Тяговые электродвигатели постоянного токаСтраница 3
Iд=(Uд-Eд)/Rд, А, (2.4)
где Rд - суммарное сопротивление якорной цепи, Ом.
Из рис.2.3 видно, что ток Iд в якорной обмотке направлен от коллекторной пластины К1 (щетка Щ1 «+») к коллекторной пластине К2 (щетка Щ2 «-»). При повороте витка на угол 180о пластина К1 переходит под щетку Щ2 «-», а пластина К2 - под щетку Щ1 «+». Это приводит к изменению направления тока в витке на противоположное - от пластины К2 к пластине К1. Одновременно в витке меняется направление ЭДС индукции (в соответствии с правилом правой руки). Такое переключение направления тока в витке якорной обмотки происходит при каждом переходе элементарного проводника из зоны действия северного полюса С в зону действия южного полюса Ю и наоборот. Процесс переключения, называемый коммутацией
, осуществляется коллекторно-щеточным узлом.
Следовательно, коллектор электродвигателя преобразует постоянный ток внешней цепи в переменный ток якорной обмотки. Примечательно, что коллектор электрического генератора постоянного тока преобразует переменный ток якорной обмотки в постоянный ток внешней цепи, то есть служит механическим выпрямителем.
Количество коллекторных пластин зависит от характеристик обмотки якоря, которая состоит из множества витков, соединенных друг с другом и с пластинами коллектора по определенной схеме. К числу характеристик якорной обмотки относят [1]:
количество проводников якорной обмотки N;
число параллельных ветвей обмотки 2а.
Кроме того, конструкцию электрической машины постоянного тока характеризует такой параметр, как число главных полюсов 2р.
Главные полюсы обеспечивают создание рабочего магнитного поля в электромашине. Для усиления и регулирования магнитной индукции поля В в качестве главных полюсов используют электромагниты. Обмотки электромагнитов называют обмотками возбуждения
, а ток, протекающий по ним, - током возбуждения
. С увеличением тока возбуждения возрастает магнитная индукция поля В и магнитный поток возбуждения Ф
(величины Ф и В прямо пропорциональны друг другу).
Помимо главных полюсов, в конструкции мощных электродвигателей предусмотрены добавочные полюса, действие которых улучшает процессы коммутации. Обмотки этих полюсов включают последовательно с якорной обмоткой.
Главные и добавочные полюсы, остов, якорь и воздушный зазор между якорем и полюсами образуют магнитную цепь двигателя
(рис.2.4.).
В качестве тяговых электродвигателей на отечественных локомотивах обычно используют двигатели постоянного тока последовательного возбуждения
. В двигателях этого типа обмотки главных, дополнительных полюсов и якоря соединены последовательно (рис.2.5, а). Иногда на электрических схемах обмотку якоря электродвигателя совмещают с обмоткой дополнительных полюсов (рис. 2.5, б).
Рис.2.4. Магнитная цепь электродвигателя постоянного тока. 1 – добавочный полюс; 2 – обмотка возбуждения добавочного полюса; 3 – главный полюс с обмоткой возбуждения; 4 – якорь с рабочей (якорной) обмоткой
Рис.2.5. Графическое изображение двигателей в электрических схемах
Я1-Д2 - обмотка якоря и добавочных полюсов;
С1-С2 - обмотка возбуждения главных полюсов
Реверсирование тягового двигателя
, то есть изменение направления вращения его якоря, можно осуществить путем изменения направления тока в обмотках возбуждения Iв либо в обмотке якоря Iд. На локомотивах нашел применение первый из этих способов – изменением направления тока в обмотках возбуждения, которое осуществляют с помощью специального электрического аппарата - реверсора (рис.2.6).
Рис. 2.6. Схема реверсирования тягового двигателя локомотива
При одновременном изменении направления тока в обмотках якоря и главных полюсов направление вращения вала электродвигателя не меняется.
Расчет топливной характеристики
Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Топливная экономичность зависит от часового расхода топлива Q1 и удельного эффективного расхода топлива gе. Основным параметром топливной экономи ...
Транспортные характеристики портов
Морские порты — пункты на берегу моря (океана, реки) с прилегающей водной и сухопутной территорией, комплексом сооружений, устройств для причаливания, разгрузки и погрузки судов, перегрузки грузов с одного вида транспорта на другой, снабжения судов и их ремонта, служб навигации и сопровождения су ...
Число параллельных ветвей в группе тиристоров,
выполняющих функции VS1
Число av параллельных цепей приборов , (2.12) где k3=0,8 - коэффициент, учитывающий снижение скорости охлаждающего воздуха при уменьшении напряжения контактной сети; k4=0,9 - коэффициент, учитывающий подогрев охлаждающего воздуха при последовательном расположении охладителей (радиаторов) полупровод ...