Простая последовательная (волновая) обмотка

2а=2 Þ а=1 Независимо от числа пар полюсов в такой обмотке имеется только одна пара параллельных ветвей. Каждая ветвь расположена под всеми полюсами. Такие обмотки применяются в тех случаях когда во внешней цепи необходимы большие напряжения.

При построении после полного обхода по якорю приходим к коллекторной пластине находящейся справа или слева от исходной.

Первый частичный шаг (У1) — расстояние по поверхности якоря между начальной и конечной сторонами секций.У1 определяется по элементарным пазам (Zэ): У1= Zэ/2р ±e,

где e—такая дробь, при которой У1 целое число.Второй частичный шаг (У2) — расстояние по поверхности якоря между конечной стороной данной и начальной стороной следующей за ней по схеме обмотки секции.Результирующий шаг обмотки (У)— расстояние между начальными сторонами данной и следующей за ней секцией.

Коллекторное деление(Ук) — ширина коллекторной пластины плюс ширина 1 изоляционной прокладки между пластинами.

У=Ук=К±1/р К—число коллекторных пластин, р—число пар полюсов

-1 то обмотка неперекрещенной, +1 перекрещенной

Шаг этой обмотки составляет 2t(полюсных деления)

 

a_эл=42,3^о

 

ЭДС обмотки якоря

Е=В_δ*l*υ; где υ — скорость движения проводника. ; n-частота вращения

N — полное число проводников обмотки якоря; N/2а — число проводников в1 витке

2а — число ветвей обмотки

;

—магнитный поток в воздушном зазоре

—конструктивная постоянная по ЭДС

Для получения максимального по величине ЭДС на зажимах генератора щетки должны располагаться по линиям геометрических нейтралей. В ином случае ЭДС на зажимах генератора всегда будет меньше.

 

СИММЕТРИЧНОСТЬ ОБМОТОК ЯКОРЯ.

Симметричной можно назвать такую обмотку, которая при любом положении якоря относительно полюсов обладает одинаковыми значениями ЭДС и сопротивлений обмотки якоря.

При неравенстве ЭДС в контурах этих ветвей появляются уравнительные токи.

Симметричной можно считать обмотку:

-в ветвях которой включено одинаковое число секций, каждая ветвь должна располагаться в одинаковом числе реальных пазов;

-ветвь должна располагаться симметрично относительно полюсов.

Выполнение этих условий не гарантирует симметрии обмотки.

 

 

МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Магнитная цепь-путь по которому замыкается магнитный поток.

, где F-МДС,R_µ- сопротивление магнитному потоку.

,где I-ток обмотки возбуждения,ω-число витков обмотки возбуждения

В машинах постоянного тока обмотки возбуждения распологаются под полюсами.

F должна обеспечивать нужное значение магнитного потока в воздушном зазоре.Целью расчета магнитной цепи является нахождение МДС осноных полюсов требуемой для создания нужного магнитного потока в воздушном зазоре.

МДС должна обеспечивать нужное значение магнитного потока в воздушном зазоре.

Для расчета МДС определяется падение магнитного потенциала в цепи,по которому замыкается магнитный поток.

, где l-длинна интервала,где H=const;H- напряженность магнитного поля.

Задаемся ω и определяем I или наоборот(F=I·ω)

Для расчета МДС необходимо иметь все геометрические размеры машины и величину магнитного потока.

Магнитные потоки.

δ – величина воздушного зазора

h_Z- высота зуба

L_A-длина средней силовой линии в якоре

h_p- высота полюса

L_j – длина средней силовой линии в ярме

При расчете магнитная цепь развивается на участке которые обладают одинаковой магнитной проницаемостью.

F_δ=2H_δδ

F_z=2H_zh_z

F_a=H_aL_a

F_p=2H_ph_p

F_j=H_jL_j

Ф- основной магнитный поток в воздушном зазоре машины на площади ограниченной одним полюсным делением τ.

Ф_б- потоки рассеивания которые не проходят из полюса в якорь машины.

Ф_р=Ф+Ф_б – магнитный потоу создаваемый полюсами.

Ф_р=Ф+(1+Ф_б/Ф)=К_бФ,где К_б =1,12…1,25 – коэф. рассеивания

 

 

РЕАКЦИИ ЯКОРЯ

При протекании тока по обмотке якоря вокруг каждого проводника и якоря в целом образуется магнитный поток. Этот поток взаимодействует с основным магнитный потоком. Воздействие поля или потока якоря на основной магнитный поток и называется реакцией якоря.

Действие поля якоря на основной магнитный поток связано с состоянием магнитной системы. Если магнитная система не насыщена, то основной магнитный поток не изменяется по величине, при насыщенной магнитной цепи под действием поля якоря основной магнитный поток в воздушном зазоре уменьшается, что отрицательно сказывается на работе машины постоянного тока.

Действие поля якоря на примере генератора:

Поле якоря всегда направлено по расположению щеток.при установке щёток по геометрической нейтрали-поле якоря направлено поперёк оси полюсов –поле поперечной реакцииякоря. Сдвинем щетки с линии геометрической нейтрали в положение физической нейтрали. МДС становится меньше на величину Fад – продольная размагничивающая составляющая реакции якоря. Вывод: при сдвиге щеток с нейтрали по направлению вращения якоря появляется продольная размагничивающая составляющая реакции якоря. В связи с этим сдвиг щеток в генераторном режиме против направления вращения якоря запрещен. Как следствие у набегающего края полюса поле направлено встречно основному магнитному потоку, а у сбегающего края – наоборот.

Если магнитная цепь не насыщена, то уменьшение магнитного потока у набегающего края полюса равно увеличению магнитного потока у сбегающего края полюса, в связи с этим суммарный магнитный поток остается неизменным. При насыщенной магнитной цепи, уменьшение у набегающего края будет больше чем увеличение у сбегающего, в связи с чем магнитный поток в зазоре уменьшается.

УЧЕТ ДЕЙСТВИЯ РЕАКЦИИ ЯКОРЯ

Рассмотрим 2 принципиальных случая:

- при ненасыщенной магнитной системе, когда действие реакции якоря приводит только к искажению магнитного потока.

- при насыщенно магнитной цепи, когда под действием поля якоря основной магнитный поток в воздушном зазоре уменьшается под действием поля якоря. Для упрощения расчетов вводится параметр – линейная нагрузка.

Iпр - ток проводника, Da – диаметр окружности якоря, А – ток якоря, приходящийся на единицу длины окружности якоря (A\м).

1. Действие реакции якоря при ненасыщенной магнитной цепи:

По общему правилу за положительное направление магнитной индукции принимается такое, когда магнитный поток из воздушного зазора поступает в якорь. Поскольку магнитная система ненасыщенна, индукция основного магнитного потока и реакции якоря должны быть сложены. Индукция по окружности якоря под действием поля якоря распределяется неравномерно. Повышается напряжение между соседними коллекторными пластинами, что может отрицательно сказаться на коммутации электрической машины.

Индукция в воздушном зазоре остается неизменной. Физическая нейтраль относительно геометрической нейтрали по направлению вращения якоря на угол α, величина этого угла определяется током нагрузки якоря.

Faq=A*2*x

При отсутствии насыщения можно пренебречь МДС стальных участков, учитывать только МДС воздушного зазора.

2. При насыщенной магнитной цепи.

Цепь насыщена, поэтому нельзя решить этот вопрос складыванием индукции основного магнитного потока и от поля якоря, в этом случае строится переходная характеристика

Площадь ABCDEF – магнитный поток в воздушном зазоре. Уменьшение магнитного потока под действием поля якоря приводит к уменьшению ЭДС на зажимах генератора. Качественные и количественные оценки реакции якоря применимы и для двигательного режима работы с учетом того, что ток и ЭДС направлены в противоположные стороны.

1. У набегающего края полюса магнитные потоки будут складываться, у сбегающего вычитаться.

2. Сдвиг щеток с нейтрали по направлению вращения якоря приводит к появлению продольной намагничивающей составляющей якоря, в связи с этим в двигательном режиме сдвиг щеток с геометрической нейтрали по направлению вращения запрещен