Электрические машины. Лекция 11

Содержание

Слайд 2

Электрические машины – устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую (генераторы), или преобразующие

Электрические машины – устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую (генераторы), или преобразующие
электрическую энергию в механическую (двигатели).

Двигатели по назначению можно подразделить:
приводные;
исполнительные.
Приводные – приводят в движение те или иные устройства (с возможностью торможения реверса и регулирования частоты вращения).
Исполнительные – поворачивают те или иные устройства с заданной скоростью на заданные углы, т.е. отрабатывают заданный сигнал.

Принцип действия электрических машин основываются на взаимодействии магнитного поля и проводника с током (у двигателей) и на взаимодействии магнитного поля и вращающегося проводника
(у генераторов).

Слайд 3

Принцип действия двигателя

Иллюстрация возникновения силы Ампера

Рис. 1

Рис. 2

- скорость зарядов в проводнике

-

Принцип действия двигателя Иллюстрация возникновения силы Ампера Рис. 1 Рис. 2 -
Сила Ампера

Слайд 4

Устройство электрических машин

Электрические машины состоят:

Статор – неподвижная часть;
Ротор – вращающая часть.

Электрические машины

Устройство электрических машин Электрические машины состоят: Статор – неподвижная часть; Ротор –
можно разделить по функциональным признакам:

Часть машины, в проводниках которой наводится ЭДС вращения, называют якорем,
Часть машины, создающую магнитное поле, в котором находится якорь, называют возбудителем. На рисунках 1 и 2 роль якоря играет проводник ab.

Направление силы, действующей на проводник с током определяется правилом левой руки.

Направление ЭДС, возникающего в проводнике определяется правилом правой руки.

Слайд 5

Способы создания магнитного поля

Магнитное поле электрической машины создаются:
С помощью постоянных магнитов;
С

Способы создания магнитного поля Магнитное поле электрической машины создаются: С помощью постоянных
помощью постоянного тока;
В обоих случаях магнитное поле неподвижно относительно оси статора. Якорь вращается в постоянном магнитном поле.

Магнитное поле машины может иметь одну или несколько пар полюсов (обозначают - p).

Если p>1, то окажется, что окружность вокруг продольной оси машины будет поделена
между полюсами на 2р равных частей. Дуга окружности, приходящаяся на один полюс,
называется полюсным делением.
Полюса чередуются, поэтому одному периоду изменения магнитной индукции
соответствует 360 электрических градусов, т.е. в окружности машины содержится p· 360
электрических градусов.
Следовательно, 1 геометрический градус = p * электрических градусов!
Пример: число пар полюсов машины p=2 , тогда окружность машины делится на 2 дуги,
следовательно 1°=2 электр.°.

3. С помощью переменного тока. Магнитное поле вращается относительно оси статора.

Принцип действия электрических машин основываются на взаимодействии магнитного поля и проводника с током (у двигателей) и на взаимодействии магнитного поля и вращающегося проводника (у генераторов).

Слайд 6

Способ создания переменного магнитного поля переменным током

Появление вращающего магнитного поля трехфазной

Способ создания переменного магнитного поля переменным током Появление вращающего магнитного поля трехфазной
системы:

,

Обмотка

Мгновенные значения тока и созданной магнитной индукции

Слайд 7

Магнитное поле перемещается в сторону той фазы, в которой ожидается ближайший максимум,

Магнитное поле перемещается в сторону той фазы, в которой ожидается ближайший максимум,
т.е. направление вращения совпадает с чередованием тока в фазах (в нашем случае по часовой стрелке).

Слайд 8

Если число пар магнитных полюсов р,
запишем общую формулу для угловой скорости

Если число пар магнитных полюсов р, запишем общую формулу для угловой скорости
вращения магнитного поля:

В инженерной практике скорость вращения измеряется в оборотах/минуту
поэтому формула скорости принимает вид:

где, f – частота питающей сети

n0 – синхронная частота вращения

Для частоты питающей сети f =50 Гц
n0 =3000 об/мин; 1500 об/мин; 1000 об/мин;

Слайд 9

Ротор и статор электрических машин делятся:
явнополюсные - а) статор, в) ротор
неявнополюсные -

Ротор и статор электрических машин делятся: явнополюсные - а) статор, в) ротор
б) статор, г) ротор

Слайд 10

Машины постоянного тока
(структура и составные части)

1 – обмотка возбуждения;
2 –

Машины постоянного тока (структура и составные части) 1 – обмотка возбуждения; 2
главные полюсы;
3 – якорь;
4 – обмотка якоря;
5 – щетки;
6 – корпус (станина)

Слайд 11

Элементы конструкции машин постоянного тока

1 – станина;
2 – сердечник;
3 – полюсная катушка.

1,

Элементы конструкции машин постоянного тока 1 – станина; 2 – сердечник; 3
2 – втулки;
4 – коллекторная пластина;
5 – изолятор.

1 – обойма;
2 – щетка;
3 – пружина;
4 - гибкий проводник.

Слайд 12

.

Элементы конструкции машин постоянного тока (ротор)

1 – зубец;
2 – паз;
3 –

. Элементы конструкции машин постоянного тока (ротор) 1 – зубец; 2 –
вентиляционное отверстие;
4 – нажимные шайбы (хомуты);
5 – обмотка якоря;
6 – коллектор.

Слайд 13

Генератор постоянного тока
Принцип действия

1 - полюса статора;
2 - коллектор;
3 - щётки;
4 -

Генератор постоянного тока Принцип действия 1 - полюса статора; 2 - коллектор;
ротор;
5 - обмотка ротора.

Слайд 14

Генератор постоянного тока
Принцип действия

Парой полюсов создаётся основной магнитный поток машины.

Обмотка ротора связана

Генератор постоянного тока Принцип действия Парой полюсов создаётся основной магнитный поток машины.
с внешней сетью с помощью коллектора и щёток.

В обмотках ротора создается переменный ЭДС.

Коллекторно-щеточный узел выпрямляет переменный ЭДС.

Величина мгновенного ЭДС определяется В, длиной проводника l и линейной скоростью v.

Так как

и

Сe – электрическая постоянная машины

Слайд 15

Генератор постоянного тока

Схема замещения якорной цепи генератора:

По второму закону Кирхгофа для якорной

Генератор постоянного тока Схема замещения якорной цепи генератора: По второму закону Кирхгофа
цепи можно записать уравнение:

Так как в обмотке течёт ток, то возникает сила Ампера Fпр и
момент который направлен навстречу вращения

n

Mэм

Eя – ЭДС якоря генератора;
Rя - сопротивление обмотки якоря;
Iя - ток якоря;
Uя – напряжение на зажимах якоря.

Слайд 16

Двигатель постоянного тока
Принцип действия

Парой полюсов создаётся основной магнитный поток машины.

Обмотка ротора связана

Двигатель постоянного тока Принцип действия Парой полюсов создаётся основной магнитный поток машины.
с внешней сетью с помощью коллектора и щёток.

В обмотках ротора (якоря) создается переменный ЭДС.

Величина мгновенного ЭДС определяется В, длиной проводника l и линейной скоростью v. Противо-ЭДС направлен навстречу току

N – число активных проводников, а – число параллельных проводников

Так как в обмотке течёт ток,
то возникает сила Ампера Fпр

Слайд 17

Классификация генераторов постоянного тока

Генераторы постоянного тока классифицируются по способу создания
магнитного потока и

Классификация генераторов постоянного тока Генераторы постоянного тока классифицируются по способу создания магнитного
соединения обмотки возбуждения и обмотки якоря.
Они бывают двух типов.
С независимым возбуждением:
питание обмотки возбуждения от независимого источника;
с постоянными магнитами.
С самовозбуждением:
параллельным возбуждением;
последовательным возбуждением;
смешанным возбуждением.

Слайд 18

Двигатель постоянного тока
Принцип действия

Схема замещения якоря двигателя

По второму закону Кирхгофа для якорной

Двигатель постоянного тока Принцип действия Схема замещения якоря двигателя По второму закону
цепи можем написать уравнение:

Электромагнитный момент развиваемый силой Ампера Fпр определяется

n

Mэм

См – магнитная постоянная машины

Слайд 19

Классификация генераторов постоянного тока

а. Генератор с независимым возбуждением;
б. Генератор с параллельным возбуждением;
в.

Классификация генераторов постоянного тока а. Генератор с независимым возбуждением; б. Генератор с
Генератор с последовательным возбуждением;
г. Генератор со смешанным возбуждением;

Слайд 20

Внешние характеристики генераторов постоянного тока

Внешняя характеристика генератора – зависимость напряжения
на зажимах от

Внешние характеристики генераторов постоянного тока Внешняя характеристика генератора – зависимость напряжения на
тока нагрузки Uн = f(Iн)
Имя файла: Электрические-машины.-Лекция-11.pptx
Количество просмотров: 34
Количество скачиваний: 0