Шпаргалки по электротехнике (стр. 9 из 16)

Его магнитная система состоит из постоянного магнита 3 и замкнутого кольца 2 из магнитомягкого ферромагнитного материала. В рабочем зазоре между ними образуется радиальное магнитное поле. Подвижная катушка 1, выполненная из тонкого изолированного провода, намотанного на алюминиевый

каркас, помещена в рабочем зазоре и укреплена на растяжках. Она может свободно поворачиваться вокруг своей оси. Концы обмотки электрически соединены с растяжками, по которым ток поступает в катушку. При наличии в обмотке постоянного тока I на активную сторону витков w обмотки длиной l, находящуюся в равномерном магнитном поле зазора с магнитной индукцией В0, действует сила F, которая, согласно з-ну Ампера, равна F=B0*l*I*w. Под действием пары таких сил, действующих на обе активные стороны обмотки, создается вращающий момент Мвр= В0*l*b*w* I=B0*S*w*I=Y0*I. S – площадь обмотки, равная произведению длины l на ширину b; Y0=B0*S*w – постоянная прибора, равная максимальному потокосцеплению катушки. Из последнего выражения видно, что вращающий момент пропорционален току. Под действием Мвр подвижная часть механизма вместе с указателем поворачивается на некоторый угол α , который пропорционален току I: α=Si*I, где Si=Y0/k – чувствительность ИМ по току, величина постоянная, не зависящая от тока. Магнитоэлектрические приборы, в которых используются магнитоэлектрические механизмы, применяют для измерения постоянных токов и напряжений, а также в качестве измерителей сопротивления и гальванометров.

Билет №15

1. Сельсины и вращающиеся трансформаторы

Сельсины (самосинхронизирующиеся) применяются для поворота или вращения 2 или нескольких осей, не связанных друг с другом механически, а также для некоторых других целей. Однофазные сельсины имеют следующее устройство. На явновыраженных полюсах статора расположена сосредоточенная ОВ, а в

пазах цилиндрического ротора - 3 распределенные обмотки синхронизации, которые сдвинуты относительно друг друга в пространстве на 120 и вполне аналогичны 3-фазной обмотке нормальной МПерТ. Обмотки ротора соединяются с помощью контактных колец и щеток. Сердечники статора и ротора собраны из листовой эл-тех стали. Рассмотрим работу ОдСл. В индикаторном режиме работы один сельсин-датчик управляет работой одного или нескольких сельсинов-приемников. ОВ этих сельсинов включаются в общую сеть, а обмотки синхронизации соединяются друг с другом. Пульсирующее поле возбуждения индуктирует ЭДС в фазах обмоток синхронизации. Если углы поворота соответствующих фаз датчика bд и приемника bп по отношению к осям полюсов одинаковы, то ЭДС соединенных друг с другом фаз обмоток синхронизации также одинаковы и направлены встречно. При этом в обмотках синхронизации не возникает никаких токов и эл-маг моменты сельсинов =0. Если же роторы сельсинов будут занимать неодинаковое положение и поэтому угол рассогласования db=bд-bп будет не =0, то равенства ЭДС нарушатся, в обмотках синхронизации возникнут токи и на роторы сельсинов будут действовать эл-маг моменты Мд и Мп. Моменты датчика и приемника имеют разные знаки и оба действуют в направлении уменьшения угла рассогласования db. Если бы момент сопротивления на валу сельсина-приемника был =0, то db=0 и ротор этого сельсина в точности воспроизводил бы движение ротора сельсина-датчика, притом не только в режиме медленного поворота ротора, но и при его вращении с определенной скоростью. В действительности на ротор сельсина-приемника действуют определенные тормозные моменты. Это моменты от трения в подшипниках, на контактных кольцах и о воздух в сельсине, а также небольшой момент сопротивления механизма, соединенного с валом сельсина-приемника. Поэтому всегда возникает небольшая ошибка db в передаче угла. Бесконтактные сельсины имеют то преимущество, что отсутствие скользящих щеточных контактов увеличивает надежность работы сельсинов и уменьшает их погрешности ввиду уменьшения потерь на трение. В таких сельсинах обе обмотки размещаются на статоре, а ротор не имеет обмотки. Обмотки синхронизации этого сельсина располагаются на статоре, который по своей конструкции аналогичен статору АД. ОВ имеет вид кольцевых коаксиальных катушек, охватывающих ротор. Особенностью устройства ротора является то, что он имеет немагнитную часть, благодаря чему полюсы ротора в магнитном отношении разделены и поток Ф направляется из одного полюса через неподвижный внешний магнитопровод в другой полюс и через ротор в статор. В результате этого при неподвижной обмотке возбуждения удается получить в воздушном зазоре между ротором и статором м.поле такого же вида, как и в обычном сельсине. рансформаторы (ВТ) предназначены для получения переменного напряжения, зависящего от угла поворота ротора. По назначению ВТ относятся к информационным электрическим машинам и применяются в системах автоматического регулирования в качестве измерительных элементов (датчиков угла) для измерения рассогласования между двумя вращающимися осями. В вычислительных устройствах вращающиеся трансформаторы используют при решении различных математических задач, связанных с построением треугольников, преобразованием координат, сложением и разложением векторов и т.п. Вращающийся трансформатор конструктивно представляет собой электрическую

машину индукционного типа малой мощности. Наибольшее применение получили двухполюсные ВТ с двумя парами одинаковых взаимно перпендикулярных обмоток: обмотки w1 и Wк (С 1— С2 и СЗ— С4) расположены на статоре; обмотки w2 и w3 (PI — Р2 и РЗ— Р4)— на роторе. Обмотка возбуждения (С1—С2) включается в сеть переменного тока, компенсационная обмотка СЗ

— С4 замыкается накоротко или на резистор. Обмотки на роторе называются вторичными: синусной P1—Р2 и косинусной РЗ— Р4. Электрический контакт с обмотками ротора осуществляется с помощью контактных колец и щеток (аналогично контактным сельсинам) либо посредством спиральных пружин, если ВТ работает в режиме ограниченного угла поворота. В последнем случае угол поворота ротора ВТ ограничивается максимальным углом закручивания спиральных пружин. Принцип работы вращающихся трансформаторов основан на взаимной индуктивности между обмотками статора и ротора, которая изменяется в определенной функциональной зависимости от угла поворота ротора. Электродвижущие силы, наводимые пульсирующим магнитным потоком возбуждения в обмотках ротора, строго следуют этой зависимости. Если ВТ используется в качестве измерительного элемента, то поворот ротора осуществляется посредством редукторного механизма высокой точности, который либо встраивается в корпус ВТ, либо монтируется отдельно от ВТ и соединяется с его валом. Если ВТ предназначен для работы в режиме поворота ротора в пределах определенного угла, то в качестве обмоток возбуждения и компенсационной используются обмотки статора, а в качестве вторичных — обмотки ротора. Если ВТ работает в режиме непрерывного вращения ротора, то обычно применяют «обратное» использование обмоток: обмотки ротора используют в качестве обмоток возбуждения и компенсационной, а обмотки статора — в качестве вторичных. Если компенсационная обмотка замыкается накоротко, то при «обратном» использовании обмоток на роторе применяют лишь два контактных' кольца, что упрощает конструкцию, повышает надежность и точность ВТ. В зависимости от графика функциональной зависимости ЭДС вторичной обмотки от угла поворота ротора вращающиеся трансформаторы разделяют на следующие типы: синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) - у него возникают напряжение U2 на выходе обмотки w2, находящееся в синусной зависимости от угла поворота ротора альфа и напряжение U3, на выходе обмотки w3 находящееся в косинусной зависимости от угла поворота ротора альфа. Линейный вращающийся трансформатор (ЛВТ) — у него выходное напряжение U2 находится в прямолинейной зависимости от угла а. Вращающийся трансформатор — построитель (ПВТ)—предназначен для решения геометрических задач. Кроме того, вращающиеся трансформаторы могу применяться в качестве масштабных трансформаторов (МВТ) для согласования напряжений отдельных каскадов автоматического устройства, фазовращателей, электрических машин синхронной связи трансформаторных системах дистанционной передач угла. В корпусе расположен шихтованный сердечник статора 2, в пазы которого уложены распре ротора 4 также находятся распределенные обмотки 5. Электрический контакт обмоток ротора с выводными клеммами 6 осуществляется посредством щеток 7 и контактных колец 8.

2.Процесс самовозбуждения генератора постоянного тока.

Обмотка возбуждения подсоединена через регулировочный реостат параллельно нагрузке. Следовательно, в данном случае используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание от обмотки якоря генератора. Самовозбуждение генератора возможно только при выполнении определённых условий. Чтобы установить их рассмотрим процесс изменения тока в контуре “обмотка возбуждения - обмотка якоря” в режиме хх. Получим уравнение e=iвSRв + Lвdiв/dt (1), где е и iв – мгновенные значения ЭДС в обмотке якоря и тока возбуждения; SRв =Rв + Rр.в.- суммарное сопротивление цепи возбуждения генератора (сопротивлением SRа можно пренебречь, т.к. оно значительно меньше SRв); Lв- суммарная индуктивность обмоток возбуждения и якоря. Все члены уравнения (1) можно изобразить графически (рис1).