипаттамаларымен анықталады.
Қозғалтқышты жүргізіп жіберу кезінде оның тыныштық күйден бір қалыпты жылдамдықпен жұмыс жасау режиміне көшкенге дейінгі аралығы іске қосылу сипаттамасымен сипатталады, ол токтардың немесе моменттердің - еселік коэффициентімен көрсетіледі, мұндағы Iп - іске қосу тогы, Iном - номиналды ток.
Қозғалтқышты ток көзіне қосқан кезде оның якоры қозғалыссыз күйде болады, сондықтан = 0, егер якорь тізбегінің индуктивтілігін L, = 0, онда іске қосу кезіндегі ток ендеше якорь тізбегінің Ra кедергісінің шамасы аз болғандықтаніске қосыу тоғы номиналь токтың шамасынан 3-15 есе жоғарлап кетуі мүмкін. Іске қосу тоғының шамадан тыс жоғары болуы қозғалтқыш үшін қәуіпті, сондықтан = (3 - 5) болатын, тек қуаты аз қозғалтқыштарды ғана іске қосу ток көзіне тікелей қосу арқылы жүргізіледі. Аз қуатты қозғалтқыштардың якорь тізбегінің кедергісі айтарлықтай жоғары және олардың роторының инерция моменті аз.
Қуаты орташа және үлкен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.