Способы питания обмоток возбуждения

Возбуждение двигателя постоянного тока. Схемы возбуждения.

Возбуждение двигателя постоянного тока является отличительной особенностью таких двигателей. От типа возбуждения зависят механические характеристики электрических машин постоянного тока. Возбуждение может быть параллельным последовательным смешанным и независимым. Тип возбуждения означает, в какой последовательности включены обмотки якоря и ротора.

При параллельном возбуждении обмотки якоря и ротора включаются параллельно друг другу к одному источнику тока. Так как у обмотки возбуждения больше витков чем у якорной то и ток в ней течет незначительный. В цепи, как обмотки ротора, так и обмотки якоря могут включаться регулировочные сопротивления.

Обмотка возбуждения может подключаться и к отдельному источнику тока. В этом случае возбуждение будет называться независимым. У такого двигателя характеристики будут схожи с двигателем, в котором применяется постоянный магнит. Скорость вращения двигателя с независимым возбуждением, как и у двигателя с параллельным возбуждением зависит от тока якоря и основного магнитного потока. Основной магнитный поток создается обмоткой ротора.

Скорость вращения можно регулировать с помощью реостата включенного в цепь якоря изменяя тем самым ток в нем. Также можно регулировать ток возбуждения, но здесь нужно быть осторожным. Так как при его чрезмерном уменьшении или полном отсутствии в результате обрыва питающего провода ток в якоре может возрасти до опасных значений.

Также при малой нагрузке на валу или в режиме холостого хода скорость вращения может настолько увеличится, что может привести к механическому разрушению двигателя.

Если обмотка возбуждения включена последовательно с якорной, то такое возбуждение называется последовательным. При этом через якорь и обмотку возбуждения протекает один и тот же ток. Таким образом, магнитный поток изменяется с изменением нагрузки двигателя. А следовательно скорость двигателя будет зависеть от нагрузки.

Двигатели с таким возбуждением нельзя запускать на холостом ходу либо с небольшой нагрузкой на вал. Их применяют в том случае если, требуется большой пусковой момент или способность выдерживать кратковременные перегрузки.

При смешанном возбуждении используются двигатели, у которых на каждом полюсе есть по две обмотки. Их можно включить так чтобы магнитные потоки как складывались, так и вычитались.

В зависимости от того как соотносятся магнитные потоки двигатель с таким возбуждением может работать как двигатель с последовательным так и двигатель с параллельным возбуждением. Все зависит от ситуации, если нужен большой стартовый момент, такая машина работает в режиме согласного включения обмоток. Если же необходима постоянная скорость вращения, при динамически изменяющейся нагрузке применяют встречное включение обмоток.

В машинах постоянного тока можно изменять направление движения ротора. Для этого необходимо изменить направление тока в одной из обмоток. Якорной либо возбуждения. Изменением полярности направление вращения двигателя можно добиться только в двигателе с независимым возбуждением, или в котором используется постоянный магнит. В других схемах включения нужно переключать одну из обмоток.

Стартовый ток в машине постоянного тока достаточно велик, поэтому ее следует запускать с добавочным реостатом, чтобы избежать повреждения обмоток.

Источник

Системы возбуждения СМ

Питание обмотки возбуждения. В зависимости от способа питания обмотки возбуждения различают системы независимого возбуждения и самовозбуждения. При независимом возбуждении источником питания служит генератор постоянного тока (возбудитель), установленный на валу ротора СМ (а), либо отдельный вспомогательный генератор, приводимый во вращение СД или АД. При самовозбуждении обмотка возбуждения питается от обмотки якоря через управляемый или неуправляемый выпрямитель — обычно полупроводниковый (б). Мощность, необходимая для возбуждения 0,3 — 3% мощности СМ.

В мощных генер-ах кроме возбудителя обычно применяют подвозбудитель — небольшой генератор цостоянного тока, служащий для возбуждения основного возбудителя. Основным возбудителем в этом случае может служить СГ совместно с полупроводниковым выпрямителем.

В современных СГ применяют бесщеточную систему возбуждения (в). В качестве возбудителя используют СГ, у кот-го обмотка якоря расположена на роторе, а выпрямитель укреплен непосредственно на валу. Обмотка возбуждения возбудителя получает питание от подвозбудителя, снабженного регулятором напряжения. При таком способе возбуждения отсутствуют скользящие контакты, что повышает надежность.

1 — обмотка якоря;2 — ротор генератора; 3 — обмотка возбуждения; 4 — кольца;

5 — щетки;6 — регулятор напряжения; 7 — возбудитель; 8 — выпрямитель;

9 — обмотка якоря возбудителя; 10 — ротор возбудителя; 11 — обмотка возбуждения возбудителя;

12- подвозбудитель; 13 — обмотка возбуждения подвозбудителя

53. Специальные типы СМ.
СМ с сверхпроводящими обм-ми возбуждения.
Прим-е сверхпров-их обм-ок возбуждения обеспечивает повышение КПД и снижение массы. Статор в таких машинах делают беззубцовым с шихтованным ферромагнитным экраном, к-ый концентрирует магнитное поле внутри машины. Момент в беспазовых машинах приложен к обмотке, что вызывает необходимость в более тщательном ее крепление. Крепление обм-ки статора в пазовой части осуществляется с помощью системы клиньев. Применение СМ с сверхпроводящими обм-ми возбуждения обеспечивает снижение габаритов и повышение их энергетических показателей.
Машины с пост. магнитами. Применяются в самолетах, тракторах и автом-ях (микродвиг-ли с пост. магнитами). Статор таких двиг-лей не отлич-ся от статора машин общего назначения. На роторе расположены пост. магниты и пусковые короткозамкнутые обмотки
Преимущества: высокая надежность (отсутствуют вращ-ся обм-ки), высокий КПД и меньший нагрев из-за отсутсвия потерь на возбуждение.
Недостатки: не допускает обычного способа регулирования напряжения, имеет плохие пусковые свойства, трудность регулирования потока возбуждения.
Машины с клювообразным ротором

Распределение магнитного поля в воздушном зазоре, близкое к синусоидальному достигается за счет профиля полюсного наконечника.

Синхронные реактивные двигатели (СРД)

Имеют явнополюсный ротор, xd ≠ xq, обмотка возбуждения отсутствует и нет щеточно-контактного узла. Магнитное поле создается только обмоткой якоря и вращающий момент равен реактивному моменту. Максимальный момент при угле 45°. Пуск – асинхронный.
Гистерезисные двигатели

Ротор состоит из двух частей: на валу магнитная втулка и закрепленное на ней кольцо из магнитотвердого материала с широкой петлей гистерезиса (сплав викаллой).

Относятся к управляемым синхронным машинам. Они преобразуют импульсные сигналы в пропорциональные угловые дискретные перемещения.

Индукторные синхронные машины

Здесь преобразование энергии происходит вследствие изменения взаимной индуктивности между ротором и статором. В индукторной машине все обмотки неподвижны, а изменения магнитного потока, пронизывающего обмотку статора, вызывается перемещением ферромагнитной массы.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Питание — обмотка — возбуждение

Питание обмотки возбуждения осуществляется от выпрямительного устройства ВС-10. [1]

Питание обмотки возбуждения ( рис. 8.4 0) осуществляется от сети переменного тока через полупроводниковый выпрямитель. Имеется схема питания этой обмотки через систему автоматического регулирования напряжения возбуждения и управления пуском электродвигателя. [3]

Питание обмотки возбуждения от полупроводникового выпрямителя все более широко применяется как в двигателях и генераторах небольшой и средней мощности, так и в мощных турбо — и гидрогенераторах. [4]

Питание обмотки возбуждения через регулятор ЯП2А осуществляется следующим образом. При замкнутых контактах выключателя зажигания S ток возбуждения протекает по цепи: вывод — — аккумуляторной батареи — амперметр — контакты выключателя S — вывод В генераторной установки — вывод В регулятора напряжения — дублирующий вывод В регулятора напряжения — обмотка возбуждения — вывод Ш регулятора напряжения — переход коллектор-эмиттер выходного транзистора VT — корпус генератора и автомобиля — вывод — аккумуляторной батареи. [6]

Питание обмотки возбуждения осуществляется от возбудителя — генератора постоянного тока, смонтированного на самом двигателе, или от отдельно стоящего возбудительного агрегата — генератора постоянного тока с приводом от асинхронного электродвигателя трехфазного тока. [7]

Питание обмотки возбуждения осуществляется от сети пере-менногб тока через полупроводниковый выпрямитель. Имеется схема питания этой обмотки через систему автоматического регулирования напряжения возбуждения и управления пуском электродвигателя. [9]

Питание обмотки возбуждения может осуществляться либо от постороннего источника ( независимое возбуждение), либо непосредственно от якорной обмотки. [11]

Питание обмоток возбуждения осуществляется от синхронного возбудителя СВ. По пути в цепь возбуждения тягового генератора С Г происходит выпрямление тока и его регулирование. В системе автоматического регулирования использован ряд элементов, освоенных в системах постоянного тока: магнитные усилители ТПТ и ТПН для отбора сигналов по напряжению генератора и по току его нагрузки, датчик БЗВ для установления уровня напряжения по позициям управления, индуктивный датчик ИД для связи регулирования генератора и дизеля. [13]

Питание обмотки возбуждения осуществляется от возбудителя — генератора постоянного тока, смонтированного на самом двигателе, или отдельно стоящего возбудительного агрегата — генератора постоянного тока с приводом от асинхронного электродвигателя трехфазного тока. Кроме вращающихся возбудительных агрегатов заводы выпускают статические возбудители из полупроводниковых ( тиристорных) выпрямителей. [14]

Питание обмоток возбуждения при проверке начальной частоты вращения осуществляется у автомобильных генераторов постоянного тока от обмотки якоря генератора, у генераторов переменного тока — от независимого источника питания. [15]

Источник

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

Понятие возбуждения и его особенности

Возбуждение – это термин, используемый инженерами-электриками, означающий создание магнитного поля. Простой магнит, используемый в этой главе для иллюстрации работы генератора, конечно способен создать ток в обмотках генератора, но постоянный магнит перестает быть постоянным под действием вибраций и нагрева.

Описание процесса

Обычно ротор выполняется в виде электромагнита, изготовленного из мягкой стали или железа, на который намотана катушка. Через катушку пропускается постоянный ток, индуцирующий в железном роторе магнитное поле. Напряженность наведенного таким обрезом магнитного поля зависит от силы тока, пропускаемого через обмотку возбуждения, и этот факт дает еще одно преимущество, поскольку позволяет регулировать э.д.с, в статорных обмотках генератора.

Простой электромагнит и концентрация поля

Если катушку ротора намотать не железный сердечник так, как показано на рис. 3.13(а), то получится магнит с одной парой полюсов N (North – северный) и S (South – южный).

Рис. 3.13(а). Простой электромагнит.

Из-за большого расстояния между полюсами магнитные силовые линии окажутся сильно рассеянными в пространстве. Теперь протянем полюса магнита навстречу друг другу, так, чтобы между ними остался лишь небольшой зазор (см. рис. 3.13(б)).

Рис. 3.13(6). Загнем концы электромагнита, чтобы сконцентрировать поле.

И, наконец, выполним полюса магнита в виде набора зубьев, входящих друг в друга, но без соприкосновения (см. рис. 3.14). Мы получим в сумме длинный узкий зазор между полюсами N и S, через который будет происходить “утечка” магнитного поля наружу. При вращении ротора эта “утечка” будет пересекать обмотки статора, и наводить в них э.д.с.

Питание ротора постоянным током: особенности процесса

Для того чтобы магнитное поле в роторе не меняло направления, его катушка должна питаться постоянным током одной полярности. Подвод тока к вращающейся катушке осуществляется через угольные щетки и коллекторные кольца.

Для питания обмотки ротора постоянным током применяют два способа: самовозбуждение и возбуждение от внешнего источника (обычно от аккумулятора).

Рис. 3.14. Зубчатый ротор генератора.

Возбуждение генератора: знакомство с определением

Возбуждение генератора – это процесс, который происходит на основе магнитодвижущей силы. Она выполняет процесс наведения магнитного поля, которое, в свою очередь, производит процесс образования электроэнергии. Для возбуждения генераторов первого поколения использовали специальные ротаторы постоянного тока, которые еще принято называть возбудителями. Их обмотка получала питание постоянного тока от другого генератора, его принято называть подвозбудителем. Все компоненты размещаются на одном валу, а их вращение происходит синхронно.

Обмотка возбуждения генератора: знакомство с определением

Обмотка возбуждения генератора – это один из основных конструктивных элементов синхронного генератора. Она получает питание от источника, предоставляющего постоянный ток. Чаще всего функцию источника выполняет электронный генератор напряжения. Такие регуляторы используется в новых моделях, работающих на основе самовозбудителя. А самовозбуждение, в свою очередь, основано на том, что первоначальное возбуждение происходит с помощью остаточного магнетизма магнитопровода синхронного генератора (СГ). Важно понимать, что энергия переменного тока поступает именно от обмотки статора СГ, трансформируя ее в энергию постоянного тока.

Для чего служит обмотка возбуждения генератора

Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Ротор вращается с помощью первичного двигателя, тем самым магнитное поле, создаваемое в роторе, тоже вращается вместе с ним с той же скоростью. Теперь линии магнитного поля пересекают обмотку статора, расположенную вокруг ротора. В результате в обмотке образуемся переменная электродвижущая сила (эдс).

Катушка возбуждения генератора: знакомство с определением

Катушка возбуждения генератора – это специальный электромагнит, который используют для генерации электромагнитного поля в электромагнитных машинах. В его состав входит катушка и проволока, по которой протекает ток. Если взять к примеру вращающиеся машины, то там катушки возбуждения наматываются на специальный железный магнитный сердечник. Именно последний выполняет функцию направления силовой линии магнитного поля. В состав магнитопровода входит два основные компонента:

• Статор – он неподвижный.
• Ротор – производит вращения вокруг статора.

Силовые линий магнитного поля непрерывно проходят от от статора к ротору и обратно. Катушки возбуждения могут располагаться либо на статоре, либо на роторе.

Источник