ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯЯ О ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ Тяговые электродвигатели в режиме тяги служат для преобразования электрической энергии в механическую энергию, в режиме электрического торможения служат для превращения кинетической энергии поезда в электрическую энергию. Тяговые электродвигатели работают в более тяжелых условиях, чем стационарные электродвигатели, так как подвержены воздействию внешней среды (пыли, влаги, снега, колебаниям температуры внешней среды), вибрации от воздействия пути на электровоз, изменению нагрузки в широких пределах и колебаниям напряжения в контактной сети. Поэтому к тяговым электродвигателям предъявляется ряд особых требований. Они должны иметь: Большую мощность при малых габаритах; Высокую перегрузочную способность и выдерживать частые пуски; Возможность изменять скорость в широких диапазонах; Хорошую коммутацию при динамических воздействиях на него колесной пары, колебаниях напряжения в контактной сети и запыленности внешней среды остова; Высокую прочность; Возможность устойчиво работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ На проводник с током, помещенный в магнитное поле постоянного магнита, действует электромагнитная сила. Эта сила стремится вытолкнуть его за пределы поля, перемещая проводник перпендикулярно магнитным силовым линиям поля. Направление этой силы определяется правилом Левой руки
электромагнитные силы образуются в результате взаимодействия магнитного поля проводника с внешним магнитным полем Под действием усиленного магнитного поля проводник выталкивается в сторону ослабленного магнитного поля с силой F. Эта сила пропорциональна силе тока, индукции магнитного поля и длине проводника.
Виток с током в магнитном поле постоянного тока На каждую сторону проводника, изогнутого в виде витка, помещённого в магнитное поле постоянного магнита вертикально, действует электромагнитные силы F. Их направление определяется по правилу левой руки. Эти две силы образуют пару сил, под действием которой образуется электромагнитный момент М. М =F Д Д –плечо между витками Виток будет поворачиваться до тех пор, пока он пересекает магнитные силовые линии поля, т. е. пока он не займет положение, перпендикулярное магнитным силовым линиям поля. Дальнейший его поворот прекратится, так как вращающий момент М будет равен нулю Вывод: один виток с током помещенный в магнитное поле постоянного магнита, не будет вращаться постоянно
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Для того чтобы вращающий момент был постоянным, необходимо между постоянными магнитами расположить несколько таких витков В то время, когда один виток расположен перпендикулярно магнитным силовым линиям и его М = 0 , другой – в это же время пересекает магнитные силовые линии поля и создает вращающий момент. Так как на каждую сторону секций обмотки якоря действуют электромагнитные силы F, в результате взаимодействия этих сил и образуется непрерывный вращающий момент М.
Поскольку электромагнитные силы образуются в результате взаимодействия магнитного поля с внешним полем, то образование вращающего момента электродвигателя можно сформулировать так: Вращающий момент электродвигателя образуется в результате взаимодействия магнитного поля якоря с магнитным полем главных полюсов
Основные элементы электродвигателя ОСТОВ – является магнитопроводом, предназначен для размещения деталей двигателя, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОЛЮСА - создают дополнительный магнитный поток для улучшения процесса коммутации ГЛАВНЫЕ ПОЛЮСА С КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОБМОТКОЙ– создают основной магнитный поток «Ф» двигателя, полностью компенсирует реакцию якоря.
Основные элементы электродвигателя ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ – для подвода тока к обмотке якоря ТЭД через коллектор КОЛЛЕКТОР – выполняет роль механического инвертора (меняет направление тока в секциях обмотки якоря) ТРАВЕРСА –для крепления щеточного аппарата и настройки коммутации ЯКОРЬ -создает магнитный поток взаимодействующий с магнитным потоком главных полюсов, создает вращающий момент ТЭД ПОДШИПНИКОВЫЕ ЩИТЫ – служат для размещения моторно-якорных подшипников, центрируют якорь
РЕВЕРСИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Реверсирование ТЭД применяется для изменения направления движения электровоза РЕВЕРСИРОВАНИЕ – изменением направления тока в обмотке якоря (приоритетный вид реверсирования) РЕВЕРСИРОВАНИЕ – изменением направления тока в обмотке главных полюсов.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ В тяговом электродвигателе обмотка возбуждения и обмотка якоря соединяются между собой последовательно и подключаются к контактной сети
ПРОТИВО ЭДС ДВИГАТЕЛЯ При вращении секций обмотки якоря в магнитном поле главных полюсов в них индуцируется ЭДС Направление ЭДС «Е» определяется правилом правой руки Величина ЭДС, в частном случае, будет зависеть от двух параметров Магнитного потока -Ф Частоты вращения двигателя -n + - Uк>E – режим двигателя Uк<E – режим генератора Се - постоянный коэффициент ЭДС характеризует особенности электрической машины; длину проводника на который действует индукция , sinα – угол пересечения проводником магнитносиловых линий
Электромеханические характеристики ТЭД с последовательным и независимым возбуждением Мд = С м Ф
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЭД В проводниках обмотки якоря ЭДС направлена против тока и внешнего напряжения, что вызывает необходимость потребления машиной электрической энергии Закон Ома для ТЭД Частота вращения якоря вытекает из закона Ома регулировку частоты вращения двигателя можно осуществлять 3 -мя способами. 1 – изменяя величину тока якоря Iя 2 – изменяя величину магнитного потока Ф 3 – изменяя напряжение на коллекторе ТЭД Uк
Регулирование частоты вращения по току Закон Ома для ТЭД Закон Ома для полной цепи Исходя из закона Ома видим, что изменение тока в цепи ТЭД можно разделить на 3 этапа 1 – пуск двигателя до начала вращения якоря - 2 – пуск двигателя, якорь начал вращаться - 3 – пуск двигателя закончен (выход на ходовую позицию) -
Регулирование частоты вращения по магнитному потоку Уменьшая магнитный поток – увеличивается частота вращения ТЭД а) - Путем вывода части катушки обмотки возбуждения из работы б) - Путем подключения параллельно резистора ослабления поля
Регулирование частоты вращения ТЭД изменением напряжения на коллекторе Изменение напряжения на коллекторе осуществляется путем перегруппировки схемы подключения ТЭД к контактной сети сериесное соединение ТЭД Uk = 375 В Сериес-параллельное соединение ТЭД Uk = 750 В Параллельное соединение ТЭД Uk =1500 В
Скачать презентацию ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯЯ О ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ Тяговые электродвигатели в
пРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.pptx