Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі ғҰмарбек дәукеев атындағЫ
Электр машинасының әрекет ету принципі және құрылғысы
жүктеу/скачать 0,74 Mb.
|
| 1 Электр машинасының әрекет ету принципі және құрылғысы
1.1 Тұрақты токтағы машинаның әрекет ету принципі Тұрақты токтағы қарапайым генератор ретінде N және S тұрақты магниттер арасындағы айналатын магнит өрісіндегі рамка түріндегі өткізгіштің тарамға қызмет етуі мүмкін 1.1 сурет. 1.1 сурет-Тұрақты токтағы машинаның жұмыс істеу сұлбасы aвсd тарамдарының ұштары бір-бірінен және біліктен де оқшауланған коллектордың екі мысты пластинасына, яғни олар орналасқан жерге жалғанады. Пластинаға қозғалмайтын щеткалар орнатылған, яғни оларға қандай да бір электр энергиясының қабылдағыштарынан тұратын тізбекке жалғанады. Тарам тұрақты жиілікпен айналғанда ав және сd өткізгіштерінің магниттік сызықтарын кеседі, яғни өткізгіштерде ЭҚК индукцияланады. Өткізгіштің ЭҚК кеңістігінде магнит өрісін біркелкі таратқанда (1.1) мұнда - бұрыштық жиілік; - ЭҚК жиілігі. Сондықтан, магнит өрісін біркелкі таратқан жағдайда тарамда айнымалы синусойдалы ЭҚК индукцияланады 1.2, a сурет. Өткізгіште индукцияланған ЭҚК бағыты оң қол ережесімен анықталады, ав өткізгіші солтүстік полюске ығысқанда пайда болған ЭҚК бағыты сызба жазықтығынан, ал оңтүстік полюстен өткенде сызба жазықтығына бағытталады. Сондықтан, ав өткізгішінде тарамды бір рет айналғанда өзінің бағытын екі рет өзгертетін уақытқа байланысты ЭҚК пайда болады. 1.2 сурет - Тарамда және сыртқы телім тізбегінде индукцияланатын тізбек Т уақытта өзгеретін ЭҚК период деп аталады. 1 секундтағы периодттардың санын жиілік деп аталады. Жалпы жағдайда, яғни машина р жұп полюстеріне ие болған кезде пайда болған ЭҚК р-ға пропорцианалды өседі , мұнда - тарамның секундына айналу жиілігі. Генератор қалыпты жұмыс істеу үшін щетканың бір пластинадан басқасына өту моментінде тарамда пайда болған ЭҚК нөлге тең болатындай етіп щетканы орналастыру керек. Әр щетка тек сол коллекторлық пластинамен және тек берілген полярлықтағы полюсте орнатылған сәйкес өткізгіштермен жанасады. Мысалға, 1.1 суретте көрсетілген уақыт моментінде, А щеткасы 1 пластинаға жанасады және оң потенциалға ие болады, яғни онда солтүстік полюсте орналасқан ав өткізгішінде ЭҚК туады. Якорь 900 бұрылғанда, яғни оның өткізгіштері өрістері магниттік сызықтарының бойымен оларды кеспей жылжитындай етіп орналасады. Сондықтан тарамда пайда болған ЭҚК нөлге тең болады. Щеткалары коллекторлы пластиналарда өз араларында жалғайды және сонысымен тарамды қысқа тұйықтайды. Тарам 1800 бұрылғанда А щеткасы 2 пластинамен жанасады, бірақ бұрынғысынша ол оң потенциалға ие болады, өйткені солтүстік полюстегі ав өткізгішін ауыстыратын сd өткізгішінен онда ЭҚК пайда болады. Ұқсастықты көруге болады, яғни В щеткасы әрқашан тек теріс потенциалға ие болады. Сондықтан, аbcd тарамы бойынша айнымалы ток өтіп, тізбектің сыртқы телімі бойынша ток тек бір бағытта ғана жүреді, яғни оң А щеткасынан теріс В щеткасына, тізбектің сыртқы теліміндегі ЭҚК-ге бүлкілдейтін, тарамды пайда болған айнымалы ЭҚК-ге түзету жүреді 1.2, б сурет. Суреттен көрінетіндей, қисық ЭҚК тұрақтылығымен қатар ЭҚК-нің бүлкілдеуі (пульсация) деп аталатын үлкен айнымалы құраушыны айтады. Оны азайту үшін коллекторлық пластиналардың санын азайту керек. Егер, мысалға, полюстердің магниттік өрісіне осьтері кеңістікте 900 ығысқан және осы тарамдардың ұштары төрт коллекторлық пластиналарымен жалғанған екі тарамды орналастырса, онда тарамдарды айналдырғанда оларда индукцияланатын ЭҚК фаза бойынша бұрышқа ығысқан болып табылады. Осындай машинаның щеткаларын, яғни оларды берілген моменттегі ЭҚК ең үлкен мәніне ие болатын сол тарамның пластиналарына жанасатындай етіп орналастыру қажет және щеткаларда екі коллекторлық пластиналарға қарағанда бүлкілдеуі (пульсациясы) көп аз ЭҚК болады. Ары қарай коллекторлық пластиналардың санын өсіру бүлкілдеуді төмендетеді және жұп полюске деген 16 пластинада 1%-ға дейін төмендейді. Шындығында магнит өрісінің кеңістіктегі таралуы біркелкі емес 1.3 сурет. 1.3 сурет - Полюстегі магниттік индукцияның таралу диаграмасы Электр қозғаушы күшін (кернеуін) жоғарылату үшін электрлік машиналардың щеткаларын зәкірдің көп тарамды орамаларымен орындалады. 1.4, a суретте тұрақты токтағы екі полюсті генератордың сұлбасы көрсетілген, оның зәкір орамасы төрт тарамнан және орама өткізгіштеріндегі токты өткізу сұлбасынан тұрады. Генератордың коллекторлы төрт пластинаға ие және онда қозғалмайтын щеткалар орнатылады, оның көмегімен зәкірдің орамасы сыртқы тізбекке жалғанады. Бұл щеткаларға параллельді екі ЭҚК суммасы келтірілген: біреуі 7, 8, 1, 2 сымдарынан және басқасы 6, 5, 4, 3 сымдарынан. Сонымен қатар, 7, 8 сымдардың және 1, 2 сымдардың ЭҚК бір-біріне қарағанда 900 бұрышқа ығысқан. Сол сияқты 6, 5 сымдарының ЭҚК және 4, 3 сымдарының ЭҚК 900 бұрышқа ығысқан. 1.4, б және в суретте орама зәкірінің параллель тізбегінің уақытқа байланысты ЭҚК өзгеру графигі келтірілген. 1.4 cурет -Төрт тарамды зәкір орамасымен тұрақты токтағы генератор Егер коллекторлық пластиналардың санын және зәкір орамасындағы тарамдардың санын көбейтсе, онда ЭҚК нәтижелік қисығы азғантай бүлкілдеудің шамасы мен түзу сызыққа жақын бола бастайды. Сондықтан, тұрақты токтағы генераторлардағы коллектор зәкірдің орамасында индукцияланатын айнымалы ЭҚК щеткадағы тұрақтыға түрлендіру ролін атқарады, ЭҚК түзетеді. Электрлік машиналары негізінен көп полюсті машиналар болып дайындалады. 1.5 суретте тұрақты токтағы төрт полюсті генератордың сұлбасы көрсетілген. Әртүрлі полюстердің арасынан өтіп жатқан полюстер осінің перпендикуляр сызығын геометриялық бейтарап, ал бір полюске сәйкес келетін зәкірдің шеңбер бөлігін – полюстік бөліну деп аталады. Егер оның зәкірінің орамасына сыртқы қорек көзіне тұрақты токты жалғаса, қарастырылған қарапайым машина қозғалтқыш болып жұмыс істей алады. Тұрақты токтағы машина қозғалмайтын бөліктен – статордан және айналатын бөліктен – зәкірден тұрады, онда механикалық энергияны электрлікке (генератор) немесе керісінше – электр энергиясын механикалыққа (электр қозғалтқыш) түрлендіру үрдісі өтеді.
1.5 сурет - Төрт полюсті генератордың сұлбасы жүктеу/скачать 0,74 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||