книги / Машины постоянного тока средней и большой мощности

ВВЕДЕНИЕ

Широкое развитие автоматизации различных отраслей народного хо­ зяйства обуславливает все возрастающее примЬнение машин постоянного то..а (МПГ). Такие машины, несмотря на более сложную конструкцию к более высокую стоимость, по сравнению с машинами переменного тока, обладают рядом преимуществ. Это возможность плавного и экономичного регулирования частоты вращения в широких пределах, что обеспечмбает преимущественное использование двигателей постоянного тока в регули­ руемых электроприводах; высокие пусковые', тормозные и перегрузочные вращающие моменты, позволяющие получать хорошие эксплуатационные хаг рактеристики при пуске, торможений, реверсе и кратковременных пере­ грузках; хорошие.регулировочные свойства, Они позволяют сравнительно просто осуществить автоматизацию сложных производственных процессов и обеспечить эффективную работу различных систем, например, систем точного электропривода.

Основной тенденцией современного электромашиностроения является неуклонное увеличение мощности крупных МПТ при жестком требовании к их высокой надёжности. Так, наибольшая мощность генераторов постоян­ ного Тока, выпускаемых ЛПЭО "Электросила”, за последние 20 лет воз­ росла с 5000 до 9500 кВт, а мощность двигателей постоянного тока подвышена до 14000 кВт в одноякорном исполнении.

Увеличение мощности машин в заданных габаритах обеспечивают пу­ тем применения новых материалов и достижениями в области расчета, проектирования и технологии изготовления МПТ. Так, создание но базе последних достижений в теории и практике МПТ уточненных методов рас­ чета электромагнитных, тепловых и механических процессов, позволило значительно увеличить электромагнитные нагрузки. С ростом электро­ магнитных нагрузок МПТ особенно остро встает вопрос о повышении их надежности, которая во многом определяется качеством коммутации. По­

Системы охлаждения. Чем более теплостойка применена изоляция и ин­ тенсивнее :система.охлаждения, тем выше, допустимое значение fa А .

С увеличением диаметра якоря допустимая величина обычно возрас­ тает из-за некоторого улучшения условий охлаждения якоря.

По данным практики, для крупных машин* имеющих изоляцию класса

Следует-отметить, что для прокатных машин допустимый перегрев об­ моток; как .правило* берется.'на класс, ниже, чем фактически обеспечива­ ет принятая изолйЦиЯ. Э#.м-достигается возможность увеличения допус­ тимых кратковременных перегрузок, а. также повышается надежность ра­ боты машин . В таких.случаях.указанное значение f a А справедливо и для.изоляции'класса F

•‘Применение полиамидной изоляции, обладающей повышенной электри­ ческой и/ механической.tпрочностью и позволяющей, уменьшить толщину изо­ ляция в,пазу, а значит и перепад температуры в.ней, дает возможность повысить:- величину: ‘f a А- до значения, 3600 - 4300 А/мм^*А/см. При

оказаться экономически; нецелесообразнымособенно для тихоходных ма­ шину -вследствие'-.снижения КСД. машины из-гза увеличения потерь в меди якоря.

Ограничения по. условиям коммутации

Для оценки' напряженности коммутации и потенциальных условий на

иметь различную электромагнитную связь с другими коммутируемыми в

совершенстве ее выполнения, механических факторов, влияющих на спо­ койную работу, щеток на коллекторе. Отрицательное влияние механичес­ ких факторов на коммутацию с увеличением скорости вращения заметно возрастает и поэтому для быстроходных машин при 71 £ 3000 об/мин до­ пустимое значение реактивной ЭДС уменьшается до.б - 7 В.

Величина реактивной ЗДС вычисляется по формуле

рующая удельная магнитная проводимость коммутируемой секции с учетом •ее взаимоиндукции с:другими коммутируемыми секциями.

•Максимальное или среднее напряжение между смежными коллекторными пластинами являетсяважнейшей, величиной', характеризующей потенциаль­ ные условия на коллекторе .в‘.машинах постоянного' тока. Многолетний

.дуг между коллекторными пластинами; приводящих к образованию круго­ вого огня wa,коллекторе. Практикой установлено, что для крупных ма­

колько большей. При увеличении, глубины продораживаиия, уменьшении расстояния между-щеточными бракетами вероятность возникновения пере­ крытия по коллектору возрастает и необходимо выбирать меньшие значе­ ния Vкер- Следует избегать также наличия острых кромок у коллектор­ ных пластин и загрязнения изоляционных промежутков и при эксплуатации уделять особое внимание уходу эа коллектором и щеточным аппаратом.

В машинах с двухходовыми и трехходовыми петлевыми обмотками якоря максимальное напряжение U к макс мож®т возрасти из-за пульсаций

этого напряжения, возникающих веледствйи неполной симметрии этих об­ моток (см. гл. 3), Поэтому для этих обмоток среднее напряжение

ровки и не должен быть больше 410 см. Для унификации штампов и ин­

ния времени реверса и повышения производительности приводимых во вра­ щение механизмов рекомендуется по возможности сникать величину диаг метра якоря.

Максимальная Длина сердечника якоря' С а ограничена возможное-- тями технологии, при его изготовлении и составляет на .наших заводах, 165 см (за рубежом до 200 см.). Кроме того; следует^ иметь в виду,, что с увеличением длины якоря возрастает реактивная ЭДС и ухудшаются условия коммутации, увеличивается неравномерность нагрева обмотки по’ длине якоря и возрастает опасность повреждения изоляции обмотки за счет неодинакового расширения стали и меди при нагреве;

В автономных установках могут возникать дополнительные габарит­ ные ограничения, вызванные условиями размещения машин в заданных объемах.

Предельная длина коллектора Ск ограничена в быстроходных маши­ нах механической прочностью коллектора и зависит от его окружной, ско­ рости Vi< и отношения длины к диаметру коллектора £к /Лк [ I J . Если длина коллектора, получаемая из услЬвия размещения щеток на ще­ точном бракете, оказывается'больше продельной, то коллектор выпопня-

10