3 Дәрістін қысқаша курсы
жүктеу/скачать 6,02 Mb.
|
Агро УМКД
- Бұл бет үшін навигация:
- Якорь орамасы.
- Тұрақты тоқ машиналарындағы коммутация.
| Қоздыру орамасы. Қоздыру орамасы машинаның якорь айналатын полюс аралық кеңістігінде магнит өрісін туғызуға арналған. Қоздыру орамасы полюс өзекшесіне кигізілетін, каркасқа оралған шарғы түрінде жасалған (4.5 – сурет). Шағын және орта қуатты машиналарда қоздыру орамасы карқассыз шарғылар жиі қолданылады. Ылғал өткізгіштігін азайтып, жылу өткізгіштігін арттыру үшін қоздыру орамасы шарғысын, лакпен көпқайтара қанықтырады. Негізгі және қосалқы полюстердің қоздыру орамаларын дайындау технологиясы бірдей. Электр сұлбаларында негізгі полюстердің орамалары «ОВ», ал оның қысқыштары Ш1 және Ш2 әріптерімен белгіленген. Қосалқы полюстерінің орамалары «ОВД», ал оның қысқыштары Д1 және Д2 деп белгіленген.
Якорь орамасы. Якорь орамасы тұрақты тоқ машинасының маңызды құрамдық бөлігі, ол электр энергиясын магнит энергиясына (қозғалтқыш) немесе магнит энергиясы электр энергиясына айналдырады (генератор). Якорь орамасының орамдарының өткізгіштері якордың бойлық ойықтарына орналасады, ал олардың ұштары коллектордың қаңылтырларына жалғанады.
Электр сұлбаларында якорь орамасын «ОЯ», ал олардың ұштарын Я1 және Я2 арқылы белгіленеді. Тұрақты тоқ машиналардың якорының орамасы, айнымалы тоқ машиналарынікі сияқты тұзақтық және толқындық болып бөлінеді (4.10 – сурет), олардың ұштары коллектор қаңылтырларына жалғанады. Орамалар өздеріне тұйықталған өткізгіштер жүйесіне байланысты, қарапайым немесе күрделі болып келеді. Якорь орамасының негізгі элемент (бөлім) секция болады. Секцияның якорь орамасының, бірінен – бірі жалғасқан екі коллектор қаңылтырларына ұштарымен жалғасқан бөлігі. Секция бір немесе бірнеше орамдардан тұруы мүмкін (4.11 – сурет) секцияның ені мүмкіндігінше, якорь полюсінің бөліктеріне бірдей етіп таңдап алынады: мұндағы – көршілес полюстер өсінің арасындағы якорь шеңбері бойынша, қашықтыққа тең паолюстік бөліну; 2р – тұрақты тоқ машинасының полюстер саны; D – якорьдің сыртқы шеңбері. Секцияның жақтары якорь ойықтарына, әдетте екі қабат болып, оның бір жағы ойықтың жоғарғы қабатында, ал екінші жағы төменгі қабатта орналасады, ол 4.12 – суретте төрт бұрыш болып, әртүрлі түске боялған. 4.12 – сурет. Бөлімдерге екі қабатты етіп төсеу: а-орамды; б- екі орамды; в-үшорамды. Секциялар өзара тізбектей немесе қатарласып орналасуы мүмкін. Мұнда тұйықталған ораманың параллель тармақ саны екіден аз болмауы қажет: 2à 2 Орамалардың симетриялылығын сақтау үшін бөлімдердің жалпы саны қатарлас тармақтардың әр қайсысына олардың бүтін саны келетіндей етіп алады, демек: ñ/à =ê/à=á¾òií ñàí, мұндағы с – секция саны; к – коллектор қаңылтырының саны; а – якорь орамасының параллель тармағындағы жұптар саны; жалпы жағдайда: Ñ=ê=Zý мұндағы Zý – секция жақтарының жұп қатары санына тең, элементарлық ойын саны (4.12 – сурет). 4.13 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі якорінің шамалы (а) және толқынды орамалардың қадамдары. Орамалар қадамдарымен сипатталады (4.13 – сурет). Бірінші қадам У1 – бөлімнің ені немесе бөлімнің бас және аяқжақтарының арасындағы қашықтығы. Екінші қадам У2 – біріншінің аяқ жағы мен келесі бөлімнің бас жағы арасындағы қашықтық. Қорытынды қадам У – бірінен кейін бірі орналасқан бөлімдердің бас жақтары арасының қашықтығы. Коллектор бойынша қадам Ук – коллектор шеңбері бойынша, бөлімнің басы мен аяғы арасындағы қашықтығы. Бұл қашықтық әдетте коллектордың бөліну санымен өлшенеді. Арасындағы қадамдардың қатынасына қарай орама оң және сол қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Тұрақты орамалар үшін, қорытынды қадам, 4.13 – суретте көрсетілгендей: Ó=Ó1-Ó2=Óê. Ó > 0 болса, онда орама оң (айқаспайтын) (4.14а – сурет). Егер Ó<0 болса, онда орама сол (айқасатын) (1.14в-сурет). Сол орама, іс жүзінде қолданылмайды. Ó=Ó1 болса тұзақты орамасы қарапайым делінеді (4.14а-сурет). Егер Ó=Óê>1 болса, онда шамалы күрделі орама болғаны (4.15-сурет) оны біріне қарағанда екінші ығысқан қарапайым екі орама деп қарауға болады. Бұлар қуаты аз (50кВтқа дейінгі) аса төмен кернеулі (24 Вольтқа дейінгі) және қалыпты кернеулі қуаты жоғары қалыпты (110...120) Вольтты төмендетілген (60...80) Вольтты және төмен (24 Вольтқа дейін) кернеулі машиналарда қолданылады. Толқынды ораманың қорытындылаушы қадамы 4.13в – суретте көрсетілгендей мынаған тең: Ó=Ó1+Ó2=Óê. Барлық бөліктері орамаға кіру үшін бөліктердің ені осындай болғанда, якорь шеңберін бір орап шыққан соң, ораманың басы мен аяғы бірінен бірі "n" қарапайым ойықтарға ығысады.
Қорытындылаушы қадамдар жұп полюстер санына теңелуге тиіс болғандықтан, толқынды орамның қорытындылаушы қадамы былай өрнектеледі: Ó=(ñ ± n) /P мұндағы « - » айқаспайтын (оң) орамға; « + » айқасатын (сол) орамға сәйкес келеді. 4.16 – суретте қарапайым оң және сол орамалар көрсетілген. Толқынды орамалар үшін қатарлас жұп тармақтар санына қарапайым ойықтар санына n тең, демек: a=n. Осыны ескерсек (4.5) теңдеуі мына түрге келеді: ó=(ñ±n)/ð=(ê±à)/ð=óê болғанда толқынды қарапайым орамы болады. a=1 болса толқынды күрделі орамашығады. Толқынды қарапайым орама үшін (a=1) теңдеуі мына түрге келеді: ó=(ñ±1)/ð қорытындылаушы қадам (у) тұтас емес, бөлшек саны болуы мүмкін, ол технологиялық жағынан орындалмайтын іс. Мұндай жағдайда коллекторға қосылмаған немесе жасанды түрде «орамаға тұйықталған» «өлі» секцияны пайдалану делінетін жасанды тәсілге барады. Толқынды қарапайым орама, қуаты төмен (50 кВт-қа дейін) кернеуі қалыпты (110...120) Вольттық және орташа қуаты (50...500) кВт, қуаты жоғарылатылған (440...600) В және жоғарғы кернеулі машиналарда қолданылады. 4.16 – сурет. Толқынды қарапайым орама: а-сол; в-оң. Толқынды қарапайым орамдар, якорьлық орамалардың ішінде ең көп тараған түрі, олар қуаты аз, орташа қуатты, кернеуі 110-нан 600 Вольтқа дейінгі машиналарда қолданылады. Оның қарапайым жылу орамаларынан артықшылығы, оның полюс саны қанша болса да, тек қана екі тармақты және жұп полюстер саны бірден артық P>1 болғанда, өткізгіш аз жұмсалады. Олардың қимасы үлкен болғанына қарамастан, өткізгіш саны аздығы ораманы жасауды жеңілдетеді. Оның маңыздығы одан кем емес, тағы бір артықшылығы, теңестіргіш жалғаманы керек етпейтіні, ол тұзақты қарапайым орамада мүмкін емес. Тексергіш жалғама дегеніміз, ораманың теориялық потенциялы бірдей нүктелерін қосатын өткізгіштер. Олар орамының астында жатқан би полярлы тармағында потенциалдар туғызуға арналған. Ораманың жеке тармағындағы ЭҚК – тің теңсіздігі, полюстер арасындағы ауа саңылауның біртегіс болмауын шақырады, ол коллектордағы щеткінің орналасу симетриясыздығынан, якорьдің эксцентритетінен, құйма қаңқадағы бедерлерден және т.б. болады. Теңестірме тоқторы орманы, якорді және щеткіні қосымша жүктейді, содан машинаның жұмыс жағдайын нашарлатады, шығынын арттырады, қызуы жоғарылайды және ЭҚКі төмендейді. Толқынды күрделі орама a>1 дегеніміз толқынды «а» қарапайым орамалар, олар якорьге ойық саны мен коллектор қаңылтырларының саны қарапайым толқынды бір орамаға қажетті санынан «а» рет артық салынуы. Тәжрибеде олар салыстырмалы түрде аз кездеседі және кернеуі жоғарылатылған қуаттылығы орташа машиналарда кездеседі. Тұрақты тоқ машиналары жүктелгенде оның магнит өрісі негізгі полюстер мен якорь орамасындағы магнит өрістерінің өзара әрекеттесуінің нәтижесі болып табылады. Якорь магнит өрісінің, полюстердің магнит өрісіне әсері – якорь реакциясы делінеді. Якорь реакциясы нәтижесінде машина полюстер білігімен салыстырғанда симметриясы бұзылады (4.17 – сурет). 4.17 – сурет. Тұрақты ток мәшинесінің қорытынды магнит өрісінің суреті: а-жүктемесіз жұмыста; в-якорь өрісі; с-жүктелгенде; n-n геометриялық бейтарап m-m физикалық бейтарап. Егер нөлдік индукциясы бар нүкте арқылы өтетін сызықты физикалық бейтарап (m=m) деп атасақ онда, якорьдың магнит өрісінің әсерінен геометриялық бейтарапқа қарағанда (n=n’) белгілі бір бұрышқа бұрылады (4.17с – сурет). Бұл бұрыштың шамасы машинаның жүктелу шамасына, демек якордағы тоқ шамасына тәуелді, ол щеткіден алынатын ЭҚКтің мөлшеріне әсер етеді. Якорь орамасында тоқ жоқ кезінде (жүктемесіз жұмыс) машинаның физикалық және геометриялық бейтараптары сәйкестеледі (4.17а – сурет). Сонымен, егер щеткі геометриялық бейтарапқа орналасса, онда, бос жүріс кезінде ЭҚК – тің, мүмкін болған, ең көп мөлшерін алады, ал жүктемеленгенде, егер щеткі геометриялық бейтарапта тұрса, онда ЭҚК, жүктеусіз жұмыс кезіндегі ЭҚКпен салыстырғанда азаяды. Бұл машинаның қорытынды магнит өрістері полюстерінің генератор якорінің айналған жағына қарай ығысқандығынан болады (4.17с-сурет), ол геометриялық және физикалық бейтараптар арасындағы орналасқан өткізгіштер бөлігінде, бос жүріс кезіндегі ЭҚК – ке қарама – қарсы бағыттағы ЭҚК – тің индукциялануына әкеледі. 4.17 – суретте якорь орамасын өткізгіштеріндегі ЭҚК – тің бағыттары, крестермен және нүктелерімен көрсетілген. Сонымен қоса, якорь реакциясы құбылысы, егер олар машинаның жұмыс режимі кезінде, геометриялық бейтарапта орналасатын болса, щеткінің астынан ұшқындау күшейеді, машинаның магнит өрісінің ауытқуы якордағы тоққа тікелей тәуелділікте болады (демек машинаның жүктелуінен). Демек, якорь реакциясының жағымсыз әсерін болдырмау үшін, щеткіні физикалық байтарапқа орналастыру керек, оның ығысуы жүктемеге байланысты болғандықтан, щеткіні коллектор бетімен жүктеме байланысты жылжытып отыру керек: коллекторларда, якорь айналуына қарай, ал қозғалтқыштарда, якорь айналуына қарама – қарсы. Бұл қолайсыз ғана емес, іс жүзінде орындалмайды. Щеткінің геометриялық бейтарапта бекітілген жағдайында ондағы ЭҚК жүктемелге тәуелді болмауы, якорь реакциясының әсерінен орнын толтыру үшін, физикалық бейтарапты, геометриялық бейтарапқа қайтару керек. Тұрақты тоқ машиналарында щеткілер геометриялық бейтарапқа бекітіледі, жүктеменің өзгеруіне қарамастан, бір орнынан ауыстымау үшін қосымша полюстер орнату арқылы, якорь реакциясының орнын толтырады, олардың қоздыру орамасын якордің орамасымен тізбектей жалғастырады, ол жүктемеленуге қарай якорь орамасындағы тоқтың өзгеруіне толық сәйкес келетін магнит өрістерінің мөлшерін, автоматты түрде реттеуге мүмкіндік береді. Қосымша полюстер машина жармасына негізгі полюстер мен полюстік кезектелу арасына, якордың айналу барысына қарай генератор ретінде істегенде, негізгі полюстен қосымша, ал қозғалтқыш ретінде істегенді, қосымшаға полюстен негізгі полюске қарай (4.18 – сурет) жылжытып бекітіледі. Қуаттылығы 0,3 кВт және одан жоғары машиналарда әдетте, қосымша полюстер қойылады. Қосымша полюстер болмаған кезде, щеткі геометриялық бейтараптан, физикалық бейтарапқа қарай мынадай шамаға жылжытылады: 4.18 – сурет. Тұрақты ток мәшинесінің негізгі және қосымша полюстерінің өзара орналасуы. Тұрақты тоқ машиналарындағы 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 машиналарындағы коммутация күрделі процесс болып саналады, ол көптеген факторларға байланысты, олардың кейбірін талдау теориялық тұрғыдан қаралатын, ғылыми қағидаларға жатады. Сондықтан электр машиналарындағы коммутация процесстері теориясында бірқатар жорамалдаулар бар, олардың негізгілері: - коллектор мен щеткілер кез келген айналу жылдамдығында механикалық 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 машиналарындағы коммутация процессінің физикалық құбылысы қарастырылған. жүктеу/скачать 6,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|