Работа тягового электрического двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
20 мм, то конструктивно проводник l выполняется в виде набора отдельных проводников, соединённых по определённой схеме. Вся совокупность проводников, расположенных в пазах сердечника якоря, называется обмоткой, характеризующейся числом проводников - N и схемой их соединения между собой - 2а. Величина 2а - число параллельных ветвей обмотки. Характерной особенностью машины постоянного тока является наличие коллектора. С помощью коллектора и щёток вращающаяся обмотка якоря соединяется с внешней электрической цепью. Назначение коллектора состоит в изменении направления тока в проводнике при его перемещении от полюса одной полярности к полюсу другой полярности. Такой переход должен сопровождаться изменением направления тока в проводниках, чтобы электромагнитный момент действовал всё время в одном и том же направлении (имея один и тот же знак).
Принцип подключения обмотки якоря к пластинам коллектора показан на рис.4 (а).
К каждой пластине коллектора подсоединяется конец предыдущего и начало следующего витка. В результате получаем замкнутую обмотку, состоящую из N совершенно одинаковых проводников. Однако если измерить ЭДС индуктированную в проводнике по закону Фарадея, то она окажется различной как по величине, так и по направлению. В проводниках, перемещающихся под северными полюсами, ЭДС для этого случая на рис.4 (а) показано против часовой стрелки). Проводники, расположенные под южным полюсом пересекают магнитные силовые линии, направленные относительно проводника в обратном направлении (рис.3), поэтому в них индуктируется ЭДС Е2 и Е1 другого направления - на рис.4 (а) они показаны по часовой стрелке.
Рис.4 Соединение обмоток якоря между собой.
На геометрической нейтрали, т.е. на линии, проведённой по середине между полюсами различной полярности, проводник не пересекает силовых линий и индуктированная в нём ЭДС равна нулю. Если теперь на коллекторные пластины, связанные с проводниками, пересекающими геометрическую нейтраль, поставить щётки, соединить их через одну между собой в 2 группы и подвести к ним постоянное напряжение, то:
вся вращающаяся обмотка якоря окажется разбитой на параллельные ветви с током, неподвижным в пространстве. Число параллельных ветвей 2а будет равно числу главных полюсов 2р (рис.4 (б));
замыкание щёткой двух соседних коллекторных пластин, и следовательно, замыкание накоротко связанного с ним проводника не сопровождается появлением тока короткого замыкания, т.к. в проводнике не индуктируется ЭДС.
при дальнейшем движении коллектора произойдёт размыкание коллекторных пластин и проводник окажется включённым в ветвь обмотки, расположенной под полюсом другой полярности. Ток и индуктированная ЭДС изменят направление (рис.4).
В заключении заметим, что показанная на рис.4 (а) конструкция обмотки хорошо иллюстрирует принцип соединения проводников между собой и их подсоединение к коллектору, но имеет ряд конструктивных недостатков. В современных машинах применяются якоря барабанного типа, в которых обмотка выполняется в виде витков, объединённых в секцию (у ТЭД секция состоит из одного витка). Совокупность деталей - сердечника, обмотки, коллектора и вала называется якорем электрической машины.
2. Расчётная часть
2.1 Рассчитаем номинальный ток ТЭД
При определении тока используем заданные РДН, UДН, ?ДН и выражение:
РДН = UДН тАвIтАв ?ДН 10-3 (1)
Где ?ДН = 0.94 - коэффициент полезного действия ТЭД;
РДН - номинальная полезная мощность на валу ТЭД, кВт;
IН = РДН / UДНтАв ?ДН10-3 = 900 / 950тАв0.94 10-3 = 1007,838 (А)
2.2 Рассчет ЭДС, индуктированной в обмотке якоря при номинальном режиме
+U - Cn тАвФ n = IтАв ? rg (2)
Где ? rg - суммарное сопротивление всех участков силовой цепи.
Величина сопротивления обмоток двигателя обычно указывается заводом - изготовителем. В данном случае она нам не известна поэтому определяем её ориентировочно по заданному падению напряжения при номинальном режиме, а именно:
IДН тАвrg = 0.04тАв UДН
rg = 0.04 UДН / IДН =0.04тАв950 / 1007,838 = 0,038 (Ом).
Сn тАвФ n = - IтАв? rg + UДН = - 1007.838тАв0.038 + 950 = 911.702 (В).
2.3 Определим магнитный поток ТЭД при номинальном режиме используя выражение
Е = СnтАвФтАвn (3)
Где n - частота вращения якоря, об/мин;
Сn =PтАвN / aтАв60-конструктивная постоянная
для расчёта ЭДС по частоте вращения
якоря, В/об/мин
Сn =PтАвN / aтАв60 = 3тАв696/3тАв60 = 11.6 (В/об/мин)
Ф=Е / СnтАвn = 911.702/11.6тАв1150 = 0.068 (Вб)
2.4 Получим кривую намагничивания ТЭД для заданного мне варианта
Для выполнения данной контрольной работы кривую намагничивания зададим в виде зависимости магнитного потока двигателя от тока возбуждения, выраженной относительно номинальных значений IВН и ФВН (табл.2)
Таблица №1
Ток возбуждения IВ/IВН0.250.50.751.01.5 Магнитный поток ФВ/ФВН0.50.760.91.01,11
Чтобы получить кривую намагничивания для заданного мне варианта нужно пересчитать данные табл.1 в абсолютные значения.
Каждое значение рассчитывается из условия:
IВ = (IВ/IВН) IВН, (А) и ФВ = (ФВ/ФВН) ФВН, (Вб)
IВ1 =0.25тАвIН=0.25тАв1007,838=251,96 (А);
IВ2 =0.50тАвIН=0.50тАв1007,838=503,92 (А);
IВ3 =0.75тАвIН=0.75тАв1007,838=755,88 (А);
IВ4 =1.00тАвIН=1.00тАв1007,838=1007,84 (А);
IВ5 =1.50тАвIН=1.25тАв1007,838=1511,76 (А).
Ф1=0.50тАвФН=0.50тАв0,068=0,034 (Вб);
Ф2=0.76тАвФН=0.76тАв0,068=0.052 (Вб);
Ф3=0.90тАвФН=0.90тАв0,068=0.0612 (Вб);
Ф4=1.00тАвФН=1.00тАв0,068=0.068 (Вб);
Ф5=1.11тАвФН=1.11тАв0,068=0.075 (Вб).
Результаты расчёта занесём в таблицу 2.
Таблица №2
Ток