Шунтовая обмотка двигателя для чего

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения

Прямой запуск
Выход из синхронизма
Синхронный компенсатор

Конструкция синхронного электродвигателя с обмоткой возбуждения

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения, как и любой вращающийся электродвигатель, состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Статор обычно имеет стандартную трехфазную обмотку, а ротор выполнен с обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения соединена с контактными кольцами к которым через щетки подходит питание.

Принцип работы

Постоянная скорость вращения синхронного электродвигателя достигается за счет взаимодействия между постоянным и вращающимся магнитным полем. Ротор синхронного электродвигателя создает постоянное магнитное поле, а статор – вращающееся магнитное поле.

Работа синхронного электродвигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора

Статор: вращающееся магнитное поле

На обмотки катушек статора подается трехфазное переменное напряжение. В результате создается вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью пропорциональной частоте питающего напряжения. Подробнее о том, как посредством трехфазного напряжения питания образуется вращающееся магнитное поле можно прочитать в статье «Трехфазный асинхронный электродвигатель».

Ротор: постоянное магнитное поле

Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока через контактные кольца. Магнитное поле создаваемое вокруг ротора возбуждаемое постоянным током показано ниже. Очевидно, что ротор ведет себя как постоянный магнит, так как имеет такое же магнитное поле (в качестве альтернативы можно представить, что ротор сделан из постоянных магнитов). Рассмотрим взаимодействие ротора и вращающегося магнитного поля. Предположим вы придали ротору начальное вращение в том же направлении как у вращающегося магнитного поля. Противоположные полюса вращающегося магнитного поля и ротора будут притягиваться друг к другу и они будут сцепляться с помощью магнитных сил. Это значит, что ротор будет вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле, то есть ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Синхронная скорость

Скорость с которой вращается магнитное поле может быть вычислена по следующему уравнению:

где N_s – частота вращения магнитного поля, об/мин,
f – частота тока статора, Гц,
p – количество пар полюсов.

Это значит, что скорость синхронного электродвигателя может очень точно контролироваться изменением частоты питающего тока. Таким образом эти электродвигатели подходят для высокоточных приложений.

Прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Почему синхронные электродвигатели не запускаются от электрической сети?

Если ротор не имеет начального вращения, ситуация отличается от описанной выше. Северный полюс магнитного поля ротора будет притягиваться к южному полюсу вращающегося магнитного поля, и начнет двигаться в том же направлении. Но так как ротор имеет определенный момент инерции, его стартовая скорость будет очень низкой. За это время южный полюс вращающегося магнитного поля будет замещен северным полюсом. Таким образом появятся отталкивающие силы. В результате чего ротор начнет вращаться в обратную сторону. Таким образом ротор не сможет запуститься.

Демпферная обмотка — прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Чтобы реализовать самозапуск синхронного электродвигателя без системы управления между наконечниками ротора размещается «беличья клетка», которая также называется демпферной обмоткой. При запуске электродвигателя катушки ротора не возбуждаются. Под действием вращающегося магнитного поля, индуцируется ток в витках «беличьей клетки» и ротор начинает вращаться подобно тому, как запускаются асинхронные двигатели.

Когда ротор достигает своей максимальной скорости, подается питание на обмотку возбуждения ротора. В результате, как говорилось ранее, полюса ротора сцепляются с полюсами вращающегося магнитного поля и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью. При вращении ротора с синхронной скоростью, относительное движение между белечьей клеткой и вращающимся магнитным полем равно нулю. Это значит, что отсутствует ток в короткозамкнутых витках, а следовательно «беличья клетка» не оказывает воздействия на синхронную работу электродвигателя.

Выход из синхронизма

Синхронные электродвигатели имеют постоянную скорость независящую от нагрузки (при условии что нагрузка не превышает макимально допустимую). Если момент нагрузки больше, чем момент создаваемый самим электродвигателем, то он выйдет из синхронизма и остановиться. Низкое напряжение питания и низкое напряжение возбуждения также могут быть причинами выхода двигателя из синхронизма.

Синхронный компенсатор

Синхронные электродвигатели могут также использоваться для улучшения коэффициента мощности системы. Когда единственной целью использования синхронных электродвигателей является улучшение коэффициента мощности их называют синхронными компенсаторами. В таком случае вал электродвигателя не соединяется с механической нагрузкой и вращается свободно.

Назначение, расположение и устройство регулировочных реостатов в цепи шунтовых обмоток возбуждения ТЭД.

Признаки неисправности регулировочных реостатов.Реостаты и резисторы предназначены для ограничения силы тока в электрических цепях. По своему назначению различают: пусковые, тормозные и регулировочные реостаты, демпферные, разрядные и добавочные резисторы.

Регулировочные реостаты предназначены для регулирования магнитного потока создаваемого шунтовыми и сериесными обмотками возбуждения (меняют силу тока, пропускаемого через катушки).

В качестве регулировочных реостатов в цепи ШОВ ТЭД используется реостат ЯС-42, который состоит из элементов типа СР-200.

Элемент СР-200 представляет собою фарфоровый цилиндр, который имеет на боковой поверхности спиральную канавку, в эту канавку уложена фехралевая проволока.

В качестве регулировочного реостата в цепи СОВ ТЭД используется реостат КФ-62А, набранный из элементов типа КФ, которые представляют собою фехралевую спираль, намотанную на ребро и уложенную в пазы двух керамических изоляторов. Фехраль – это сплав трех металлов: железа (феррум), хрома и алюминия. Сплав обладает достаточным удельным сопротивлением, механической прочностью и высокой жаростойкостью.

Признаки неисправности регулировочных реостатов:

· ТБ не разгоняется

· Слабый электродинамический тормоз

Назначение, устройство и работа реле ускорения РУ в электрической схеме ТБ. Признаки неисправной работы РУ.Реле ускорения РУ предназначено для автоматического пуска и остановки служебного двигателя в зависимости от положения педали хода и величины тока в обмотке якоря ТЭД.

Основные составные части реле ускорения РУ:

· Основание, выполненное из электроизоляционного материала. · Стойка. · Скоба. · Сердечник, который закреплен одним концом в стойке, а другим концом в скобе. · Силовая катушка РУ1 · Регулировочная (подмагничивающая) катушка РУ2 · Подъемная катушка РУ3 · Якорь · Регулировочная пружина с регулировочным винтом, им изменяется её натяжение. · Контактная группа. Подвижный и неподвижный контакты (2 пары, нормально-замкнутые и нормально-разомкнутые) · Клеммы для подключения внешних проводов.

Силовая катушка РУ1 работает в силовой цепи и включена последовательно в цепь обмотки якоря ТЭД, следовательно величина тока в обмотке якоря и тока, проходящего через катушку РУ1 будет одинаковой.

Регулировочная катушка РУ2 и подъёмная катушка РУ3 работают в цепи управления

Контактная группа РУ имеет две пары контактов, одна из которых – нормально-замкнутые контакты, а другая – нормально-разомкнутые. Обе пары контактов работают в одной цепи – цепи обмотки якоря СД

1. Но поз. Х1 =150 А, ток отпадания якоря =130 А

2. На поз. Х2-Х3 = 300 А, ток отпадания якоря =250 А

РУ имеет малонасыщенную магнитную сиситему.

Работа реле ускорения РУ.

Работа ГРК осуществляется под контролем реле ускорения РУ. На поз. Х1 ГРК осуществляет последовательное отключение пусковых реостатов. При этом число оборотов ТЭД возрастает, но возрастает и величина тока в обмотке якоря ТЭД. Как только величина тока в обмотке якоря (а следовательно и в силовой катушке РУ1) достигнет 150 А – магнитная система РУ притянет якорь. Контакты РУ в цепи управления переключатся, обмотка якоря служебного двигателя потеряет питание, и якорь СД будет включен на короткозамкнутый тормозной контур. Служебный двигатель остановился, остановился кулачковый вал ГРК, прекратился процесс отключения пусковых реостатов.

Но с увеличением числа оборотов двигателя, в двигателе возросла величина противо ЭДС, которая, как известно, ослабляет ток в электродвигателе. И как только величина тока в ТЭД достигла 130 А, под действием регулировочной пружины якорь РУ отпал от магнитной системы. Контакты РУ переключились в исходное положение. Обмотка якоря служебного двигателя вновь получила питание. Вновь вращается кулачковый вал ГРК, возобновился процесс последовательного отключения пусковых реостатов. Как только величина тока в обмотке якоря ТЭД вновь достигнет 150 А, весь цикл работы РУ повторится. РУ тем самым обеспечивает плавный разгон ТБ.

На поз. Х1 через кулачковый элемент контроллера хода КВ(М-1) получает питание регулировочная (подмагничивающая) катушка реле ускорения РУ2. Наличие в РУ подмагничивающего потока снижает ток уставки реле.

Если РУ отрегулировано по току на 300 А, то при подключении регулировочной катушки РУ2 якорь реле РУ будет притягиваться к магнитной системе при силе тока в катушке РУ1 =150 А.

Если РУ сработает раньше, чем кулачковый вал ГРК довернется до очередной позиции (т.е. будет находится между позициями), то якорь служебного двигателя будет получать питание через подъемную катушку РУ3 и кулачковый элемент ГРК РК-«М». Кулачковый элемент РКП в цепи тормозного контура будет разомкнут. При подходе вала ГРК к ближайшей позиции контакты РК-«М» разомкнётя, а контакты РКП замкнутся, и якорь СД будет включен на короткозамкнутый тормозной контур

Неисправность: ГРК не возвращается на 1 позицию:

Причина: неисправны контакты реле ускорения РУ.

Пневматическая подвеска переднего моста. Основные элементы подвески. Как связаны элементы подвески с мостом и кузовом.Пневматическая подвеска переднего моста применялась на первых ТБ ЗиУ-9Б. Здесь использовалась пневматическая подвеска с четырехштанговым направляющим устройством.

На современном подвижном составе вернулись к пневматической подвеске с реактивными штангами.

Состав пневматической подвески:

Элементы подвески	Передний мост	Задний мост	Назначение
Реактивные штанги	– Фиксируют мосты относительно кузова – Воспринимают тяговые и тормозные усилия. 2 нижние штанги составляют V-образный рычаг 2 верхние расположены вдоль оси троллейбуса.
Регуляторы уровня пола(КУП)	— Служат для автоматического управления потоком сжатого воздуха, поступающего или выходящего из пневмоэлементов. — Поддерживают постоянную высоту пневмоэлементов
Пневмоэлементы	— Воспринимают вертикальные нагрузки и передают их от основания кузова на передний и задний мост, — Уменьшают толчки и удары. — Поддерживают кузов на постоянном расстоянии от поверхности дороги
Амортизаторы	— Гасят вертикальные колебания кузова и раскачивания — Повышают плавность движения.
Ограничитель хода кузова(«болт»)	Для ограничения вертикального хода кузова.

Назначение, устройство и характерные неисправности тормозного цилиндра. По каким признакам водитель может судить о неисправности цилиндра?Пневматический тормозной цилиндр служит для привода в действие тормозных механизмов колёс. Тормозные цилиндры передних и задних колёс одинаковые.

Назначение: – передача усилия на тормозные рычаги – поворот тормозных рычагов совместно с разжимными кулаками – приведение в действие тормозных колодок Расположение На крышке [1] установлены две шпильки [2], которыми передние цилиндры крепятся к кронштейнам суппорта поворотной цапфы управляемого моста, а задние – к специальным кронштейнам балки ведущего моста.

Устройство тормозного цилиндра:

1. Крышкас двумя ввернутыми в неё шпильками для крепления на кронштейне. В крышке имеется отверстие для вывода штока и боковое отверстие с фильтром сеткой для связи с атмосферой, чтобы не создавалось противодавление воздуха.

2.Двешпильки

3. Корпусштампованный, стальной. С торца имеется канал, куда вварен штуцер [12] для крепления резинового шланга подачи сжатого воздуха из тормозного крана и отвода воздуха после окончания торможения

4. Поршень.На поршень поставлена уплотнительная резиновая манжета [6], а в канавку уложен сальник. в поршень ввернут направляющий цилиндр [8]

5. Шток.Имеет шарнирное соединение с поршнем. Это позволяет ему отклоняться при работе от продольной оси цилиндра. Головка зажата между сухарями[11]. На конце штока закреплена вилка для соединения с тормозным рычагом посредством пальца.

Манжета

7. Возвратная пружина.Расположена между поршнем и крышкой. Она возвращает поршень со штоком в исходное положение.

8. Направляющая поршня (цилиндр)

Сальник

10. Защитная муфта (пыльник). Предохраняет поверхность направляющей от попадания на неё грязи и появления задиров. Имеет гофрированную форму.

Сферические сухари

Штуцер

При нажатии не тормозную педаль приводится в действие тормозной кран. Сжатый воздух по резиновому шлангу подаётся в подпоршневое пространство. Воздух давит на поршень и перемещает его вместе со штоком в сторону крышки. Возвратная пружина сжимается. Шток выходит из цилиндра и приводит в действие тормозной рычаг.

При растормаживании пружина возвращает поршень в исходное положение. Воздух из ТЦ выжимается через тормозной кран в атмосферу.

· Износ уплотнений и манжеты

· Просадка и излом пружины

· Излом или потеря пальца в вилке

· Утечка воздуха в штуцере или шланге

· Разрыв защитной муфты

· Засорение отверстия с сеткой (атмосферного с фильтром)

Максимальный выход штока

Передние цилиндры – 30 мм

Задние цилиндры – 35 мм

Максимальное давление — 4,5 атм.

Для свободного движения поршня и его направляющей внутреннюю полость цилиндра периодически покрывают смазкой (ЦИАТИМ-201)

Дата добавления: 2019-09-30 ; просмотров: 1058 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Обмотка электродвигателей. Применяемые материалы и инструменты

Подписка на рассылку

ВКонтакте
Facebook
ok
Twitter
YouTube
Instagram
Яндекс.Дзен
TikTok

Электродвигатель, как один из самых подверженных тяжелым нагрузкам агрегатов, очень часто выходит из строя. Основная причина поломок — скачки напряжения и перегрев, вследствие чего в обмотке нарушается изоляция, происходит замыкание и медные провода попросту плавятся. Выбрасывать двигатель — не всегда правильное решение, ведь можно обойтись его капитальным ремонтом, что, конечно же, в большинстве случаев дешевле, нежели покупка нового агрегата.

Обмотка электродвигателей — процесс достаточно трудоемкий, который требует от обмотчика-ремонтника не только усидчивости, но и немалого опыта. С какими же материалами и инструментами работает специалист? Ответим на этот вопрос.

Расходные материалы

Если взглянуть на обмоточные данные электродвигателей, то можно заметить, что в этих таблицах речь идет в основном о характеристиках используемых при обмотке медных и алюминиевых проводов. Именно они и являются основным расходным материалом. Каждый отдельный случай требует использования обмоточных проводов с определенными техническими характеристиками — марка, сечение, тип изоляции и т. д. (таблицы с обмоточными данными электродвигателей содержат всю необходимую информацию по выбору проводов).

Второй по важности расходный материал — изоляция, укладываемая в пазы сердечников между катушками (в простейшем случае — между первичной и вторичной), на выходе проводов из двигателя, для группировки проводов и в других случаях. Изоляция также имеет свои характеристики: рабочая температура, максимальное напряжение и сила тока, толщина и т. д. Примеры изоляционных материалов: стеклоленты, электрокартон, фторопластовая пленка и прочее. К примеру, согласно обмоточным данным однофазных электродвигателей с изоляцией E-класса используется лавсан.

После успешной обмотки электродвигателя приходит очередь пропитки его проводов специальными пропиточными жидкостями. Необходимы они для фиксации проводов и изоляции. В качестве таких материалов используются различные лаки, битумные и полиэфирные компаунды и прочие вещества, также отличные по техническим параметрам.

Инструменты

Основной рабочий инструмент обмотчика — кантователь. Это механизированный станок, предназначенный для намотки проводов на статоры различных типов двигателей.

После обработки агрегата пропиточными материалами его необходимо высушить для того, чтобы жидкость затвердела. Для этих целей используются сушильные шкафы (для наружной сушки терморадиационным способом), специальное оборудование, которое подает на обмотку ток, нагревающий провода и, как следствие, высушивающий пропиточный материал.

Несмотря на все совершенство современного оборудования, процесс обмотки электродвигателей очень редко проводится без использования ручных инструментов, особенно в случае ремонта агрегатов. В арсенале любого обмотчика-ремонтника всегда должны присутствовать (см. рис.):

фибровые пластинки;
фибровые язычки;
обратные клинья;
угловые ножи;
выколотки;
топорики;
наборы ключей для гибки стержней ротора (на рисунке показан только один образец).

В арсенале обмотчика могут присутствовать и другие вспомогательные инструменты, включая традиционные — пассатижи, бокорезы, пинцеты и т. д.

Катушки обмотки возбуждения машины постоянного тока

Конструкция синхронного электродвигателя с обмоткой возбуждения

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения (щетки не показаны)

Двигатель с независимым возбуждением

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения как раз и реализует третий принцип регулирования скорости. Его отличие в том, что обмотка возбуждения и магнитное поле главных полюсов подключаются к разным источникам. Ток возбуждения является неизменной характеристикой, а магнитное поле меняется. При этом изменяется число оборотов вала на холостом ходу, жесткость характеристики остается прежней.

Таким образом, принцип работы дпт с независимым возбуждением является достаточно сложным вследствие независимой работы двух источников, тем не менее, его главное преимущество – большая экономичность.

Принцип работы

Статор: вращающееся магнитное поле

Взаимодействие между вращающимся (у статора) и постоянным (у ротора) магнитными полями

Ротор: постоянное магнитное поле

Магнитные поля ротора и статора сцепленные друг с другом

Виды возбуждения и схемы включения двигателей постоянного тока.

Двигатели постоянного тока в зависимости от способов их возбуждения, как уже отмечалось, делятся на двигатели с независимым, параллельным (шунтовым), последовательным (сериесным) и смешанным (компаундным) возбуждением.
Двигатели независимого возбуждения, рис.8,а, требуют два источника питания. Один из них необходим для питания обмотки якоря (выводы Я1 и Я2 ), а другой — для создания тока в обмотке возбуждения (выводы обмотки Ш1 и Ш2). Дополнительное сопротивление Rд в цепи обмотки якоря необходимо для уменьшения пускового тока двигателя в момент его включения.

С независимым возбуждением выполняются в основном мощные электрические двигатели с целью более удобного и экономичного регулирования тока возбуждения. Сечение провода обмотки возбуждения определяется в зависимости от напряжения ее источника питания. Особенностью этих машин является независимость тока возбуждения, а соответственно и основного магнитного потока, от нагрузки на валу двигателя.

Двигатели с независимым возбуждением по своим характеристикам практически совпадают с двигателями параллельного возбуждения.

Двигатели параллельного возбуждения включаются в соответствии со схемой, показанной на рис.8,6. Зажимы Я1 и Я2относятся к обмотке якоря, а зажимы Ш1 иШ2 — к обмотке возбуждения (к шунтовой обмотке). Переменные сопротивления Rд и Rвпредназначены соответственно для изменения тока в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. Обмотка возбуждения этого двигателя выполняется из большого количества витков медного провода сравнительно малого сечения и имеет значительное сопротивление. Это позволяет подключать ее на полное напряжение сети, указанное в паспортных данных.

Особенностью двигателей этого типа является то, что при их работе запрещается отсоединять обмотку возбуждения от якорной цепи. В противном случае при размыкании обмотки возбуждения в ней появится недопустимое значение ЭДС, которое может привести к выходу из строя двигателя и к поражению обслуживающего персонала. По той же причине нельзя размыкать обмотку возбуждения и при выключении двигателя, когда его вращение еще не прекратилось. •

С увеличением частоты вращения его следует уменьшать, а при достижении установившейся частоты вращения — вывести

Рис. 8. Виды возбуждения машин постоянного тока,

а — независимого возбуждения , б — параллельного возбуждения,

в — последовательного возбуждения, г — смешанного возбуждения.

ОВШ — обмотка возбуждения шунтовая, ОВС — обмотка возбуждения

сериесная,’ ОВН — обмотка независимого возбуждения, Rд —

Долнительное сопротивление в цепи обмотки якоря, Rв- Дополнительное сопротивление в цепи обмотки возбуждения.

полностью. Отсутствие дополнительного сопротивления в обмотке якоря в момент пуска двигателя может привести к появлению большого пускового тока, превышающего номинальный ток якоря в 10. 40 раз [1,2].

Важным свойством двигателя параллельного возбуждения служит’ практически постоянная его частота вращения при изменении нагрузки на валу якоря. Так при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения частота вращения уменьшается всего лишь на (2.. 8)% [1,12].

Второй особенностью этих двигателей служит экономичное регулирование частоты вращения, при котором отношение наибольшей скорости к наименьшей может составлять 2:1, а при специальном исполнении двигателя — 6:1. Минимальная частота вращения ограничивается насыщением магнитной цепи, которое не позволяет уже увеличивать магнитный поток машины, а верхний предел частоты вращения определяется устойчивостью машины — при значительном ослаблении магнитного потока двигатель может пойти «вразнос» [1,3,4,6].

Двигатели последовательного возбуждения (сериесные) включаются по схеме, рис.8, в. Выводы С1 и С2 соответствуют сериесной (последовательной) обмотке возбуждения. Она выполняется из сравнительно малого числа витков в основном медного провода большого сечения. Обмотка возбуждения соединяется последовательно с обмоткой якоря. Дополнительное сопротивление Rд в цепи обмоток якоря и возбуждения позволяет уменьшить пусковой ток и производить регулирование частоты вращения двигателя. В момент включения двигателя оно должно иметь такую величину, при которой пусковой ток будет составлять (1,5. 2,5)Iн. После достижения двигателем установившейся частоты вращения дополнительное сопротивление Rд выводится, то есть устанавливается равным нулю.

Эти двигатели при пуске развивают большие пусковые моменты вращения и должны запускаться при нагрузке не менее 25% ее номинального значения. Включение двигателя при меньшей мощности на его валу и тем более в режиме холостого хода не допускается. В противном случае двигатель может развить недопустимо большие обороты, что вызовет выход его из строя [1,6,12 ]. Двигатели этого типа широко применяются в транспортных и подъемных механизмах, в которых необходимо изменять частоту врашения в широких пределах.

Двигатели смешанного возбуждения (компаундные), рис.8, г, занимают промежуточное положение ?» между двигателями параллельного и последовательного возбуждения. Большая принадлежность их к тому или другому виду зависит от соотношения частей основного потока возбуждения, создаваемых параллельной или последовательной обмотками возбуждения. В момент включения двигателя для уменьшения пускового тока в цепь обмотки якоря включается дополнительное сопротивление Rд. Этот двигатель обладает хорошими тяговыми характеристиками и может работать в режиме холостого хода.

Прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Почему синхронные электродвигатели не запускаются от электрической сети?

Демпферная обмотка — прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Простой электромагнит и концентрация поля

Если катушку ротора намотать не железный сердечник так, как показано на рис. 3.13(а), то получится магнит с одной парой полюсов N (North – северный) и S (South – южный).
Рис. 3.13(а). Простой электромагнит.
Из-за большого расстояния между полюсами магнитные силовые линии окажутся сильно рассеянными в пространстве. Теперь протянем полюса магнита навстречу друг другу, так, чтобы между ними остался лишь небольшой зазор (см. рис. 3.13(б)).
Рис. 3.13(6). Загнем концы электромагнита, чтобы сконцентрировать поле.
И, наконец, выполним полюса магнита в виде набора зубьев, входящих друг в друга, но без соприкосновения (см. рис. 3.14). Мы получим в сумме длинный узкий зазор между полюсами N и S, через который будет происходить “утечка” магнитного поля наружу. При вращении ротора эта “утечка” будет пересекать обмотки статора, и наводить в них э.д.с.

голоса

Рейтинг статьи

Читать еще: 402 двигатель глохнет при запуске