1. Принцип действия двигателя постоянного тока. Назначения коллектора в двигателе постоянного тока.Для преобразования в машине постоянного тока электрической энергии в механическую энергию нужно через якорь и обмотку возбуждения ее пропустить ток от какого-либо источника этой энергии. В этом случае можно будет работать электродвигателем. Вращение якоря двигателя обуславливается взаимодействием тока в обмотке якоря с магнитным полем полюсов. Это взаимодействие у генератора образует тормозящие электромагнитный момент, который преодолевается вращающим моментом соединенного с ним приводного двигателя; у двигателя она дает электромагнитный вращающий момент, преодолевающий нагрузочный момент на валу. Следовательно, если генератора и двигателя точки в якорях и обмотках возбужденных полюсов будут иметь соответственно одинаковое направление, то направления вращения якоря двигателя, необходимо изучить направление тока или в якоре или в обмотке возбуждения полюсов. При одновременном изменении направления тока и в якоре и в полюсах направления вращение двигателя не изменить. При вращении якоря двигателя в магнитном поле в его обмотке индуцируется ЭДС, которая направлена противоположно току в якоре, а следовательно, и напряжению на щётках. Ввиду этого ее называют обычно противо-ЭДС. Напряжению на щётках V должно уравновешивать эту ЭДС. и падение напряжения Z2г2 в омическом сопротивлении обмотки якоря и переходном сопротивлении контактов щёток и коллекторов. С помощью замкнутой симметричной обмотке можно получить постоянную ЭДС. Для этого применяют специальное выпрямительное устройство – коллектор. В основной своей части коллектор представляет набор изолированных друг от друга и от низа якоря медных пластин, расположенных так, что они образуют цилиндр, неподвижный относительно якоря и имеющий одинаковую с ним ось вращения. На наружную цилиндрическую поверхность коллектора устанавливают неподвижные щетки, сдвинутые относительно друг друга на 180 эл. градусов. Каждое из начал секции обмотки якоря соединяется с соответствующей коллекторной пластиной. Положение зажимов якорной уски (щеток) не может быть произвольным, так как сдвиг их к коллектору приводит к изменению положения в магнитном поле той группы секций, которая включена между щетками, и в результате к изменению ЭДС между щетками. Максимальное значение ЭДС на щетках будет иметь место в том случае, когда щетки через коллектор соединяются с секцией ЭДС которой равна нулю.^ 2. Реакция якоря в машинах постоянного тока. Влияние реакции якоря на свойства машины.Во время работы машины постоянного тока режим генератора при нагрузке якоря ее приводит во вращение приводным двигателем, а в электрической цепи якоря включается некоторое омическое сопротивление. В этом случае по обмотке якоря протекает ток и якорь превращается в электромагнит, который создает собственное магнитное поле. Это поле якоря воздействует на поле полюсов. Действие поля тока якоря на поле полюсов при нагрузке машины называется реакцией якоря. При положении щеток на геометрической нейтрали поля якоря направленно перпендикулярно оси полюсов машины. Границей раздела направления токов в проводниках обмотки является линия щеток. При этом условия якоря представляет собой соленоид бочкообразной формы с осью, совпадающей с линией щеток. При этом условия якоря представляет собой соленоид. Каждому проводнику с током под одним полюсом соответствует аналогичный проводник под другим полюсом. При этом каждые два таких проводника с токами противоположного направления образуют виток, создающий поле по оси.^ 3. Начертите векторную диаграмму трансформатора при активно-индуктивной нагрузке и поясните ее построение.На рисунке дано пояснение векторов диаграмм напряжений и токов во время однофазного силового трансформатора при смешанной активно-индуктивной нагрузке. Для ее построения откладывают по горизонтали вектор амплитуды магнитного потока ОF = m. В сторону отставания от него на 90 откладывают вектор первичной и приведенной вторичной ЭДС трансформатора . Так как ЭДС уравнивает все падение напряжения во второй цепи трансформатора, то она является гипотезой общего треугольника падения напряжения в этой цепи. В связи с этим описывают на векторе ОС как на диаметре полуокружности и отрезком делают засечку из точки ^ С на окружность в точку f. Тогда отрезок и вторичный ток будет направлять по этому отрезку. Выделив из отрезка индуктивное падение напряжения вторичной обмотки , можно по уравнению построить треугольник ^ Сba внутреннего падения напряжения в этой обмотке., соединив точку а с точкой О, получим вектор приведеного внутреннего напряжения трансформатора при нагрузке , является гипотенузой треугольной Оса падения напряжения во всей усти где . При этом в диаграмме вторичного тока отстает от напряжения на угол , так как, по условию, нагрузка активно-индуктивная с коэффициентом мощности . Далее для построения диаграммы напряжения первичной цепи нужно сначала определить величину и направление первичного тока согласно уравнения . С этой целью на рисунке откладываем ток холостого хода трансформатора в сторону опережения магнитного поля m угол магнитных потерь , где Р – магнитные потери встали сердечники трансформатора, Вт. Зачем, отсчетав из точки О обратный вектор тока и сложив его с вектором , получим искомый первичный ток . По уравнению строим диаграмму напряжения для первой цепи. Полученную вектроную диаграмму во времени. Вращение ее против часовой стрелки характеризует изменения во времени всех переменных величин в трансформаторе при нагрузке напряжений, токов и падения напряжения в обмотках.Задача № 1 По данным рассчитать обмотку и начертить разводную схему и схему паралельных ветвей обмотки машины постоянного тока^ Sp = 4 - число полюсовZ =21 - число элементарных пазов ℓ = 21 - число секцийK = 21 - число коллекторных деталейВ – простая волновая обмотка - тип обмотки.Решение.Число секций обмотки ℓ = К = 21 Первый шаг обмотки Результирующий шаг обмотки и шаг по коллектору Второй шаг обмоткиЗадача № 1 Генератор постоянного тока параллельного возбуждение имеет технические данные: Дано: Найти: Vn = 68 B Pn - ? In = 53 A P1 - ?η = 78 % Σ P - ? τa = 0?11 Oм Ia - ? t = 20 ºС Ib - ? τb = 140 м E - ? t гор = 70 ºС Pэм -? n = 2900 об/мин Мэм - ?Решение. 1) Pn = In · Vn · η = 53 · 68 · 0,78 = 2811,12 к Вт 2) P1 = = 2811,12 / 0,78 = 3604 кВт 3) Ra75 = Ra20 · (1 + α(t - 20˚) = 0,11 · (1 + 0,004 · (70˚ - 20˚)) – 0,132 Ом Rb75 = Rb20 · (1 + α(t - 20˚) = 14 · (1 + 0,004 · (70˚ - 20˚)) – 16,8 Ом 4) Ib = = 68 / 16,8 = 4,05 A 5) Ia = In + Ib = 53 + 4,05 = 57,05 A 6) E = Vn + Ia Ra75 = 68 + 37,05 · 0,132 = 75,53 Ом 7) Pэм = Еа · Ia = 75,53 · 57,05 = 4308,98 Вт 8) Мэм = = 14,18 ω = 2π / 60