Elektrotehnika_i_elektronika_2008

181 Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины

• Следует отметить, что рассмотренные способы рeгулирования• скорости двигателей применяются как раздельно, так и в сочетании друг c другом.

2.2.15. Изменение направления

вращения двигателя

Y

Направление вращения якоря двигателя, происходящее в направлении действия электромагнитного _момента, зависит от направления тока якоря и магнитного потока, определяясь по правилу правой руки. _ .

Отсюда ясно, что для изменения направления вращения двига- теля -- реверсирования -- надо изменить или направление магнит- ного потока или направление тока в . обмотке якоря, соответствующим переключением концов этих обмоток. Такое переключёнйе производится специальным аппаратом; называемым .реверсором и имеющим по две пары контактов B <<вперед и H «назад>> (рис. 2.59).

Чтобы не перемагничивать машину, обычно меняют направление

тока якоря.

H

Рис. 2.59. Схема для реверсирования двигателя последовательного возбуждения

Одновременное изменение направления тока в обмотке возбуждения, a следовательно, и направления :магнитного потока и тока якоря направление вращения не меняет.

2.2. i 6. Электрическое торможениё двигателя

Кроме различных способов механического' торможения, основанных на трении, для быстрой остановки двигателей широко ис-

пользуется электрическое торможение.

Электрическое торможение . основано на создании в, двигателе тормозного момента, по направлению противоположного вращаю-

щемуся моменту, a при отключении двигателя - моменту инерции. Применяются три вида электрического торможения: динамическое (реостатное), рекуператйвное (торможение с отдачей электро-

энергии в .сеть), торможение противовключением. l Например, при переходе работающего двигателя (рис. 2.60, a) в

режим динамического (реостатного) торможения. машина отключается от сети и включается на специальное нагрyзочное сопротивление --- тормозной реостат RT (рис. 2.60, б). Идея состоит в том, что

машина из, режима двигателя переходит работать в режим генера-- тора. в обмотке якоря индуктируютcя ЭДС Е, а поскольку цепь ма-

.^

a б

Рис. 2.60. Схема переключения двигателя последовательного возбуждения для динамического торможения

шины замкнута на тормозной реостат RT, то в ней появляется гене-

Здесь следует отметить следующее. При рассматриваемом тор-' мозном режиме направление вращения якоря сохраняется прежним. в этом случае необходимо переключить концы обмотки возбуждения, дабы при изменении направления .тока c двигательного на генераторный машина не размагнитилась. Это й показано на рис. 2..60, б. На-

183 Глава 2. Элехтромагнŭтные устройства и электрические машины

правления тока в обмотке возбуждения IB и, следовательно, потока Ф сохранены прежними; при прежнем направлении вращения ЭДС E также сохраняет свое направление, а ток якоря меняет свое на-- правление. "

Значит, создаваемый этим током момент будет оказывать тормоз-

ное действие на якорь; a вырабатываемая электрическая энергия

будет преобразoвываться в тормозном реостате в .тепловую.

по мере затормаживания число оборотов двигателя падает, сни жается величина ЭДС и тока якоря, а следовательно,+ уменьшается

итормозной момент. Тогда для поддержания величины тока..якоря

итормозного момента необходимо тормозное сопротивление делать секционированным, и постепенно выводить одну. секцию за другой

по мере уменьшения скоро^ти. .

Рекуперативкое торможение основано на переходе двигателя в генераторный режим. Оно отличается от динамического тем; что

электрическая энергия, преобразованная при торможении из механической, не гасится бесполезно в тормозном реостате, нагревая его, a отдается обратно в сеть.

Чтобы двигатель последовательного возбуждения (рис. 2.61, а) стал работать генератором, отдающим. энергию в сеть, необходимо выполнить дева условия: во-первых, противо-ЭДС машины Е, сохра-

няя свое направление., должна стать по величине больше напряже-

ния сети U, т. e. E > U (только тогда ток якоря изменит свое направ-

ленйе и станет рекуперативным генераторным током), во-вторых,

б

Рис. 2.б1. Схема переключения двигателя последовательного

возбуждения для рекуперативного торможения

185 Глава 2. Электромагнитные густройства и электрические -машыны

мента машины М,. который вместо движущегося становится тормозным. Таким образом, якорь двигателя затормаживается.

во избежание чрезмерного возрастания тока двигателя в начале тор-

можения, когда к нему приложено повышенное напряжение

его цепь включают ограничительное добавочное сопротивление R0 ,

снижаяэтимтокдодопустимойвеличины.•,

Торможение противовключением обеспечивает быструю остановку двигателя .ввиду большого тормозного момента: При этом, одна- ко, двигатель должен быть своевременно выключен, чтобы он пос ле остановки не приобрел обратного: вращения.

2.3. Трансформаторы

B главе 1 были paccмorpeны теоретические основы работы трансэтом разделе рассмотрим конструкцию таких уст фopмaтopoв.B

poйcтв.

2.3.1. Конструкция трансформаторов

Конструктивное исполнение трансформатора зависит от его назначения и области применения. Однако почти все трансформаторы, имеют одни и те же главные конструктивные элементы - маг-

нитную систему и обмотки.

Нацболее широко применяются силовые трaнсформаторы, которые. служат для передачи электрической энергии и распределения ее между потребителями.

Активная часть .(обмотки c магнитной системой) силового трансформатора общего назначения, как правило, погружена в бак c трансформаторным маслом. Такие трансформаторы называют маслонаполиенными или ' масляными. Трансформаторное масло, . омывая обмотки и магнитопровод, улучшает электрическую изоляцию токоведущих частей и обеспечивает лучшие условия охлаждения

трансформатора. .

Работающие на воздухе трансформаторы, активная часть кото-

рых не погружена в масло, называют сухими. Сухие трансформатоо

ры предназначены для установки в закры тых помещениях c отно - сительной влажностью' не выше 80 %.

Обмотки трансформатора состоят из. медных или алюминиевых проводников и изоляционных деталей. Конструкция обмоток дол-

жна обеспечивать динамическую стойкость при механических воздействиях в процессе изготовления .и эксплуатации.

Электрическая прочность изоляции обмоток должна обеспечи^ гать надежную работу трансформатора при номинальных условиях, а также при перенапряжениях и кратковременных повышениях напряжения, возникающих в энергосистемах при коммутации и грозовых явлениях.

конструкция обмоток должна обеспечивать хороший отвод тепла; чтобы температура обмоток не превышала значение, установлен-

ное ГОСТ для данного класса изоляции. При изготовлении обмот-

ки должны быть технологичными, т: e. простыми в изготовлении и надежными в эксплуатации. Производство 'обмоток является мате-

риалоемким, a трудоемкость обмоточно-изоляционных работ co-

ставляет 25--30 % общей трудоемкости изготовления трансформатора и повышается c ростом его напряжения.

Конструкция обмоток включает изоляционные детали, образующие главную и продольную изоляцию, вьтводньУе концы, регулиро-

вочные ответвления, емкостные кольца и экраны, a также приспо- собления для осевой стяжки обмоток. .

Плотность тока в обмотках выбирают по условиям нагрева в пре-

делах (1-2,5) • 106 A/м2 в сухих и (2=4, 5) • 106 A/м2 в масляных в зависимости от мощности и конструктивного выполнения транс форматора. .

- По условиям технологии максимальное сeчение круглого проводд-

ника выбирается примерно до 20 мм2 , a прямоугольного -- 80 мм2.

гlредельный ток одного проводника -- соответственно 45 и 360 A. Основным элементом обмотки является виток, который выпол

няется одним или группой параллельных проводов. Ряд витков на цилиндрической поверхности называется слоем. Витки могут груп-

пироваться в катушки. По направлению намотки обмотки делятся

на правые и левые' подобно резьбе винта. Большинство обмоток трансформаторов выполняются c левой намоткой для удобства из-

готовления. . ' .

Определяющими для конструкции обмотки' являются число витков, сечение витка и класс напряжения.

По способу . размещения . обмоток на стержне различают обмотки концентрические и дисковые или .чередующиеся (рис. 2.б3). .

По конструктивно-технологическим признакам обмотки делят=.

сянаследующиеосновныетипы:цилиндрнчеекие,винтoвыеи'непре-

рывные: ,

Обмотки каждого из этих типов ' могут подразделяться на одноили многословные цилиндрические, одноили многоходовые вин-

товые, дисковые, переплетенны е.' В мощных трансформаторах, предназначенных для питания электропечей, применяют обмотки из листовой меди или алюминия, a также кованые катушки, выпол- ненныe из шинной меди .или алюминия. .

Цилиндрические.слоевые обмотки выполняются из проводов пря-

моугольного или круглого сечения (рис. 2.64). Слои обмотки состав-

187 Глава 2. Электромагнйтныё устройства и электрические-машины

a — концентрические б. -- дисковые или чередующиеся;

НН — обмотки низкого напряжения; ВН - о6гмотки высокого напряжения

Рис. 2.б4. Цилиндрическая двухслойная обмотка

ляют витки, наматываемые по винтовой линии. При намотке каж-

дый виток слоя укладывают вплотную к предыдущему витку в направлении высоты обмотки: 'Переход из .слоя.. в слой осуществляет-

ся' в процессе' намотки без пайки. Витки состоят из одного или нескольких параллельных проводов; располагаемых обычно рядом

в осевом направлении. .

Однослойными и двухслойными обычно выполняют обмотки

низшего напряжения на напряжение до 690 В в трансформаторах

мощностью до Б30 кВ•А. - . . .

Многослойные цилиндрические обмотки применяют главным образом в качестве обмоток высшего напряжения (до 35 кВ).