Сериесная обмотка что это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сериесная обмотка LE3 включена последовательно с обмоткой LG ротора турбогенератора. Такое включение повышает быстродействие системы возбуждения при внезапных изменениях нагрузки генератора. Обмотка LE3 обеспечивает 65 — 70 % МДС, необходимой для возбуждения генератора GE во всех режимах. Обмотка LE2 противовключена и используется для ускорения развозбуждения G вч в случае резкого уменьшения нагрузки турбогенератора и в других эксплуатационных случаях.  [1]

Сериесная обмотка 10, расположенная на сердечнике 12, состоит из небольшого числа витков толстого провода. Через нее проходит весь ток, отдаваемый генератором. Если нагрузка генератора невелика, ток в обмотке 10, а следовательно, и притягивающее действие электромагнита ограничителя тока сравнительно малы. В этом случае пружина 11 удерживает контакты 14 ограничителя замкнутыми, и ток в цепи обмотки возбуждения проходит, минуя сопротивления.  [2]

Сериесная обмотка 8, расположенная на сердечнике, состоит из небольшого числа витков толстого провода. Через нее проходит весь ток, отдаваемый генератором. Если нагрузка генератора невелика, ток в обмотке 8, а следовательно, и притягивающее действие электромагнита ограничителя тока сравнительно малы. В этом случае пружина удерживает контакты 10 ограничителя замкнутыми, и ток в цепи обмотки возбуждения проходит, минуя сопротивления.  [3]

Сериесная обмотка должна быть намотана в ту же сторону, что и выравнивающая.  [4]

Сериесная обмотка ограничителя тока должна состоять из 15 5 витков, намотанных проводом ПЭВП 16 8 X 4 4 ВТУ МЭП 646 — 49 в 4 слоя.  [5]

Сериесная обмотка реле обратного тока должна быть намотана в ту же сторону, что и шунтовая. Начало и конец обмотки должны быть зачищены и облужены на длине 5 — 8 мм.  [6]

Конец сериесной обмотки реле обратного тока и начало сери-есной обмотки ограничителя тока должны быть обжаты вместе с концом выравнивающей обмотки и пропаяны.  [7]

Так как сериесная обмотка обладает значительной индуктивностью, то нет необходимости применять большую частоту импульсов.  [8]

Магнитный поток сериесной обмотки компенсирует размагничивающее действие реакции якоря.  [9]

При пуске двигателя сериесная обмотка полюсов включается последовательно с обмоткой якоря, а шунтовая обмотка — параллельно. При работе машины на режиме генератора под током находится лишь шунтовая обмотка. Напряжение генератора регулируется быстродействующим реле-регулятором.  [10]

Обмотка якоря и сериесная обмотка возбуждения стартера выполнены из толстого проводника, так как при пуске стартер потребляет большой величины ток — до 600 А. Для лучшей проводимости применяют медно-графитовые щетки. Две минусовые щетки присоединяют к массе, а две плюсовые — к обмотке возбуждения.  [11]

Начало и конец сериесной обмотки должны быть зачищены и облужены на длине 5 — 8 мм. Шунтовая обмотка регулятора напряжения должна состоять из 1290 — 1310 витков, намотанных не более чем в 22 слоя.  [12]

При встречном включении обмоток сериесная обмотка с увеличением нагрузки уменьшает результирующий магнитный поток, что препятствует снижению скорости двигателя. При согласном включении обмоток шунтован обмотка обеспечивает необходимую величину потока возбуждения в режиме холостого хода двигателя, что ограничивает рост скорости.  [13]

Модернизация преобразователя состоит в добавлении сериесной обмотки по одному витку на каждый магнитный полюс. Модернизированный преобразователь имеет независимое возбуждение, которое осуществляется от специальной приставки, состоящей из трансформатора и селенового выпрямителя.  [14]

Зарядный ток, проходя по сериесной обмотке /, еще сильнее намагничивает сердечник.  [15]

Что такое сериесное соединение?

Касаемо соединения электрических элементов и аппаратов. Например, есть сериесное соединение тяговых электродвигателей на тяговом подвижном составе железных дорог РФ.

Это от слова series. Соединение in series — это последовательное соединение. В противоположность ему соединение “шунтом” — параллельное.

В применении к двигателям сериесное соединение означает, что обмотки статора и ротора соединены последовательно. Если же речь о системе двигателей, то сериесное подключение — когда обмотки двух двитателей соединены последовательно.

Электродвигатели постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока применяют в тех электроприводах, где требуется большой диапазон регулирования скорости, большая точность поддержания скорости вращения привода, регулирования скорости вверх от номинальной.

Как устроены электродвигатели постоянного тока

Работа электрического двигателя постоянного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Из основ электротехники известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, определяемая по правилу левой руки :

где I — ток, протекающий по проводнику, В — индукция магнитного поля; L — длина проводника.

При пересечении проводником магнитных силовых линий машины в нем наводится электродвижущая сила, которая по отношению к току в проводнике направлена против него, поэтому он а называется обратной или противодействующей (противо-э. д. с). Электрическая мощность в двигателе преобразуется в механическую и частично тратится на нагревание проводника.

Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря , разделенных воздушным зазором.

Индуктор электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах — специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации.

Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов , рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянного тока .

Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях , которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусом электродвигателя .

Коммутация в электродвигателях постоянного тока

В процессе работы электродвигателя постоянного тока щетки, скользя по поверхности вращающегося коллектора, последовательно переходят с одной коллекторной пластины на другую. При этом происходит переключение параллельных секций обмотки якоря и изменение тока в них. Изменение тока происходит в то время, когда виток обмотки замкнут щеткой накоротко. Этот процесс переключения и явления, связанные с ним, называются коммутацией .

В момент коммутации в короткозамкнутой секции обмотки под влиянием собственного магнитного поля наводится э. д. с. самоиндукции. Результирующая э. д. с. вызывает в короткозамкнутой секции дополнительный ток, который создает неравномерное распределение плотности тока на контактной поверхности щеток. Это обстоятельство считается основной причиной искрения коллектора под щеткой. Качество коммутации оценивается по степени искрения под сбегающим краем щетки и определяется по шкале степеней искрения.

Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока

Под возбуждением электрических машин понимают создание в них магнитного поля, необходимого для работы электродвигателя . Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока показаны на рисунке .

Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока: а — независимое, б — параллельное, в — последовательное, г — смешанное

По способу возбуждения электрические двигатели постоянного тока делят на четыре группы :

1. С независимым возбуждением, у которых обмотка возбуждения НОВ питается от постороннего источника постоянного тока.

2. С параллельным возбуждением (шунтовые), у которых обмотка возбуждения ШОВ включается параллельно источнику питания обмотки якоря.

3. С последовательным возбуждением (сериесные), у которых обмотка возбуждения СОВ включена последовательно с якорной обмоткой.

4. Двигатели со смешаным возбуждением (компаундные), у которых имеется последовательная СОВ и параллельная ШОВ обмотки возбуждения.

Типы двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока прежде всего различаются по характеру возбуждения. Двигатели могут быть независимого, последовательного и смешанного возбуждения. Параллельное возбуждение можно не рассматривать. Даже если обмотка возбуждения подключается к той же сети, от которой питается цепь якоря, то и в этом случае ток возбуждения не зависит от тока якоря, так как питающую сеть можно рассматривать как сеть бесконечной мощности, а ее напряжение постоянным.

Обмотку возбуждения всегда подключают непосредственно к сети, и поэтому введение добавочного сопротивления в цепь якоря не оказывает влияния на режим возбуждения. Той специфики, которая существует при параллельном возбуждении в генераторах, здесь быть не может.

В двигателях постоянного тока малой мощности часто используют магнитоэлектрическое возбуждение от постоянных магнитов. При этом существенно упрощается схема включения двигателя, уменьшается расход меди. Следует однако иметь в виду, что, хотя обмотка возбуждения исключается, габариты и масса магнитной системы не ниже, чем при электромагнитном возбуждении машины.

Свойства двигателей в значительной мере определяются их системой возбуждения.

Чем больше габариты двигателя, тем, естественно, больше развиваемый им момент и соответственно мощность. Поэтому при большей скорости вращения и тех же габаритах можно получить большую мощность двигателя. В связи с этим, как правило, двигатели постоянного тока, особенно малой мощности, проектируются на большую частоту вращения — 1000-6000 об/мин.

Следует, однако, иметь в виду, что скорость вращения рабочих органов производственных машин существенно ниже. Поэтому между двигателем и рабочей маши­ной приходится устанавливать редуктор. Чем больше скорость двигателя, тем более сложным и дорогим получается редуктор. В установках большой мощности, где редуктор представляет собой дорогостоящий узел, двигатели проектируются на существенно меньшие скорости.

Следует еще иметь в виду, что механический редуктор всегда вносит значительную погрешность. Поэтому в прецизионных установках желательно использовать тихоходные двигатели, которые можно было бы сочленить с рабочими органами либо напрямую, либо посредством простейшей передачи. В связи с этим появились так называемые высокомоментные двигатели на низкие скорости вращения. Эти двигатели нашли широкое применение в металлорежущих станках, где сочленяются с органами перемещения без каких-либо промежуточных звеньев посредством шарико-винтовых передач.

Электрические двигатели отличаются также по конструктивным при­ знакам, связанным с условиями их работы. Для нормальных условий используются так называемые открытые и защищенные двигатели, охлаждаемые воздухом помещения, в котором они устанавливаются.

Воздух продувается через каналы машины посредством вентилятора, размещенного на валу двигателя. В агрессивных средах используются закрытые двигатели, охлаждение которых осуществляется за счет внешней ребристой поверхности или наружного обдува. Наконец, выпускаются специальные двигатели для взрывоопасной среды.

Специфические требования к конструктивным формам двигателя предъявляются при необходимости обеспечения высокого быстродействия — быстрого протекания процессов разгона, торможения. В этом случае двигатель должен иметь специальную геометрию — малый диаметр якоря при большой его длине.

Для уменьшения индуктивности обмотки ее укладывают не в пазы, а на поверхность гладкого якоря. Крепится обмотка клеющими составами типа эпоксидной смолы. При малой индуктивности обмотки существенно улучшаются условия коммутации на коллекторе, отпадает необходимость в дополнительных полюсах, может быть использован коллектор меньших размеров. Последнее дополнительно уменьшает момент инерции якоря двигателя.

Еще большие возможности для снижения механической инерции дает использование полого якоря, представляющего собой цилиндр из изоляционного материала. На поверхности этого цилиндра располагается обмотка, изготовляемая печатным способом, штамповкой или из про­ волоки по шаблону на специальном станке. Крепление обмотки осуществляется клеющими материалами.

Внутри вращающегося цилиндра располагается стальной сердечник, необходимый для создания путей прохождения магнитного потока. В двигателях с гладким и полым якорями вследствие увеличения зазоров в магнитной цепи, обусловленного внесением в них обмотки и изоляционных материалов, требуемая намагничивающая сила для проведения необходимого магнитного потока существенно возрастает. Соответственно магнитная система полу­чается более развитой.

К числу малоинерционных двигателей относятся также двигатели с дисковыми якорями. Диски, на которые наносятся или наклеиваются обмотки, изготовляются из тонкого изоляционного материала, не подверженного короблению, например из стекла. Магнитная система при двухполюсном исполнении представляет собой две скобы, на одной из которых размещены обмотки возбуждения. В связи с малой индуктивностью обмотки якоря машина, как правило, не имеет коллектора и съем тока осуществляется щетками непосредственно с обмотки.

Следует еще упомянуть о линейном двигателе, обеспечивающем не вращательное движение, а поступательное. Он представляет собой двигатель, магнитная система которого как бы развернута и полюсы устанавливаются на линии движения якоря и соответствующего рабочего органа машины. Якорь обычно выполняется как малоинерционный. Габариты и стоимость двигателя велики, так как необходимо значительное число полюсов для обеспечения перемещения на заданном отрезке пути.

Пуск двигателей постоянного тока

В начальный момент пуска двигателя якорь неподвижен и противо-э. д. с. и напряжение в якоре равна нулю, поэтому Iп = U / Rя.

Сопротивление цепи якоря невелико, поэтому пусковой ток превышает в 10 — 20 раз и более номинальный. Это может вызвать значительные электродинамические усилия в обмотке якоря и чрезмерный ее перегрев, поэтому пуск двигателя производят с помощью пусковых реостатов — активных сопротивлений, включаемых в цепь якоря.

Двигатели мощностью до 1 кВт допускают прямой пуск.

Величина сопротивления пускового реостата выбирается по допустимому пусковому току двигателя. Реостат выполняют ступенчатым для улучшения плавности пуска электродвигателя.

В начале пуска вводится все сопротивление реостата. По мере увеличения скорости якоря возникает противо-э. д. с, которая ограничивает пусковые токи. Постепенно выводя ступень за ступенью сопротивление реостата из цепи якоря, увеличивают подводимое к якорю напряжение.

Регулирование частоты вращения электродвигателя постоянного тока

Частота вращения двигателя постоянного тока:

где U — напряжение питающей сети; Iя — ток якоря; R я — сопротивление цепн якоря; kc — коэффициент, характеризующий магнитную систему; Ф — магнитный поток электродвигателя.

Из формулы видно, что частоту вращения электродвигателя постоянного тока можно регулировать тремя путями: изменением потока возбуждения электродвигателя, изменением подводимого к электродвигателю напряжения и изменением сопротивления в цепи якоря.

Наиболее широкое применение получили первые два способа регулирования, третий способ применяют редко: он неэкономичен, скорость двигателя при этом значительно зависит от колебаний нагрузки. Механические характеристики, которые при этом получаются, показаны на рисунке .

Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при различных способах регулирования частоты вращения

Жирная прямая — это естественная зависимость скорости от момента на валу, или , что то же, от тока якоря. Прямая естественной механической характеристики несколько отклоняется от горизонтальном штриховой линии. Это отклонение называют нестабильностью, нежесткостью, иногда статизмом. Группа непаралельных прямых I соответствует регулированию скорости возбуждением, параллельные прямые II получаются в результате изменения напряжения якоря, наконец, веер III — это результат введения в цепь якоря активного сопротивления.

Величину тока возбуждения двигателя постоянного тока можно регулировать с помощью реостата или любого устройства, активное сопротивление которого можно изменять по величине, например транзистора. При увеличении сопротивления в цепи ток возбуждения уменьшается, частота вращения двигателя увеличивается. При ослаблении магнитного потока механические характеристики располагаются выше естественной (т. е. выше характеристики при отсутствии реостата). Повышение частоты вращения двигателя вызывает усиление искрения под щетками. Кроме того, при работе электродвигателя с ослабленным потоком уменьшается устойчивость его работы, особенно при переменных нагрузках на валу. Поэтому пределы регулирования скорости таким способом не превышают 1,25 — 1,3 от номинальной.

Регулирование изменением напряжения требует источника постоянного тока, например генератора или преобразователя. Такое регулирование используют во всех промышленных системах электропривода: генератор — д вигатель постоянного тока (Г — ДПТ), электромашинный усилитель — двигатель постоянного тока (ЭМУ — ДПТ), магнитный усилитель — двигатель постоянного тока (МУ — ДПТ), тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока (Т — ДПТ).

Торможение электродвигателей постоянного тока

В электроприводах с электродвигателями постоянного тока применяют три способа торможения: динамическое, рекуперативное и торможение противовключением.

Динамическое торможение электродвигателя постоянного тока осуществляется путем замыкания обмотки якоря двигателя накоротко или через резистор. При этом электродвигатель постоянного тока начинает работать как генератор , преобразуя запасенную им механическую энергию в электрическую. Эта энергия выделяется в виде тепла в сопротивлении, на которое замкнута обмотка якоря. Динамическое торможение обеспечивает точный останов электродвигателя.

Рекуперативное торможение электродвигателя постоянного тока осуществляется в том случае, когда включенный в сеть электродвигатель вращается исполнительным механизмом со скоростью, превышающей скорость идеального холостого хода. Тогда э. д. с, наведенная в обмотке двигателя, превысит значение напряжения сети, ток в обмотке двигателя изменяет направление на противоположное. Электродвигатель переходит на работу в генераторном режиме, отдавая энергию в сеть. Одновременно на его валу возникает тормозной момент. Такой режим может быть получен в приводах подъемных механизмов при опускании груза, а также при регулировании скорости двигателя и во время тормозных процессов в электроприводах постоянного тока.

Рекуперативное торможение двигателя постоянного тока является наиболее экономичным способом, так как в этом случае происходит возврат в сеть электроэнергии. В электроприводе металлорежущих станков этот способ применяют при регулировании скорости в системах Г — ДПТ и ЭМУ — ДПТ.

Торможение противовключением электродвигателя постоянного тока осуществляется путем изменения полярности напряжения и тока в обмотке якоря. При взаимодействии тока якоря с магнитным полем обмотки возбуждения создается тормозной момент, который уменьшается по мере уменьшения частоты вращения электродвигателя. При уменьшении частоты вращения электродвигателя до нуля электродвигатель должен быть отключен от сети, иначе он начнет разворачиваться в обратную сторону.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Устройство двигателя и генератора.

Электрические машины — это электромеханические преобразователи, в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию, или преобразование механической энергии в электрическую энергию.

Устройство двигателя и генератора постоянного тока одинаково. Особенностью электрических машин постоянного тока является свойство, которое называется обратимостью электрических машин, т. е. возможность использования машины как в качестве электродвигателя (преобразование электрической энергии в механическую), так и в качестве генератора (преобразование механической работы в электрическую энергию).

У любой электрической машины постоянного тока есть две основные части: корпус и якорь.

Корпус электрической машины. Корпус представляет собой стальную трубу, на которой закреплены стальные сердечники с надетыми на них катушками (электромагниты). Электромагниты предназначены для создания магнитного поля в электрической машине и называются полюсами. Корпус является магнитопроводом. Катушки электромагнитов носят название обмотки возбуждения. В электрических схемах изображаются специальными обозначениями только обмотки возбуждения.

Якорь электрической машины представляет собой систему проводников, уложенных в пазы стального вала. При подаче электрического тока в проводники они начинают перемещаться в магнитном поле, за счет чего происходит вращение якоря. Якорь – подвижная часть электрической машины. Проводники, уложенные в пазы стального вала носят название обмотка якоря.

1) Корпус – создаёт магнитное поле в машине.

В схеме —

2) Якорь – система проводников в магнитном поле — вращается, если по нему потечёт ток.

В схеме —

Чтобы машина постоянного тока работала в режиме двигателя нужно на обмотку якоря

и в обмотки возбуждения подать электрический ток.

1) Корпус – создаёт магнитное поле в машине.

2) Якорь – система проводников в магнитном поле – вырабатывает ЭДС (Е), если его принудительно вращать.

Чтобы машина постоянного тока работала в режиме генератора необходимо подать электрический ток в обмотки возбуждения, а якорь вращать с помощью механической силы, и тогда в обмотках якоря появиться ЭДС индукции.

Тема № 4. Способы возбуждение электрических машин.

Лекция 2 часа.

При последовательном возбуждении обмотка возбуждения включается последовательно с якорем двигателя. Обмотки возбуждения, включенные последовательно, называются сериесными обмотками.

При параллельном возбуждении обмотка возбуждения включается параллельно якорю двигателя. Обмотки возбуждения, включенные параллельно, называются шунтовыми обмотками.

n – скорость вращения вала

n – скорость изменяется в широких приделах.

n — скорость почти не зависит от нагрузки.

М

I 2 якоря

М – вращающий момент

Двигатели последовательного возбуждения используются на электротранспорте в качестве тяговых т.к. обеспечивают широкий диапазон регулирования скорости.

М

Двигатели параллельного возбуждения используются там, где необходима постоянная скорость вращения ( привод станков, насосы и т.д.)

На подвижном составе в качестве тяговых двигателей применяются двигатели смешанного возбуждения.

У такого двигателя есть:

— одна обмотка якоря

— две обмотки возбуждения: последовательная (сериесная) и параллельная (шунтовая).

Шунтовая обмотка необходима для возбуждения тягового двигателя работающего в генераторном режиме при электродинамическом торможении.