Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электродвигатели постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока. Устройство и работа. Виды

Электрические двигатели, приводящиеся в движение путем воздействия постоянного тока, применяются значительно реже, по сравнению с двигателями, работающими от переменного тока. В бытовых условиях электродвигатели постоянного тока используются в детских игрушках, с питанием от обычных батареек с постоянным током. На производстве электродвигатели постоянного тока приводят в действие различные агрегаты и оборудование. Питание для них подводится от мощных батарей аккумуляторов.

Устройство и принцип работы

Электродвигатели постоянного тока по конструкции подобны синхронным двигателям переменного тока, с разницей в типе тока. В простых демонстрационных моделях двигателя применяли один магнит и рамку с проходящим по ней током. Такое устройство рассматривалось в качестве простого примера. Современные двигатели являются совершенными сложными устройствами, способными развивать большую мощность.

Главной обмоткой двигателя служит якорь, на который подается питание через коллектор и щеточный механизм. Он совершает вращательное движение в магнитном поле, образованном полюсами статора (корпуса двигателя). Якорь изготавливается из нескольких обмоток, уложенных в его пазах, и закрепленных там специальным эпоксидным составом.

Статор может состоять из обмоток возбуждения или из постоянных магнитов. В маломощных двигателях используют постоянные магниты, а в двигателях с повышенной мощностью статор снабжен обмотками возбуждения. Статор с торцов закрыт крышками со встроенными в них подшипниками, служащими для вращения вала якоря. На одном конце этого вала закреплен охлаждающий вентилятор, который создает напор воздуха и прогоняет его по внутренней части двигателя во время работы.

Принцип действия такого двигателя основывается на законе Ампера. При размещении проволочной рамки в магнитном поле, она будет вращаться. Проходящий по ней ток создает вокруг себя магнитное поле, взаимодействующее с внешним магнитным полем, что приводит к вращению рамки. В современной конструкции мотора роль рамки играет якорь с обмотками. На них подается ток, в результате вокруг якоря создается магнитное поле, которое приводит его во вращательное движение.

Для поочередной подачи тока на обмотки якоря применяются специальные щетки из сплава графита и меди.

Выводы обмоток якоря объединены в один узел, называемый коллектором, выполненным в виде кольца из ламелей, закрепленных на валу якоря. При вращении вала щетки по очереди подают питание на обмотки якоря через ламели коллектора. В результате вал двигателя вращается с равномерной скоростью. Чем больше обмоток имеет якорь, тем равномернее будет работать двигатель.

Щеточный узел является наиболее уязвимым механизмом в конструкции двигателя. Во время работы медно-графитовые щетки притираются к коллектору, повторяя его форму, и с постоянным усилием прижимаются к нему. В процессе эксплуатации щетки изнашиваются, а токопроводящая пыль, являющаяся продуктом этого износа, оседает на деталях двигателя. Эту пыль необходимо периодически удалять. Обычно удаление пыли выполняют воздухом под большим давлением.

Щетки требуют периодического их перемещения в пазах и продувки воздухом, так как от накопившейся пыли они могут застрять в направляющих пазах. Это приведет к зависанию щеток над коллектором и нарушению работы двигателя. Щетки периодически требуют замены из-за их износа. В месте контакта коллектора со щетками также происходит износ коллектора. Поэтому при износе якорь снимают и на токарном станке протачивают коллектор. После проточки коллектора изоляция, находящаяся между ламелями коллектора стачивается на небольшую глубину, чтобы она не разрушала щетки, так как ее прочность значительно превышает прочность щеток.

Виды
Электродвигатели постоянного тока разделяют по характеру возбуждения:
Независимое возбуждение

При таком характере возбуждения обмотка подключается к внешнему источнику питания. При этом параметры двигателя аналогичны двигателю на постоянных магнитах. Обороты вращения настраиваются сопротивлением обмоток якоря. Скорость регулируют специальным регулировочным реостатом, включенным в цепь обмоток возбуждения. При значительном снижении сопротивления или при обрыве цепи ток якоря повышается до опасных величин.

Электродвигатели с независимым возбуждением запрещается запускать без нагрузки или с небольшой нагрузкой, так как его скорость резко возрастет, и двигатель выйдет из строя.

Параллельное возбуждение

Обмотки возбуждения и ротора соединяются параллельно с одним источником тока. При такой схеме ток обмотки возбуждения значительно ниже тока ротора. Параметры двигателей становятся слишком жесткими, их можно применять для привода вентиляторов и станков.

Регулировка оборотов двигателя обеспечивается реостатом в последовательной цепи с обмотками возбуждения или в цепи ротора.

Последовательное возбуждение

В этом случае возбуждающая обмотка подключается последовательно с якорем, в результате чего по этим обмоткам проходит одинаковый ток. Обороты вращения такого мотора зависят от его нагрузки. Двигатель нельзя запускать на холостом ходу без нагрузки. Однако такой двигатель обладает приличными пусковыми параметрами, поэтому подобная схема используется в работе тяжелого электротранспорта.

Смешанное возбуждение

Такая схема предусматривает применение двух обмоток возбуждения, находящихся парами на каждом полюсе двигателя. Эти обмотки можно соединять двумя способами: с суммированием потоков, либо с их вычитанием. В итоге электродвигатель может обладать такими же характеристиками, как у двигателей с параллельным или последовательным возбуждением.

Чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, на одной из обмоток изменяют полярность. Для управления скоростью вращения мотора и его запуском используют ступенчатое переключение разных резисторов.

Особенности эксплуатации

Электродвигатели постоянного тока отличаются экологичностью и надежностью. Их главным отличием от двигателей переменного тока является возможность регулировки оборотов вращения в большом диапазоне.

Такие электродвигатели постоянного тока можно также применять в качестве генератора. Изменив направление тока в обмотке возбуждения или в якоре, можно изменять направление вращения двигателя. Регулировка оборотов вала двигателя осуществляется с помощью переменного резистора. В двигателях с последовательной схемой возбуждения это сопротивление расположено в цепи якоря и позволяет уменьшить скорость вращения в 2-3 раза.

Этот вариант подходит для механизмов с длительным временем простоя, так как при работе реостат сильно нагревается. Повышение оборотов создается путем включения в цепь возбуждающей обмотки реостата.

Для моторов с параллельной схемой возбуждения в цепи якоря также применяются реостаты для уменьшения оборотов в два раза. Если в цепь обмотки возбуждения подключить сопротивление, то это позволит повышать обороты до 4 раз.

Применение реостата связано с выделением тепла. Поэтому в современных конструкциях двигателей реостаты заменяют электронными элементами, управляющими скоростью без сильного нагревания.

На коэффициент полезного действия мотора, работающего на постоянном токе, влияет его мощность. Слабые электродвигатели постоянного тока обладают малой эффективностью, и их КПД около 40%, в то время, как электродвигатели мощностью 1 МВт могут обладать коэффициентом полезного действия до 96%.

Что такое прямая и обратная полярности АКБ?

Каждая аккумуляторная батарея имеет на корпусе полюсные выводы – минус (-) и плюс (+). Через клеммы она подключается к бортовой сети автомобиля, питает стартер и другие потребители. Расположение плюса и минуса определяет полярность АКБ. Водителям важно точно знать полярность аккумулятора, чтобы не перепутать контакты при установке.

  1. Полярность аккумулятора
  2. Прямая
  3. Обратная
  4. Как определить?
  5. Различия в корпусе
  6. Можно ли установить аккумулятор другой полярности?
  7. Смена полярности аккумулятора
  8. Что может произойти, если перепутать при установке?

Полярность аккумулятора

Полярностью называют схему расположения токовыводящих элементов на верхней крышке или лицевой стороне аккумулятора. Другими словами, это положение плюса и минуса. Токовыводы также выполнены из свинца, как и пластины внутри.

Прямая и обратная полярности

Существуют две распространенные схемы расположения:

  • прямая полярность;
  • обратная полярность.

Прямая

В советский период все аккумуляторы отечественного производства были с прямой полярностью. Полюсные выводы располагаются по схеме – плюс (+) слева и минус (-) справа. Аккумуляторы с такой же схемой выпускаются и сейчас в России и на постсоветском пространстве. АКБ иностранного производства, которые сделаны в России, также имеют данную схему расположения выводов.

Обратная

На таких аккумуляторах слева расположен минус, а справа плюс. Данное расположение характерно для АКБ европейского производства и поэтому такую полярность часто называют «европолярностью».

Аккумуляторная батарея

Читать еще:  Большой расход бензина 409 двигатель

Каких-то особых преимуществ разная схема положения не дает. Она не влияет на конструкцию и эксплуатационные особенности. Проблемы могут возникнуть при установке нового аккумулятора. Другая полярность заставит поменять положение батареи и длины провода может не хватить. Также водитель может просто перепутать контакты, что приведет к замыканию. Поэтому важно уже при покупке определиться с типом АКБ для своего автомобиля.

Как определить?

Узнать это не так сложно. Для начала нужно повернуть батарею лицевой стороной к себе. Она находится со стороны расположения наклеек с характеристиками и логотипом. Также и полюсные выводы находятся ближе к лицевой стороне.

На многих аккумуляторах можно сразу увидеть знаки «+» и «−», которые точно указывают полярность контактов. Другие производители указывают информацию в маркировке или выделяют токовыводы цветом. Обычно плюс имеет красный цвет, а минус синий или черный.

В маркировке обратная полярность обозначается литерой «R» или «0», а прямая литерой – «L» или «1».

Различия в корпусе

Все АКБ можно условно разделить на:

  • отечественные;
  • европейские;
  • азиатские.

Полярность и диаметр клемм европейских и азиатских аккумуляторов

Они имеют свои стандарты производства и расположения выводов. Европейские АКБ, как правило, более эргономичны и компактны. Выводные контакты имеют больший диаметр. Плюс – 19,5 мм, минус – 17,9 мм. Диаметр контактов на азиатских АКБ значительно меньше. Плюс – 12,7 мм, минус – 11,1 мм. Это также нужно учитывать. Разность диаметров также указывает на тип полярности.

Можно ли установить аккумулятор другой полярности?

Такой вопрос часто возникает у тех, кто по невнимательности купил аккумулятор другого типа. Теоретически, это возможно, но потребует затрат и лишней волокиты с установкой. Дело в том, что если купить АКБ с обратной полярностью на отечественный автомобиль, то может банально не хватить длины проводов. Просто так удлинить провод не получится. Нужно учитывать сечение и диаметр клемм. Также это может сказаться на качестве передачи тока от батареи.

Оптимальным вариантом станет замена аккумулятора на другой с подходящим расположением контактов. Можно попытаться продать купленный АКБ, чтобы не быть в убытке.

Смена полярности аккумулятора

Некоторые водители прибегают к способу переполюсовки АКБ. Эта процедура смены местами плюса и минуса. Также она делается для восстановления работоспособности батареи. Проводить переполюсовку рекомендуется только в крайних случаях.

Внимание! Мы не рекомендуем проводить данную процедуру самостоятельно (без помощи профессионалов) и в необорудованных специальным образом условиях. Последовательность действий ниже приведена в качестве примера, а не инструкции и с целью полноты раскрытия темы статьи.

  1. Разрядить батарею до нуля, подключив какую-нибудь нагрузку.
  2. Плюсовой провод подключить к минусу, а минусовой к плюсу.
  3. Начать зарядку аккумулятора.
  4. Прекратить зарядку при закипании банок.

В процессе начнет расти температура. Это нормальное явление, которое указывает на смену полюсов.

Эту процедуру можно проводить только на исправной батарее, которая может выдержать активную сульфатацию. В дешевых АКБ свинцовые пластины очень тонкие, поэтому они могут просто разрушиться и не восстановиться. Также перед началом смены полюсов нужно проверить плотность электролита и банки на замыкание.

Что может произойти, если перепутать при установке?

Если перепутать полярность, то может произойти следующее:

  • перегорание предохранителей, реле и проводов;
  • выход из строя диодного моста генератора;
  • перегорание электронного блока управления двигателем, сигнализации.

Самой простой и дешевой проблемой может стать перегорание предохранителей. Впрочем, это их главная функция. Найти сгоревший предохранитель можно мультиметром путем «прозвона».

Если перепутать контакты, то генератор, наоборот, потребляет энергию от аккумулятора, а не дает ее. Обмотка генератора не рассчитана на входящее напряжение. АКБ также может пострадать и выйти из строя. Самым простым вариантом станет сгорание нужного предохранителя или реле.

Большой проблемой может быть выход из строя электронного блока управления двигателем (ЭБУ). Это устройство требует соблюдения полярности, несмотря на встроенную защиту. Если предохранитель или реле не успеет перегореть, то с большой вероятностью ЭБУ выйдет из строя. Это значит, что автовладельца гарантированно ждет дорогостоящая диагностика и ремонт.

Большинство устройств в электросети автомобиля, такие как автомагнитола или усилитель, имеют защиту от смены полюсов. В их микросхемах предусмотрены специальные защитные элементы.

При «прикуривании» от другого аккумулятора также важно соблюдать полярность и последовательность соединения клемм. Неправильное подключение вызовет замыкание в 24 вольта. Если провода имеют достаточное сечение, то они могут оплавиться или водитель сам получит ожог.

При покупке нового аккумулятора внимательно читайте маркировку и узнайте у продавца все характеристики батареи. Если уж так случилось, что вы приобрели АКБ с неподходящей полярностью, то лучше всего заменить его или приобрести новый. Наращивать провода и менять положение батареи следует только в крайнем случае. Лучше использовать подходящее устройство, чем потом тратиться на дорогостоящий ремонт.

О бесколлекторных низкооборотных двигателях и L6234D.

Стабилизирующий подвес для камеры своими руками. Часть 1.

Ниже речь пойдёт про управление низкооборотными трёхфазными бесколлекторными моторами в статичном режиме с использованием трёхфазного моста L6234.

Но сначала немного теории.

Что такое бесколлекторные моторы?

Как следует из названия, эти моторы у которых отсутствует щёточно-коллекторный узел. На вращающейся части – роторе – расположены постоянные магниты. На неподвижной части – статоре – обмотки электромагнитов. В движение такой мотор приводится изменением тока на разных фазах. Одним из примеров таких моторов являются шаговые двигатели. Изменение электрических фаз приводит к смещению ротора на строго предопределённый угол – один шаг.
Также есть моторы, рассчитанные на постоянное вращение. Например, двухфазные бесколлекторные моторы используются в компьютерных вентиляторах. Трёхфазные моторы используются в моделировании, а также в приводе электрических велосипедов и скутеров.
Отсутствие скользящих контактов щёток позволяет достигать большой мощности и долговечности.

Трёхфазные моторы

Рассмотрим типичный трёхфазный мотор, используемый в авиамоделировании.
Если ротор с магнитами расположен внутри кольца, образованного электромагнитными катушками, то такой мотор называют inrunner, такие моторы чаще используются в автомоделизме. В авиамоделизме популярна обратная компоновка: корпус ротора с кольцом магнитов вращается вокруг статора с электромагнитами (см. рисунок).

Эти моторы также подразделяются по количеству электромагнитов и количеству полюсов. Наиболее распространённая компоновка 12N14P что означает наличие 12 обмоток статора и 14 магнитных полюсов на роторе. Число полюсов всегда кратно 2: ведь полюса бывают только двух типов – северный и южный. Число обмоток кратно трём, поскольку двигатель трёхфазный. На схеме показана намотка обмоток. A B C – намотка соответствующей обмотки в одну сторону, -a -b -c – в противоположную.

В большинстве случаев обмотки соединяются «звездой», как показано на схеме. Подавая попарно на выходы напряжение той или иной полярности, контроллер мотора пробегает полный электрический цикл, состоящий из 6 смен полярностей. За этот цикл ротор проворачивается на два магнитных полюса. То есть, в нашем случае, чтобы мотор совершил один оборот, электрические фазы должны пройти 7 полных циклов.

Трёхфазный мост

Для электрической коммутации используются трёхфазные мосты, представляющие из себя три блока (полумоста), в каждом из которых по два транзистора – на плюс и на минус. Для управления мотором на одном из трёх полумостов выбирается «плюс», на другом «минус», а третий остаётся отключенным. При помощи ШИМ, транзисторы импульсами коммутируют фазу двигателя к выбранной полярности, пока он не провернётся на нужный угол. Затем схема коммутации меняется. Микроконтроллер в плате управления двигателем определяет моменты, когда фазы должны быть переключены. Для этого используются либо установленные на моторе датчики Холла, либо же ЭДС, возникающая в проводе свободной фазы.
Для управления маломощными моторами годится трёхфазный мост L6234.

L6234 представляет собой сборку в одном корпусе трёх полумостов, на двух n-МОП транзисторах каждый, драйверов к ним и схемы подкачки напряжения для верхнего ключа. Каждый полумост управляется значениями на двух входах: один из них выбирает полярность (коммутировать плюс, или минус), а второй включает, или отключает полумост. Для управления высокоскоростными моторами вход включения можно использовать для контроля мощности при помощи ШИМ.

Читать еще:  Что то визжит в двигателе

Максимальный ток, на который рассчитана микросхема — 4 Ампера.

Низкоскоростные моторы

Обмотки высокооборотистых моторов наматываются пучком толстой проволки, небольшим числом витков, порядка 10-20. Они обладают очень маленьким сопротивлением постоянному току, сила тока достигает десятков Ампер, и если мотор не вращается, обмотка может перегретсья и перегореть.
Но существует разновидность таких моторов, которые предназначены для работы в статичном положении. Их обмотки наматываются большим числом витков (порядка 100) тонкой проволкой. Подавая различные значения напряжений на входы, можно создать в его обмотках магнитное поле нужной полярности, и тем самым зафиксировать его в нужном положении.

Такие моторы представляют собой промежуточное звено между шаговыми двигателями и высокоскоростными моторами: они позволяют статично фиксировать произвольное положение, но не ограничены определёнными «шагами». Используются, в основном, в стабилизирующих подвесах для видеокамер в аэровидеосъёмке. По-английски такие подвесы называются gimbal (=универсальный шарнир), а моторы так и называют gimbal motor.

Управление gimbal-мотором

Для управления можно использовать тот же самый трёхфазный мост L6234. На входы включения (ENx) подаётся постоянный высокий уровень, то есть все три полумоста постоянно включены. А вот входы выбора полярности (INx) подключаются к ШИМ-выходам микроконтроллера. В микроконтроллерах типа ATmega48/88/168/328 и т.п. можно настроить 6 ШИМ-выходов, а значит, управлять сразу двумя такими моторами.
Очень важно, чтобы все ШИМ выходы работали синфазно. То есть, если каждый ШИМ настроен на одно и то же значение, то переключаться они должны строго одновременно. L6234 позволяет коммутировать на частоте до 50кГц, поэтому, для плавной бесшумной работы, можно смело настраивать ШИМ выходы МК на максимальную частоту. При частоте МК 8 МГц и phase-correct режиме выхода, частота ШИМ составит 15 686 Гц.
Для синхронизации таймеров в ATmega48/88/168/328 можно воспользоваться регистром GTCCR, который остановит счёт таймера. Ниже пример настраивающий все 6 ШИМ выходов синфазно. Timer1 при этом работает в 8-битном режиме:

GTCCR = (1 « TSM) | (1 « PSRASY) | (1 « PSRSYNC); // Блокировка счёта
OCR0A = 0;
OCR0B = 0;
OCR1A = 0;
OCR1B = 0;
OCR2A = 0;
OCR2B = 0;

TCCR0A = 0b10100001;
TCCR0B = 0b00000001;
TCNT0 = 0;

TCCR1A = 0b10100001;
TCCR1B = 0b00000001;
TCNT1 = 0;

TCCR2A = 0b10100001;
TCCR2B = 0b00000001;
TCNT2 = 0;

(1 « TSM); // Разблокировка и одновременный запуск таймеров

Если на все 3 ШИМ выхода, управляющие одним мотором, подаётся одно и то же значение, то, хотя полярность каждого моста быстро меняется почти 16 тысяч раз в секунду, поскольку это происходит одновременно, ток через обмотки не идёт. Но если значение ШИМ хоть одного вывода отличается от остальных, то появляется небольшой промежуток времени, когда разные фазы коммутируются с разной полярностью, и через обмотки идёт ток. Чем больше разница значений ШИМ, тем большую часть времени ток будет идти.
Для того, чтобы зафиксировать мотор в нужном положении, значения ШИМ должны быть пропорциональны синусу, со смещением на треть периода (т.е. на 2/3*Pi).
Иначе говоря, значение ШИМ для i-й (от 0 до 2) фазы мотора можно вычислить по формуле:
PWM(i) = 128 + sin(A+ i * 2 / 3 * Pi) * P
Где P – выдаваемая мощность (до 127), A – электрический угол. Изменяя A можно добиться поворота мотора на определённый угол. Напомню, что изменение электрического угла на полный цикл, приводит к повороту мотора на два магнитных полюса. В схеме с 14 магнитами для целого оборота потребуется 7 циклов смены электрического угла
Если вещественную арифметику заменить на целочисленную, а значения синуса хранить в таблице, то скорости МК вполне хватит на управление такими моторами.

Проверка правильности включения обмоток электрических машин

Содержание материала

  • Проверка правильности включения обмоток электрических машин
  • Машины переменного тока

А. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Проверка полярности полюсов. При проверке правильности соединения обмоток полюсов сначала определяют, обеспечивают ли соединения между катушками отдельных полюсов чередование полярности как главных, так и добавочных полюсов, а затем определяют правильность включения каждой обмотки в целом. Необходимо, чтобы чередование добавочных полюсов по отношению к чередованию главных полюсов соответствовало определенному направлению вращения машины в зависимости от того, работает ли машина в качестве двигателя или генератора. При работе машины в качестве генератора главные и добавочные полюсы должны чередоваться так, чтобы по направлению вращения машины за любым главным полюсом находился разноименный добавочный, а при работе
машины в качестве двигателя — за главным находился одноименный добавочный.
Ниже приводятся различные способы определения чередования полярности полюсов.
Определение чередования полюсов внешним осмотром. При осмотре прослеживают за направлением протекания тока по обмотке и, пользуясь правилом буравчика, определяют полярность полюсов, задаваясь условным направлением тока. Этот способ удобен при доступности обмоток и наглядности выполнения катушек или когда известно, что все катушки имеют одинаковое направление намотки и одинаковое расположение одноименных выводов, т. е. начал и концов. Особенно удобен этот способ для катушек последовательных обмоток, когда благодаря большому сечению витков направление намотки наиболее наглядно.
Схемы намотки катушек главных и добавочных полюсов обычно одинаковы. На рис. 1,а показано последовательное соединение всех катушек главных полюсов, а на рис. 1.6 дано соединение полюсов в две ветви; начала и концы обмоток отдельных полюсов обозначены соответственно буквами Н и К (с цифрой, обозначающей порядковый номер полюса); в одной ветви находятся все четные полюсы, в другой — несчетные, т. е. в каждой ветви находятся полюсы одинаковой полярности; каждая ветвь состоит из полюсов, соединенных последовательно через один. Подобного рода соединение катушек полюсов имеет место в крупных машинах, когда применяют параллельное соединение последовательных обмоток главных и добавочных полюсов или последовательное соединение обмоток добавочных полюсов, обе ветви которых находятся по разные стороны якоря (см. рис. П1-3, а).


Рис. 1. Соединение катушек полюсов: а — последовательное; б — в две параллельные ветви

Определение чередования полюсов магнитной стрелкой.

Для этого питают обмотку током, стрелку подвешивают на короткой тонкой нити и осторожно (во избежание перемагничивания стрелки) подносят поочередно к каждому полюсу. О полярности полюсов судят по тому, какой конец магнитной стрелки притягивается к полюсу.
В качестве магнитной стрелки могут быть использованы два стальных пера, плотно связанные проволокой и подвешенные на нити (рис. 2). Перья должны быть предварительно намагничены, и полярность их должна быть помечена. Необходимо учесть, что слишком сильное магнитное поле может перемагнитить стрелку, если искусственно препятствовать ее вращению. Поэтому применять магнитную стрелку в какой-либо оправе (компас), препятствующей свободному движению стрелки, не рекомендуется.


Рис. 2. Стальные перья в качестве магнитной стрелки

Рис. 3. Испытательная катушка: а — расположение витков; б — направление тока в испытательной катушке

При разобранной машине магнитную стрелку подносят к внутренней поверхности полюсов, а при собранной машине — к полюсным наконечникам. Если же машина закрытого типа, то стрелку подносят к головкам болтов, крепящих полюсы к станине. В этом случае необходимо в обмотку подать больший ток, чем при вышеуказанных способах; кроме того, необходимо учесть, что стрелка в этом случае покажет полярность, противоположную действительной полярности полюса. Способ магнитной стрелки встречает затруднения при определении полярности полюсов, создаваемой последовательными обмотками крупных машин (последовательной обмоткой главных полюсе», обмоткой добавочных полюсов), так как для питания обмоток требуется значительный ток при низком напряжении. При недостаточном токе и при наличии остаточного намагничивания вследствие слабого намагничивания током стрелка может дать неправильные показания.

Определение чередования полюсов специальной катушкой.

Испытательная катушка (рис. 3, а) представляет собой витки тонкой изолированной проволоки, приклеенные к куску тонкого картона или прикрепленные к нему каким-либо другим способом; концы катушки присоединяют к милливольтметру. При определении полярности полюсов в обмотку подают ток, а испытательную катушку вдвигают в зазор между якорем и полюсом и быстро ее выдергивают; в результате стрелка прибора отклоняется в определенную сторону в зависимости or направления тока в обмотке полюса. При правильном чередовании полюсов направление отклонения стрелки милливольтметра будет также чередоваться.

Рис. 4. Схема определения правильности включения последовательной обмотки по отношению к параллельной

Читать еще:  Что такое прогревные обороты двигателя

При переносе катушки от полюса к полюсу ее не следует переворачивать, она должна быть обращена к полюсу одной и той же стороной. Вместо того чтобы выдергивать катушку,
можно оставить ее на месте, а производить выключение тока; при этом также произойдет отклонение стрелки милливольтметра в сторону, зависящую от полярности полюса. В соответствии с правилом Ленца направление тока в испытательной катушке (рис. 3, б) будет таким же, каким оно было в обмотке до ее выключения. Если катушку невозможно поместить в зазор между полюсами, ее можно, так же как и при способе магнитной стрелки, прикладывать к болтам, крепящим полюсы к станине. Для получения удовлетворительных результатов в этом случае необходимо либо подать в обмотку ток, больший, чем в первом случае, либо применить испытательную катушку с большим числом витков.
Указанными способами можно также проверить, правильна ли полярность последовательной обмотки по отношению к параллельной. Для этого каждую из этих обмоток питают током известного направления и, произведя соответствующие испытания, сопоставляют их результаты для каждого полюса.
Правильное включение последовательной обмотки по отношению к параллельной, расположенной на одном общем полюсе с первой, можно определить, если известны одноименные зажимы этих обмоток. Для этого в одну из обмоток подают питание (рис. 4), в момент включения рубильника во второй обмотке индуктируется ЭДС, направление которой может быть определено вольтметром. Если обе обмотки имеют одинаковое направление намотки, то в момент включения рубильника направление отклонения стрелки вольтметра будет положительным (вправо от нуля), если положительный зажим от источника питания (аккумулятора) и положительный зажим вольтметра присоединены к одноименным зажимам.
Необходимо иметь в виду» что во всех случаях питания током обмоток генератора с самовозбуждением необходимо во избежание перемагничивания машины присоединять полюс сети к соответствующим зажимам параллельной и последовательной обмоток возбуждения.
2. Проверка правильности соединений выводов. Необходимо определить начала и концы обмоток главных и добавочных полюсов при известной их полярности. Имея эти данные и зная полярность якоря (щеток), нетрудно установить правильное соединение обмоток для требуемого направления вращения машины.
Если предоставляется возможность произвести пробный пуск машины в качестве генератора или электродвигателя, то правильное включение выводов машины может быть определено, если и полярность якоря неизвестна, а известно лишь чередование главных и добавочных полюсов, в зависимости от направления тока в их обмотках.
При пробном пуске машины в качестве генератора вовсе не обязательно доводить ее до номинальной частоты вращения, достаточно лишь повернуть якорь (рычагом, краном) при возбужденной машине. Зная полярность зажимов обмотки возбуждения и определив полярность щеток при помощи магнитоэлектрического прибора, при известном направлении поворота якоря можно определить правильное соединение выводов всех обмоток. При пробном пуске машины в качестве электродвигателя ее пускают в ход толчком при полностью введенном пусковом сопротивлении и определяют направление вращения. Зная полярности щеток и выводов обмотки возбуждения, можно также определить необходимое соединение выводов всех обмоток для получения требуемого направления вращения.
Если такой пробный пуск машины осуществить невозможно, то полярность выводов якоря можно определить одним из нижеуказанных способов.

Определение полярности якоря по типу обмотки

Если известен тип обмотки якоря, полярность полюсов и направление его вращения, то полярность якоря находят по рис. 5, где направление вращения указано, если смотреть на якорь со стороны приводного конца вала, а при двух концах вала — со стороны, противоположной коллектору. При обычно принятой форме лобовых частей обмоток щетки на коллекторе устанавливают против середины главных полюсов.
В случае если данные о типе обмотки отсутствуют и установить его осмотром не удается, то и тогда полярность якоря можно определить по рис. 5, если только представляется возможным питать обмотку якоря постоянным током.

Определение полярности якоря способом питания его постоянным током.

Если питать током через щетки неподвижный якорь, не включая в цепь добавочные полюсы, то посредине между главными полюсами образуется поле якоря, причем направление этого поля будет зависеть от полярности якоря и типа обмотки.


Рис. 5. Полярность зажимов якоря в зависимости от типа обмотки

Если питать током обмотку якоря группы I (см. рис. 5), то левее положительного полюса питания (если смотреть на якорь со стороны коллектора) расположится северный полюс N поля якоря, а правее — южный 5 (рис. 6). Если питать током обмотку якоря группы II, то слева от положительного полюса питания будет южный полюс поля якоря, а справа — северный.
Полярность поля якоря можно определить при помощи магнитной стрелки или испытательной катушки (см. рис. 3, а) у помещаемой посредине между главными полюсами, производя выключение тока.

Определение правильности присоединения обмотки добавочных полюсов по отношению к якорю.

В якорь подают постоянный ток не более 10 % номинального, обмотки возбуждения отсоединяют, обмотку добавочных полюсов в цепь не включают (рис. 7). В зазор между одним из добавочных полюсов и якорем вставляют испытательную катушку (см. рис. 3, а), присоединяемую к милливольтметру; затем рубильником размыкают цепь тока и следят за направлением отклонения стрелки прибора. Далее, оставив испытательную катушку между якорем и добавочным полюсом на прежнем месте, присоединяют обмотку добавочных полюсов так, как это показано штрихами на рис. 7; при этом обмотка якоря оказывается не включенной в сеть.


Рис. 6. Поле якоря при питании его обмотки током
Рис. 7. Схема определения правильности включения обмотки добавочных полюсов способом питания якоря постоянным током

Если при выключении тока отклонение стрелки прибора противоположно отклонению при выключении тока в первом случае, то обмотка добавочных полюсов включена правильно. Это объясняется тем, что при правильном включении обмотки добавочных полюсов магнитный поток последних должен быть направлен против потока якоря.
При наличии в машине компенсационной обмотки этот опыт можно выполнить, включив обмотку добавочных полюсов вместе с компенсационной; в случае правильного соединения компенсационной обмотки с обмоткой добавочных полюсов этот опыт определяет одновременно правильность включения якоря по отношению к обеим обмоткам.
В случае если на установке отсутствует постоянный ток, то проверить правильность включения обмотки добавочных полюсов и компенсационной обмотки по отношению к якорю можно с помощью переменного тока [8], например, от осветительной сети. Для этого надо пропустить ток через реостат либо применить сварочный трансформатор или же трансформатор для безопасного освещения. При этом поступают так, как указано на
Рис. 8. Схема определения правильности включения обмотки добавочных полюсов и компенсационной обмотки способом питания якоря переменным током
рис. 8: включают названные обметки последовательно с якорем в цепь переменного тока и при помощи амперметра и вольтметра определяют полное сопротивление этой цепи переменному току. Измерение может быть произведено и при небольшом токе. Затем обмотку добавочных полюсов вместе с компенсационной включают последовательно с якорем так, чтобы ток в них протекал в противоположном направлении, и вторично определяют полное сопротивление этой цепи.
Правильным соединением об мот еж считается такое, при котором полное сопротивление имеет меньшее значение. Это объясняется тем, что при правильном подключении к якорю обмоток добавочных полюсов вместе с компенсационной обмоткой магнитное поле якоря направлено против поля добавочных полюсов и компенсационной обмотки; сопротивление же переменному току последовательно соединенных обмоток, создающих встречные потоки, будет меньше сопротивления обмоток, создающих одинаково направленные потоки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector