Конструктивное исполнение и физический принцип работы

Геометрическая многофункциональная модель машины неизменного тока, работающей в режиме генератора, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Геометрическая многофункциональная модель машины неизменного тока

Машина неизменного тока, как неважно какая электронная машина, имеет недвижную и крутящуюся части.

Недвижная часть машины, именуемая индуктором, состоит из полюсов 1 и круглого железного ярма, к которому прикрепляются полюсы Конструктивное исполнение и физический принцип работы. Предназначением индуктора является создание в машине основного магнитного потока.

Крутящаяся часть машины состоит из цилиндрического якоря 2 и коллектора 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Концы секций обмотки соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора. На коллектор налегают недвижные щетки 4, при Конструктивное исполнение и физический принцип работы помощи которых обмотка якоря соединяется с наружной цепью, если машина работает генератором, либо подключаются к источнику питания неизменного тока, если работает движком.

Основной магнитный поток в машинах неизменного тока создается обмоткой возбуждения, которая размещена на сердечниках полюсов и питается неизменным током.

Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь Конструктивное исполнение и физический принцип работы к южному полюсу S и от него через ярмо опять к северному полюсу.

В режиме мотора машина работает, если к ее обмотке якоря подвести неизменный ток от наружного источника. При всем этом на проводники обмотки якоря будут действовать электрические силы и возникнет электрический момент . При достаточной величине якорь Конструктивное исполнение и физический принцип работы машины придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент при всем этом является движущим и действует в направлении вращения[1].

В режиме мотора коллектор превращает потребляемый из наружной цепи неизменный ток в обмотке якоря в переменный ток и работает, таким макаром, в качестве механического инвертора тока.

Проводники обмотки якоря Конструктивное исполнение и физический принцип работы мотора также крутятся в магнитном поле, и потому в обмотке якоря мотора индуктируется ЭДС . В движке ЭДС якоря ориентирована против тока и приложенного к зажимам якоря напряжения . Потому ЭДС якоря мотора именуется противоэлектродвижущей силой, противо-ЭДС.

Для движков неизменного тока принято их работоспособность рассматривать по последующим режимам работы:

- установившийся режим Конструктивное исполнение и физический принцип работы работы;

- пусковые, тормозные режимы работы и режим реверса, который связан с конфигурацией направления вращения вала мотора;

- режимы регулирования скорости вращения вала.

1.2. Схема мотора неизменного тока

Беря во внимание конструктивные особенности выполнения ДПТ, где взаимодействия магнитных полей перпендикулярны друг дружке, а ЭДС вращения наводится в обмотке якоря, расчетную схему модели Конструктивное исполнение и физический принцип работы мотора можно представить в виде (рис. 2) [2].

Рис. 2. Схема ДПТ
для математической модели

Обмотка возбуждения (ОВ) размещается на оси , а обмотка якоря на оси . – напряжения обмоток ОВ и ОЯ соответственно. – ЭДС вращения в обмотке якоря (ОЯ). Координатные оси a, b недвижны в пространстве (wk = 0) с расположенными на их обмотками ОВ Конструктивное исполнение и физический принцип работы и ОЯ. В обмотке возбуждения (ОВ) ЭДС вращения не наводится, потому что магнитное поле обмотки якоря бездвижно в пространстве.

2 Математическое описание процессов в ДПТ

Для электромеханического преобразователя неизменного тока, т. е. ДПТ, нужно записать последующую систему уравнений равновесия напряжений, в каких в качестве переменных приняты значения токов в обмотках ОВ Конструктивное исполнение и физический принцип работы и ОЯ:

(1)

где UB= USa - напряжение обмотки возбуждения; UЯ= Urb - напряжение обмотки якоря; iВ, iЯ, RВ, RЯ, LВ, LЯ - токи, сопротивления и индуктивности соответственно обмотки возбуждения и обмотки якоря; erb= cewF - противо-ЭДС обмотки якоря (ЭДС вращения)[3].

Эти уравнения дополняются уравнением механического равновесия и выражением для электрического момента, представленного через токи Конструктивное исполнение и физический принцип работы 2-ух обмоток. Полученную систему уравнений необходимо привестит к виду, комфортному для математического моделирования (к виду Коши).

На этом завершается шаг математического описания процессов в электромеханическом преобразователе энергии неизменного тока, и приступаем к разработке расчетной части математической модели[4].

(2)

Lm - обоюдная индуктивность обмотки якоря и обмотки возбуждения; LВ = Lm + LσS Конструктивное исполнение и физический принцип работы; LЯ= Lm + Lσr - индуктивности обмоток возбуждения и якоря.

Установившийся режим работы мотора неизменного тока описывается так именуемой полной системой уравнений, которую можно получить, приравняв все производные нулю:

(3)

где – конструктивный коэффициент; – магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения; – ЭДС вращения.

В теории электропривода неизменного тока вводят понятие коэффициента связи при номинальном Конструктивное исполнение и физический принцип работы потоке возбуждения , отражающего связи обмотки якоря ДПТ с ЭДС вращения и электрическим моментом:

.

Для разработки математических моделей нужно сформировать блок начальных данных, который обычно для движков неизменного тока содержит каталожные данные, а конкретно:

– номинальную мощность мотора, кВт;

– номинальное напряжение обмотки якоря, В;

– номинальный ток обмотки якоря мотора, А;

– сопротивление Конструктивное исполнение и физический принцип работы обмотки якоря мотора, Ом;

– сопротивление дополнительных полюсов мотора, Ом;

– сопротивление компенсационной обмотки мотора, Ом;

– индуктивность обмотки якоря мотора, Гн;

– номинальный коэффициент полезного деяния, %;

– номинальную частоту вращения, об/мин;

– момент инерции якоря, кг×м2.

Дальше нужно найти характеристики мотора и соответственно

При помощи естественных и искусственных статических электромеханических и механических Конструктивное исполнение и физический принцип работы черт мотора неизменного тока оценивают принудительное регулирование скорости электродвигателя зависимо от требований технологического процесса[5].

Аналитические выражения для данных черт получают из системы уравнения (3), и они имеют последующий вид:

; (4)
, (5)

где символ «+» соответствует режиму рекуперативного (генераторного) торможения; символ «–» – режимам двигательному, противовключения и динамическому торможению; – полное сопротивление цепи обмотки якоря; – сопротивление мотора, равное сумме Конструктивное исполнение и физический принцип работы сопротивлений обмотки якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки.[6]

Задаем характеристики мотора в MathCAD:


Динамические режимы электропривода неизменного тока – это режимы работы при переходе от 1-го установившегося состояния привода к другому, происходящие во время запуска, торможения, реверсирования либо конфигурации нагрузки на валу мотора. Эти режимы характеризуются переменами Конструктивное исполнение и физический принцип работы ЭДС, угловой скорости, момента и тока.

Все эти режимы сопровождаются электромеханическими переходными процессами, которые представляют взаимосвязанные меж собой электрические и механические процессы.

Анализ этих процессов довольно просто в текущее время выполнить с внедрением математических моделей ДПТ НВ, реализованных в системе MathCAD[7].

Для реализации таких моделей в среде MathCAD воспользуемся Конструктивное исполнение и физический принцип работы численным способом решения уравнений.

Принимаем при исследовании динамического режима запуска мотора допущение, что магнитный поток – величина неизменная, и определяется только значением тока в обмотке возбуждения.

Потому с учетом допущения систему уравнений (2) приведем к уравнениям Коши и запишем в виде:

(6)

При нулевых исходных критериях система итерационных уравнений для расчета переходных процессов при пуске Конструктивное исполнение и физический принцип работы мотора неизменного тока будет иметь последующий вид

(7)
.


Механизм работы транзисторного ШИМ основан на использовании транзисторов в главном режиме: транзистор пропускает ток при подаче управляющего сигнала и перестает его пропускать после снятия сигнала.

Транзисторные ШИМ в первом приближении можно считать безупречными звеньями с нескончаемо малой инерционностью и нескончаемо Конструктивное исполнение и физический принцип работы малым внутренним сопротивлением и для анализа систем ШИМ воспользоваться выражениями механической характеритики и передаточной функции, приобретенной конкретно для мотора.

Схема управления ШИМ производит и распределяет во времени последовательности импульсов для управления отпиранием и запиранием силовых тиристоров и транзисторов. Эта схема, позволяющая получить силовые импульсы требуемой продолжительности зависимо от уровня напряжения Конструктивное исполнение и физический принцип работы управления при неизменном периоде следования импульсов, получила заглавие широтно-импульсного модулятора (ШИМ).

Заключение

Математическая модель позволяет рассматривать запуск электропривода с импульсным управлением на участке контактной сети.

В процессе выполнения данной лабораторной работы была произведена оценка эффективности использования широтно-импульсных преобразователей для плавного запуска мотора.

В процессе работы были построены статические и энерго Конструктивное исполнение и физический принцип работы свойства, также способом математического моделирования в пакете “Matcad” получена модель системы ШИМ – ДПТ.

Из построенных графиков видно, что при постепенном увеличении коэффициента наполнения, пусковой ток сократился приблизительно в 6 раз, снизилась исходная угловая скорость, что позволит продлить срок жизни мотора.


Перечень использованной литературы:

1 Бронов, С. А. Автоматическое проектирование электромеханических систем Конструктивное исполнение и физический принцип работы : учебное пособие / С. А. Бронов, А. В. Марарескул. — Красноярск, 2007. — 100с.

2 Бронов, С. А. Автоматическое проектирование электромеханических систем : учебное пособие для самостоятельного исследования / С. А. Бронов, А. В. Марарескул. — Красноярск, 2007. — 50 с.

3 Вольдек, А. И. Электронные машины: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. / А. И. Вольдек. — Л.: Энергия, 1978. — 832 с Конструктивное исполнение и физический принцип работы.

4 Важнов, А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока / А. И. Важнов. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. — 256 с.

5 Ковач, К. П. Переходные процессы в машинах переменного тока: пер. с нем. / К. П. Ковач, И. Рац. — М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 744 с.

6 Копылов, И. П. Математическое моделирование электронных машин: учебник для вузов Конструктивное исполнение и физический принцип работы / И. П. Копылов. — М.: Высшая школа, 1987. — 248 с.

7 Копылов, И. П. Математическое моделирование электронных машин: учебник для вузов / И. П. Копылов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 2001. — 327 с. — ISBN 5-06-003861-0.

8 Сипайлов, Г. А. Электронные машины (особый курс): учебник для вузов / Г. А. Сипайлов, Е. В. Кононенко, К. А Конструктивное исполнение и физический принцип работы. Хорьков. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1987. — 287 с.


konstruktorsko-vraschetno-teoreticheskom-razdele-rassmotreni-voprosi-kasayushiesya-obosnovaniya-strukturnoj-shemi.html
konsulskie-privilegii-i-immuniteti.html
konsultacii-dlya-vospitatelej.html