Тұрақты ток электр жетектері

№7 дәріс

7. Тұрақты ток электр жетектері

Жоспар:

7.1 Әрекет принципі.

7.2 Негізгі теңдеулер

7.1 Әрекет принципі.

Кез келген коллекторлық тұрақты тоқ қозғалтқышының әрекет принципі Ампер заңына негізделген: магнит индукциясы В магнит өрісіндегі ток I жүретін өткізгішке сол қол ережесі бойынша бағытталған күш әрекет етеді. (3.7. суреті) Осы күш әрекетімен немесе орам болғанда — жұп күштер әрекетімен орам айнала бастайды және коллектордың арқасында үздіксіз айналады. Коллектор берілген магнит полюсы астында ток бағыты өзгермейтіндей және момент бірдей бағытта болатындай етіп ток бағытын өзгертіп отырады.

Тұрақты ток қозғалтқышының негізгі артықшылығы, маңызды ерекшелігі ондағы магнит полюстері туғызған магнит индукциясы В векторымен кез-келген қандайда күрделі зәкір орамындағы ток векторының арасында бұрыштың тік болуы. Бұл бұрыш коллектордағы шөткелердің орналасуымен ғана анықталады және басқадай қандай-да болсын жағдайларға тәуелсіз.

3.7 сурет. Коллекторлық тұрақты ток машинасының әрекет принципі

Магнит өрісіндегі қозғалған өткізгіштерде Фарадей заңына сәйкес айналу электр қозғаушы күші туындайды. (ЭҚҚ)

              (3.5)

мұнда v- оң қол ережесі бойынша бағытталған қозғалыстың сызықтық жылдамдығы. Кирхгофтың екінші заңына сәйкес орамдағы ЭҚҚ жиналып түсірілген кернеумен теңгеріледі.

U-E=IR (3.6)

мұнда E=〖 E〗_өт – жиынтық айналу ЭҚК; R — орамның кедергісі.

Тұрақты ток машиналары барлық электр машиналарындай қайтарымды, яғни қозғалтқышта болып және генераторда болып жұмыс істей алады

Қызметі жағынан тұрақты ток электрмашиналары генераторлар және қозғалтқыштар болып бөлінеді.

Тұрақты ток генераторлары технологиялық мақсаттарда тұрақты ток қажет техника ауқымында электролиз, электрлік дәнекерлеу, сонымен қатар тұрақты ток қозғалтқыштарын қоректендіру үшін қолданылады.

Тұрақты ток қозғалтқыштарын көтеру құрылғылары үшін, электрлік тартқышта, илемдік орнақтарда және басқа реттелетін электржетегінің түрлерінде қолданады.

Құрылыста тұрақты токты қозғалтқыш-генератордан қоректенетін айнымалы токты энергияны тұрақты токты энергияға түрлендіретін қуаты үлкен экскаваторлардың электржетегі үшін, сонымен қатар аккумуляторларды зарядтау үшін және кей жағдайда электрлік дәнекерлеу үшін қолданады.

Тұрақты ток машинасының құрылысы (3.2.6-сурет). Тұрақты ток машинасының негізгі бөліктері: қозғалмайтын бөлігі – статор, айналатын ротор, зәкір және подшипникті екі қалқан.

Статор станинадан — электрмагнит полюстерінің жұқа болат қаңылтырлардан жасалған, бір-бірінен жылтырсырлы кілегеймен немесе жұқа қағаз қаңылтырлардан оқшауланған өзекшелерден тұрады. Өзекшелерге машинаның қоздыру орамасы табылатын, мыс сымдарынан жасалған орауыштар кигізіледі.

3.8 -сурет. Тұрақты ток машинасының құрылысы: 1 — коллектор; 2 — щеткалар; 3 — зәкірдің өзекшесі; 4 — бас полюстің өзекшесі; 5 — полюстік орауыш; 6 — статор; 7— подшипникті қалқан; 8 — желдеткіш; 9 — зәкірдің орамасы

Тұрақты ток машиналарында зәкір деп аталатын машинаның роторы электромагниттің өзекшелері сияқты жұқа болат қаңылтырлардан құрылған цилиндрлік дене тәріздес. Машинаның зәкірінде ораманы орналастыру үшін паздар жасалады, ораманың шығыстары бір-бірінен және біліктен ток өткізбейтін материалмен (миканит) оқшауланып коллектордың пластиналарына бекітіледі.

Коллектордың сыртқы бетіне траверса арқылы машинаның қозғалмайтын бөлігіне бекітілген щеткалар орналастырылады. Зәкір айналғанда онымен қоса коллектор да айналады, ал щеткалар оның бетімен сырғып, қозғалмайтын күйде қала береді. Зәкірдің білігі подшипникті қалқандарда бекітілген подшипниктерде айналады

Егер бір емес, екі орамнан тұратын ораманы зәкірге ораса, және ол орамдарды зәкірде бір-біріне перпендикуляр етіп орналастырса, ол кезде зәкір айналғанда пайда болатын электр қозғаушы күштерінің бір-бірінен фаза бойынша айырмашылығы болады. Бір орамда ЭҚК-і нөлге тең болған кезде, екінші орамда ЭҚК-і максимал мәніне ие болады.

Зауыттардың шығаратын тұрақты ток машиналарының якорінің орамалары орауыштарының және коллектордың пластиналарының саны айтарлықтай көп болады. Ораманың орауыштары және коллектордың пластиналары санының сәйкес артуымен генератордың щеткаларында (шығысында) шамасы бойынша тербелісі өте аз қосынды кернеу алынады.

Тұрақты ток қозғалтқышының айналатын моментінің (М) шамасы келесі қатынаспен беріледі:

М = k Ф IЯ, (3.7)

мұндағы k — қозғалтқыштың тұрақтысы, оның құрылысына байланысты шама; Ф — магниттік ағын, Вб; Iя — зәкірдегі ток күші, А.

Қозғалтқыштың жылдамдығы келесі теңдеуге бағынады:

         (3.8)

мұндағы Rя — зәкір орамасының кедергісі, Ом.

3.9, а — суретте келтірілген қоздырылуы параллель қозғалтқыш желіге қозу орамасы желінің толық кернеуінің астында болатындай жалғанады. Сондықтан қозғалтқыштың магнит ағыны жүктемеге тәуелсіз тұрақты болып қалады, ал зәкірдің орамасындағы ток күші жүктемеге пропорционал түрде артады. Айналу жылдамдығы көп азаймайды.

3.9-сурет. Параллел (а) және тізбектей (б) қоздыру кезіндегі

Электр қозғалтқыштарының қосылу сұлбалары

Айналу жылдамдығын реттеу қозғалтқышқа келетін кернеуді өзгерту арқылы іске асырылады; зәкірдің тізбегіне кедергіні енгізу немесе магнит ағынын өзгерту арқылы іске асырылады. Зәкірдің тізбегіне кедергінің енгізілуі қозғалтқыштың жылдамдығының азаюына әкеледі; жылдамдықты реттеу тұрақты момент кезінде болады. Бұл әдіс көтергіштер, жүкшығырлар, поршеньдік компрессорлар, сораптар және т.б. үшін қолданылады. Бірақ бұл якорьдің барлық тогы өтетін қосымша кедергінің қызуына байланысты елеулі шығындармен байланысты. Қозғалтқыштың айналу жиілігін реттеудің ең көп тараған түрі магнит ағынын өзгерту болып табылады. Бұл қоздыру орамасына қосылған реостат арқылы іске асырылады. Қоздырудың ток күші азайғанда магнит ағыны да өзгереді, осыдан келе, қозғалтқыштың айналу жиілігі артады. Бұл кезде реттеу тұрақты қуат жағдайында болады. Реостаттың қоздыру орамасының тізбегіне қосылуы қоздырудың ток күшінің үлкен емес шамасына байланысты энергияның үлкен шығынына әкелмейді. Қоздырылуы параллел электрқозғалтқыштарда қоздыру орамасы үлкен кедергіге ие, осыдан келе, осы орамадағы және реостаттағы ток күшінің шамасы үлкен болмайды.

Қоздырылуы параллел электр қозғалтқышын желіге 3.9,б-суретте көрсетілген сызба бойынша қосады. Қоздырылуы тізбектей қозғалтқыштар өзінің сипаттамаларымен қоздырылуы параллел қозғалтқышынан қатты ерекшеленеді. Зәкірдің орамасымен тізбектей жалғанған қозғалтқыштың қоздыру орамасы арқылы оның барлық тогы өтетіндіктен, қозғалтқыштың жүктемесінің артуымен бір мезгілде оның полюстерінің магниттік ағынының шамасы да лезде артады. Осыған байланысты мұндай қозғалтқыштар, біріншіден, аз айналымдар кезінде үлкен айналу моментін көбейтеді (іске қосу кезінде) және, екіншіден, асқын жүктемелік қабілеттілікке ие. Сонымен қоса, білігінде жүктеменің азаюымен қозғалтқыштың айналу жиілігі жылдам артады және аз жүктеме кезінде (қалыптының ¼-нен аз) оның тұтастығына қауіпті жылдамдыққа ие болады. Бос жүріс, яғни жүктеме жоқ кезінде сериестік электр қозғалтқыштарды мүлдем қосуға болмайды. Бұл сериестік электр қозғалтқыштарының кемшілік қасиеті болып табылады.

Өзінің сипаттамалары бойынша бұл электрқозғалтқыштар көтергіш көліктік құрылғылардың жетектеріне келеді. Олар электрлік тартқышта (трамвай, троллейбус, электрлік темір жолдары) кеңінен қолданылады.

Құрылыстық практикада қоздырылуы тізбектей қозғалтқыштарын қозғалтқыш — генератордан қоректенетін қуаты үлкен кейбір экскаваторларда және аккумуляторлардан қоректенетін электрлік тиегіштерде қолданылады.

Қоздырылуы тізбектей қозғалтқыштардың жылдамдықтарын реттеу қоздырылуы параллель қозғалтқыштарынан принциптік айырмашылығы жоқ, тек қоздыру немесе зәкірдің орамаларында ток күшінің мәнін реостатпен өзгертілмейді, ол шунттау арқылы өзгертіледі – осы орамалардан токты бөліп тастау.

Тұрақты ток қозғалтқыштарының айналу бағытын өзгерту үшін (реверстеу) магнит өрісінің полярлығын немесе зәкір орамасындағы ток күшінің бағытын өзгерту қажет. Бұны сәйкес орамаларды (зәкірді немесе қоздыруды) ауыстырып қосумен орындайды.

3.7 сурет. Коллекторлық тұрақты ток машинасының әрекет принципі

3.8 -сурет. Тұрақты ток машинасының құрылысы: 1 — коллектор; 2 — щеткалар; 3 — зәкірдің өзекшесі; 4 — бас полюстің өзекшесі; 5 — полюстік орауыш; 6 — статор; 7— подшипникті қалқан; 8 — желдеткіш; 9 — зәкірдің орамасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *