Билет 21 (Попов его потерял)

 

Билет 22

Вопрос 1 Классы коммутации.

 

Вопрос 2 Виды обмоток АД, виды пазов статора и ротора.

Виды обмоток АД    

Важная составная часть электродвигателей - ее обмотки, в которых происходят основные рабочие процессы по преобразованию энергии. В наиболее распространенных типах электрических машин можно выделить:

1. трехфазные обмотки машин переменного тока, используемые обычно в статорах трехфазных асинхронных и синхронных машин, а также в роторах асинхронных двигателей с контактными кольцами.

2. однофазные обмотки статоров асинхронных однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором.

3. обмотки якорей коллекторных машин постоянного и однофазного переменного тока.

4. короткозамкнутые обмотки роторов асинхронных электродвигателей.

5. обмотки возбуждения синхронных и коллекторных машин.

Способы изображения обмоток электрических машин достаточно условны и своеобразны. Обмотки содержат большое число проводников, и изобразить все соединения и проводники на чертеже практически невозможно. Поэтому приходится прибегать к изображению обмоток в виде схем.

Рис. 2.1. Развернутая схема трехфазной однослойной концентрической обмотки с z = 24, 2р = 4.

Рис. 2.4. Развернутая схема двухслойной обмотки при z = 24, 2р = 4, q = 2.

Рис. 2.5. Изображение катушечных групп на схемах: а - развернутой, б – условной.

Виды пазов статора и ротора

Различают пазы статора — полузакрытые (рис. 82, а, б, в), полуоткрытые (рис. 82г), открытые (рис. 82д) и ротора — закрытые (рис. 82, е, ж, з) и полузакрытые (рис. 82, и—м).

Рис. 82. Форма пазов статора (а, б, в — полузакрытые,

г — полуоткрытые, д — открытые) и

ротора (е, ж, з — закрытые, и - м — полузакрытые)

Полузакрытые пазы статора применяют для расположения в них круглого провода и поэтому шлиц (Шлиц — паз на валу, в который входит зуб сопряжённой детали, образуя шлицевое соединение, служащее для передачи крутящего момента), выполняют небольшого размера, достаточного для заведения через него провода в паз. Зубцы изготовляют с параллельными стенками, чтобы магнитный поток, проходящий через них, имел одинаковую плотность по высоте зубца. При этом форма паза получается с непараллельными стенками, что допустимо, так как круглый провод хорошо заполняет пространство паза такой формы.

Полуоткрытые и открытые пазы служат для расположения в них прямоугольных проводов, поэтому пазы изготовляют с параллельными стенками. Если обмотку можно разделить по ширине на две полуобмотки и устанавливать их в паз поочередно, шлиц паза выполняют несколько большим, чем половина ширины паза; если обмотку приходится устанавливать в паз неразделенную, ширина шлица паза должна быть равной ширине паза. При полуоткрытых и открытых пазах зубцы имеют разную ширину по высоте, поэтому и магнитный поток, проходящий по ним, имеет различную плотность

 

Вопрос 3 Шаговый двигатель(импульсный, реактивный)

Шаговый электродвигатель - это вращающийся электродвигатель с дискретными угловыми перемещениями ротора, осуществляемыми за счет импульсов сигнала управления [1].

 

Предшественником шагового двигателя является серводвигатель.

Шаговые (импульсные) двигатели непосредственно преобразуют управляющий сигнал в виде последовательности импульсов в пропорциональный числу импульсов и фиксированный угол поворота вала или линейное перемещение механизма без датчика обратной связи. Это обстоятельство упрощает систему привода и заменяет замкнутую систему следящего привода (сервопривода) разомкнутой, обладающей такими преимуществами, как снижение стоимости устройства (меньше элементов) и увеличение точности в связи с фиксацией ротора шагового двигателя при отсутствии импульсов сигнала.

Очевиден и недостаток привода с шаговым двигателем: при сбое импульса дальнейшее слежение происходит с ошибкой в угле, пропорциональной числу пропущенных импульсов

Типы шаговых двигателей

 

По строению различают следующие типы шаговых двигателей:

Шаговый двигатель с постоянным магнитом. Постоянный магнит такого двигателя выполнен в виде диска. Он расположен на роторе, и создает крутящий момент за счет притяжения и отталкивания обмотки на статоре.

Шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением. Такой шаговый двигатель не имеет постоянного магнита. На его роторе расположено зубчатое колесо из специального металла. Крутящий момент невысокий, но зато отсутствует стопорящий момент.

 

Гибридный шаговый двигатель. Представляет собой сочетание двух вышеперечисленных видов двигателей. Для гибридных двигателей характерна очень маленькая величина шага, в результате чего они способны достигать максимальной точности. Однако стоимость таких двигателей достаточно высока.

Оно кароч по часовой бегает кроме постоянных магнитов

С постоянным магнитом красная и синяя переходит на следующую против часовой а средняя по часовой подходит и и получается что минус к плюсу

 реактивный шаговый двигатель

У активных шаговых двигателей есть один существенный недостаток: у них — крупный шаг, который может достигать десятков градусов.

Реактивные шаговые двигатели позволяют редуцировать частоту вращения ротора. В результате можно получить шаговые двигатели с угловым шагом, составляющим доли градуса. Отличительной особенностью реактивного редукторного двигателя является расположение зубцов на полюсах статора.

Принцип действия реактивного редукторного шагового двигателя: (а) — исходное положение устойчивого равновесия; (б) — положение устойчивого равновесия, сдвинутое на один шаг.

Билет 23

Вопрос 1 Коммутация машин.

Коммутацией в электрических машинах называется процесс переключения секций обмотки из одной параллельной ветви в другую и связанные с этим явления. Процесс переключения секции протекает достаточно быстро: время коммутации одной секции, называемое периодом коммутации Тк, составляет примерно 0,001 – 0,0003 с. Явления, происходящие при коммутации, существенно влияют на надежность и долговечность работы машины постоянного тока.

При плохой коммутации появляется значительное искрение под щетками и связанное с ним обгорание коллектора. Пути улучшения коммутации.

К искрению под щетками могут приводить и механические причины: неравномерный износ коллектора и его вибрация, чрезмерный износ щеток, выступание отдельных коллекторных пластин и изоляции и т.д. С учетом этого улучшение коммутации возможно несколькими путями:

· обеспечением в машине прямолинейной или несколько ускоренной коммутации; это достигается созданием в зоне коммутации секции дополнительного магнитного поля такой величины и направления, чтобы е_L + = 0;

· увеличением сопротивления короткозамкнутой цепи секции в целях уменьшения тока короткого замыкания; это достигается применением твердых графитовых щеток с повышенным переходным сопротивлением (мягкие медно-графитовые щетки с малым переходным сопротивлением применяются только в тихоходных машинах на напряжение до 30 В);

· тщательным контролем за состоянием поверхности коллектора и щеток.

Главным средством улучшения коммутации в машинах средней мощности являются дополнительные полюсы. Магнитное поле дополнительных полюсов подбирается таким образом, чтобы е_L + = 0 или было несколько больше нуля.

Вопрос 2 Классификация генераторов по способу возбуждения

Классификация генераторов постоянного тока производится по способу их возбуждения. Они подразделяются на генераторы с независимым возбуждением и самовозбуждением.

Генераторы первого типа выполняются с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением. В генераторах с электромагнитным возбуждением обмотка возбуждения, располагаемая на главных полюсах, подключается к независимому источнику питания.

Генераторы с магнитоэлектрическим возбуждением возбуждаются постоянными магнитами, из которых изготовляются полюсы машины. С таким видом возбуждения выполняются генераторы относительно небольшой мощности, которые применяются в специальных случаях. Недостатком генераторов с магнитоэлектрическим возбуждением является трудность регулирования напряжения.

У генераторов с самовозбуждением обмотка возбуждения получает питание от собственного якоря. В зависимости от способа ее включения генераторы с самовозбуждением подразделяются на генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.

 

 

У генератора последовательного возбуждения обмотка возбуждения соединяется последовательно с якорем и ее ток возбуждения равен току якоря и току нагрузки

У генераторов смешанного возбуждения на полюсах размещаются две обмотки. Одна из них, имеющая большое число витков и выполненная из проводников относительно небольшого сечения, включается параллельно с якорем, а другая обмотка с малым числом витков из проводников большого сечения включается последовательно с якорем.

Генераторами независимого возбуждения называются генераторы постоянного тока, обмотка возбуждения которых питается постоянным током от постороннего источника электрической энергии (сеть постоянного тока, выпрямитель, аккумулятор и др.) или у которых магнитный поток создается постоянными магнитами.