Для чего устанавливают дополнительные полюсы

Назначение дополнительных полюсов

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Схема включенияи_вR I R e + R pe Обмотка возбуждения генератора данного типа получает питание от независимого источника постоянного напряжения. Величина тока возбуждения в этом случае определяется выражением U — напряжение на зажимах цепи возбуждения; в R — электрическое сопротивление обмотки возбуждения (ОВ); R — электрическое сопротивление регулировочного реостата в цепи обмотки возбуждения; У генератора с независимым возбуждением как видно из его электрической схемы ток якоря равен току нагрузки Основные характеристики ГПТ

• 1) характеристика холостого хода;
• 2) внешняя характеристика;
• 3) регулировочная характеристика.

— 1) характеристика холостого хода; представляет зависимость ЭДС, создаваемой обмоткой якоря от тока возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и отсутствии тока якоря. E = f (l_e ) при n = constIа = 0EЕ₀ — Рабочая ЭДС; При достижении током возбуждения определенных значений рост значений ЭДС существенно замедляется из-за насыщения материала магнитной цепи. Величина ЭДС, соответствующая нулевому току возбуждения называется остаточной ЭДС и обозначается Е_{о ст} . Остаточная ЭДС обусловлена явлением гистерезиса характерного для ферромагнитного материала магнитной цепи машины. и = f(l) при n = const— зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянстве скорости вращения якоря и постоянстве тока возбуждения. ВЫВОД: Из вида внешней характеристики видно, что с увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается. Уменьшение напряжения обусловлено: -увеличением падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора; — размагничивающим действием реакции якоря. U = E — IаRo = С_епФ — IаR₀ AU Н = Eо —Uн U н 100% Для оценки уменьшения напряжения на зажимах генератора в номинальном режиме работы используют равенство Для ГПТ независимым возбуждением AU_H =(3 -10)°% При стремлении сопротивления нагрузки к нулю ток в цепи нагрузки начинает резко возрастать, и генератор переходит в режим короткого замыкания. При этом Зависимость тока возбуждения генератора от тока нагрузки при постоянстве напряжения на зажимах генератора Данная характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения в генераторе для того, чтобы поддерживать неизменным напряжение на его зажимах. ДОСТОИНСТВА : ГПТ независимого возбуждения

• возможность в широких пределах изменять напряжение на зажимах генератора (от нуля до максимального значения);
• относительно небольшое снижение напряжения в номинальном режиме .

НЕДОСТАТКИ -для обмотки возбуждения требуется независимый источник постоянного напряжения.

Дополнительные полюса

Предназначены: для улучшения коммутации с целью уменьшения искрения щеток.

Каждый добавочный полюс состоит из цельнометаллического стального сердечника и медной полюсной катушки. Со стороны якоря он заужен и в этом месте к сердечнику крепятся заклепками -2 алюминиевых уголка, которые исключают рассеивание магнитного потока Д.п. по якорю. Катушки Д.П. (по 6- витков) включены в две параллельные ветви для предупреждения перегрева и соединены последовательно с обмоткой якоря, чтобы процесс улучшения коммутации происходил автоматически. Д.П. крепятся к станине двумя болтами.

Рис.3 Главный и добавочный полюса.

12-полюсная катушка,13-изоляция,14-полюсный каркас,15-заклепка,16-полюсные листы,17-стержень,18-полюсная катушка,19-изолирующая рамка,20-прокладка,21-накладка,22-угольник,23-сердечник,24-изоляция.

Якорь.

Предназначен: для создания ЭДС,

А под нагрузкой якорь вырабатывает напряжение

Якорь состоит из пустотелого корпуса, сердечника и якорной обмотки.

Корпус якоря- стальной сварной, имеет цилиндрическую форму. Спереди к корпусу приварен подколлекторный фланец, а с противоположной стороны- приварен задний фланец, которым якорь через дизель-генераторную муфту соединен с валом дизеля.

С наружи к корпусу якоря приварены два радиальных диска и между ними 10 продольных ребер, для монтажа сердечника якоря. Сердечник выполнен из отдельных пластин (сегментов) Эл. тех. Стали. Для эффективного охлаждения якорной обмотки сердечник собран в виде 8- пакетов по 50 листов в каждом. Крайние листы в пакетах имеют вентиляционные распорки между которыми у собранного сердечника образуются радиальные вентиляционные каналы- Для прохода охлаждающего воздуха. Собранный сердечник удерживается на корпусе якоря с помощью двух нажимных дисков, которые стянуты якорными шпильками.

Листы сердечника по наружной поверхности имеют 155 пазов, в которые уложены 155 катушек петлевой 2-х ходовой обмотки. Каждая катушка состоит из трех секций, а каждая секция имеет по два витка. С шагом по коллектору1-3,а с шагом по пазам 1-16.

Под передними лобовыми частями катушек якоря уложены уравнители, которые уравнивают ЭДС в параллельных ветвях якорной обмотки, чтобы меньше искрили щетки. Т.к. катушки якоря трех секционные, то уравнители припаиваются к каждой третьей коллекторной пластине.

Рис.4 Якорь и коллектор главного генератора.

1-вентиляционный якорный лист,2-средний якорный лист,3-крайний якорный лист,4-миканитовая пркладка,5-нажимной конус,6-втулка,7-вал,8-коллекторная шпилька,9-манжета,10-цилиндр,11-диск,12-обмоткодержатель 13-ребро,14-клиновые шпонки.

Является выпрямителем и выполнен из 465 коллекторных пластин, к которым приварены ленточные петушки. При сборке между кол. пластинами устанавливаются миканитовые прокладки.

Корпус коллектора стальной, состоит из подколлекторной втулки с конусным выступом и переднего нажимного конуса, которые стянуты коллекторными шпильками. Для изоляции от корпуса установлены миканитовые манжеты. Собранный коллектор устанавливается на под коллекторный фланец корпуса якоря.

После монтажа к петушкам коллекторных пластин припаиваются выводы катушек якорной обмотки вместе с уравнителями. Собранный коллектор на якоре обтачивается, шлифуется и продораживается на глубину 0,8-1 мм., после этого у коллектора снимаются фаски с боковых продольных кромок коллекторных пластин шириной 0,5мм, чтобы не скалывались щетки. Еще снимаются торцевые фаски, чтобы по краям коллектора не завышалось напряжение. Минимальная глубина продораживания коллектора в эксплуатации 0,5 мм.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

2.35.3 Дополнительные полюса

Дополнительные полюса двигателя предназначены для компенсации реакции якоря в зоне между главными полюсами с целью исключения искажения магнитного поля в воздушном зазоре, тем самым способствуя улучшению коммутации во всех режимах работы двигателя. Общий вид представлен на рис.109.

При холостом ходе (рис.110,а) магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, равномерно распределяется вдоль поверхности якоря.

При нагрузке двигателя, проходящий по обмотке якоря ток, создает свое собственное магнитное поле, которое называется магнитным полем якоря (рис. 110,б). Поле якоря искажает основное магнитное поле двигателя. Воздействие магнитного поля якоря на основное магнитное поле называется реакцией якоря (рис.110,в).

В результате реакции якоря физическая нейтраль (2) двигателя поворачивается на некоторый угол относительно геометрической нейтрали (1). Поворот физической нейтрали относительно геометрической ухудшает работу двигателя, вызывая искрение щеток.

Другими вредными последствиями реакции якоря является сильное сгущение силовых магнитных линий под сбегающими краями полюсов у двигателя и набегающими у генератора и значительное возрастание в этих местах индукции магнитного поля.

При прохождении секциями якоря тех мест под полюсами, где индукция усилена реакцией якоря, в них будет индуктироваться Э.Д.С. большей величины, что вызывает повышение напряжения между коллекторными пластинами, к которым присоединены эти секции.

Дополнительные полюса размещают между главными полюсами на геометрической нейтрали двигателя, т.е. там где расположены коммутируемые секции, замыкаемые накоротко щетками. Ширина полюсов выбирается небольшой, чтобы магнитное поле их действовало только в зоне, где происходит коммутация. Магнитное поле дополнительных полюсов компенсирует действие поля якоря в зоне коммутации.

Рис.110 Направление магнитного потока обмоток возбуждения (а), обмотки якоря (б), изменение потока вследствие реакции якоря (в)

Дополнительный полюс состоит из литого сердечника (3) и катушки (2).

Катушки дополнительных полюсов — однослойные из шинной меди на ребро. Число витков — 15. Изоляция аналогична изоляции главных полюсов. Дополнительные полюса крепятся к остову болтами.

2.35.4 Якорь

Якорь предназначен для создания крутящего момента двигателя и тормозного момента генератора. Якорь представлен на рис.111.

Рис.111 Якорь ТЭД ДК-117ДМ

Якорь состоит из вала (1), коллектора (2), обмотки (3), вентилятора (4), сердечника (5).

Вал двигателя изготавливают из стали 45.

Сердечник (5) предназначен для укладки в него обмотки якоря (3) и является частью магнитной цепи двигателя. Сердечник собирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для уменьшения потерь от вихревых токов листы изолируют один от другого тонким слоем лака. Листы собирают в общий пакет, который насаживают на вал якоря на шпонке. В каждом листе имеются: отверстие со шпоночной канавкой для насадки на вал якоря; вентиляционные отверстия и пазы для укладки обмотки якоря. Верхняя часть пазов имеет форму «ласточкиного хвоста» для клинового крепления обмотки.

Обмотка (3) состоит из отдельных секций, укладываемых в два слоя в пазы сердечника. Число секций равно числу пазов в сердечнике. Одна сторона каждой секции располагается в верхнем слое, другая в нижнем слое другого паза. Секции собирают в пакеты из пяти штук, формируют соответствующим образом для последующей укладки в пазы сердечника и изолируют. Конец каждой секции вставляется в паз коллекторной пластины и приваривается.

В двигателе применяется петлевая обмотка. Чтобы обмотка не выпадала из пазов, в пазовою часть забивают текстолитовые клинья, а переднюю и заднюю части обмотки укрепляют проволочными бандажами, которые после намотки пропаивают оловом.

Коллектор (2) предназначен для равномерного распределения тока по секциям якорной обмотки. Коллектор состоит из: набора коллекторных пластин толщиной 5-8 мм, изготовленных из твердотянутой меди клинообразного сечения, втулки коллектора, нажимного конуса, гайки коллектора, изоляционного цилиндра, изоляционных манжет, шнура, груза балансировочного.

Коллекторные пластины изолируются одна от другой миканитовыми прокладками. Нижняя часть пластин имеет форму «ласточкина хвоста», при помощи которого пластины зажимают между втулками коллектора и нажимным конусом. Крепление пластин осуществляют коллекторной гайкой, которую навертывают на резьбовую часть втулки коллектора. Верхняя часть пластин имеет пазы для укладки и последующей приварки секций якорной обмотки.

В собранном виде коллектор напрессовывается на вал якоря с усилием 20т. Нормально поверхность коллектора должна быть гладкой. Равномерное потемнение коллектора в процессе эксплуатации без следов подгара свидетельствует о наличии устойчивого слоя политуры и хорошей коммутации. По условиям нормальной коммутации максимальное межламельное напряжение между коллекторными пластинами не должно быть больше 30В, предельно допустимое максимальное межламельное напряжение для данного класса машин составляет 37В. При напряжении больше 37В создается недопустимо большое искрение под щетками, что приводит к возникновению кругового огня. Круговой огонь представляет собой короткое замыкание коллекторных пластин якоря двигателя с образованием электрической дуги на поверхности коллектора и приводит к выходу из строя ТЭД.

Причины искрения на щетках подразделяются на механические и электромагнитные. Механические причины связаны с нарушением контакта между щетками и коллектором:

— неровностью поверхности коллектора;

— не притерты щетки к коллектору;

— выступание отдельных коллекторных пластин, миканита;

— заедание щеток в щеткодержателе;

— вибрацией щеток- свободное расположение щеток в обойме;

— неравномерный натяг щеточных пружин.

Электромагнитные причины искрения на щетках связаны с характером протекания электромагнитных процессов в коммутируемых секциях (перегрузка, к.з. в сети).

Вентилятор (4) предназначен для охлаждения обмоток ТЭД, устанавливается на валу якоря со стороны привода. Общий вид вентилятора изображен на рис.112…

Вентилятор, изготавливается из алюминиевого сплава. Засасываемый воздух распределяется на два параллельных потока. Один из потоков омывает поверхность между якорем и главными полюсами, другой проходит под коллектором и по вентиляционным каналам внутри сердечника якоря. Нагретый воздух выбрасывается через специальные отверстия в остове со стороны противоположной коллектору.

Рис.112 Общий вид вентилятора (а) и подшипникового щита (б)

Мощность, которую можно получить от электрической машины, ограничена предельной температурой, которую может выдержать изоляция обмоток. Поэтому, при охлаждении значительно снижается нагрев обмоток, что позволяет повысить мощность двигателя.