Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Энергияның түрлену үрдісінің математикалық көрсетілуі




Өндірісте басты орында айнымалы ток қолданылғанмен, тұрақты ток генераторлары жекелеген өндірістік, көлік және өзге қондырғыларда (айналу жылдамдығын кең реттейтін электр жабдықтауларды қореқтендіру, электролизді өндірісте, кемелерде, теполвозда, т.б) кеңінен қолданылады. Генераторлар айнымалы ток электрлі қозғалтқыштарымен, бу трубинасымен, іштен жану қозғалтқыштарымен т.б. айналысқа келеді.

Қозу тәсіліне қарай генераторлар былай бөлінеді:

- тәуелсіз қозу (1.2, а -сурет);

- параллель қозу (1.2, б-сурет);

- тізбектей қозу (1.2, в-сурет);

- аралас қозу (1.2, г-сурет).

Тәуелсіз қозу генераторлары былай бөлінеді:

- электр машиналы қозу (қоздыру орамасы (ҚО) тұрақты токпен басқа көзден қоректенеді);

- полюсті тұрақты магнит түрінде – магнит электрлік (тек аз қуатта).

Өздігінен қозатын генераторда ҚО генераторда өндірілетін қуатпен қоректенеді. Электр магнитті қозатын генераторда машинаның (0,3-5) % номинал қуаты шығындалады.

Қуаттар теңдеуін келесі түрде жазуға болады:

 

P2=P1-Pэп,

 

мұндағы Р2 - тұтынушыға берілетін біліктегі (білікдағы) пайдалы қуат; Р1 - бірлік қозғалтқыштан алынатын қуат; Рэп - энергия түрленуі нәтижесіндегі шығындардың барлық түрі.

Егер теңдеудің барлық мүшелерін бөлсе, жұмыстың қондырылған режимінде айналым моментінің теңдеуін аламыз:

 

а) б) в) г)

 

2-сурет. Генератордың қозу тәсілдерінің сұлбалары

 

Мв = Мо + Мэм,

 

мұндағы Мв = P1 / ω - бірлік қозғалтқыштың білігіне түсірілген айналым моменті; Мо= Мт + Мс.д - жәкірмен дамыған айналым моменті.

 

Мв айналым моменті қондырылған режимде статикалық момент деп аталады, бірақ жәкірдің айналым жылдамдығын өзгерткенде айналым динамикалық айналым моментінен пайда болады:

 

Mдин = I · /dt;

 

мұндағы I - генератордың айналатын бөліктерінің инерция моменті.

 

Айналым жылдамдығы Мдин>о артқанда, әрі тежеуіші болғанда айналым массасының кинетикалық энергиясы бірлік қозғалтқыштың жұмысы есебінен артады.

Жалпы жағдайда n≠const, Мв = М0 + Мэм + Мдин.

Қысқыштағы кернеу теңдеуі келесі өрнекпен сипатталады:

 

U = Ea - Iara – 2 · ∆Uш,

 

мұндағы Еа=сФп - жәкірдің ЭҚК-і; ra - барлық тізбектегі жалғанған жәкір орамдарының кедергілері; 2∆Uш - екі полярлықтың байланыс қабатындағы кернеудің түсуі.

 

Әдетте есепті қарапайым ету үшін щеткалы байланыстың тұрақты кедергісі енгізіледі:

 

Rш = 2∆Uш/Ian;

 

мұндағы Ra = ra + Rш - жәкірдің толық кедергісі.

 

Онда генератор кернеуінің теңдеуі:

 

U = Ea - Ia · ra.

 

2∆Uш шамасы 2В - көпірлі-графитті щеткалар үшін; ал металл градит щеткалар үшін - 0,6 в алынады.

Генератор режимінде -U < Ea болады. Электр тогының қабылдағыштары - электр қозғалтқыштар. Қозу әдісі бойынша тұрақты ток қозғалтқыштары генераторға бөлінеді.

Қозғалтқышта бірлік қуат электрлік және қоректендіруші желіден қуат алады. Осы қуаттың әсерінен Рв қозу және Рэл электрлі қуат шығындары жәкір тізбегінде жабылады, ал қалған бөлігі механикалық айналатын Рэма · Іа электр магнитті қуатын, одан қалғаны біліктегі Р2 пайдалы механикалық қуатын құрайды:

 

P2 = P1 + ∑P.

 

Қозғалтқыштық электр магнитті моменті (Mэм=Рэм/ω) қозғалмалы болады және айналу бағытына қарай қозғалады, әрі тежеуіш моментін теңестіруге жұмсалады:

 

- механикалық қуат есебінен жабылатын шығынға сай Мо моменті;

 

- Mв = P2/ω жұмыстық механизмімен өндірілетін біліктегі момент Мв;

 

- Mдин = jdω/dt - динамикалық моменті;

 

- Мэм = М0 + Мв + Мдин , Мэм = Мст+Мдин,

 

мұндағы Мст = Мо + Мв - кедергінің статикалық моменті, белгілі режимде n=const, Mдин=0 болса, Мэм=Мст.

 

Әдетте Мо моментін Мв моментімен салыстырғанда кіші болады, сондықтан жұмыстың белгілі режимінде біліктегі Мэм пайдалы момент болады, әрі Мв моментімен теңеседі. Егер Рв кВт минутына W айналым саны n арқылы өрнектесе, онда Р, n және МкГс·м арасында тәуелділік болады:

 

M=P/9.81 w=1000·60·p/9.81·2Пn =975·р/n.

 

Қозғалтқыш жәкірінің Еа ЭҚК әсерінің бағыты жәкір тогына Іа қарама қарсы болады.

Қозғалтқыштың жәкір тізбегінің кернеуі:

Еа = с ·Ф ·п.

 

Қозғалтқыш режимінде ылғи U>Еа, онда

 

Ia=U-Ea.

 

U = Еa - Іa · ra болғандықтан, n-ге қатысты екі теңдеуді шеше отырып, п=f(Ia) қозғалтқыш теңдеуін аламыз:

 

n =U - RIa /ce · Фе,

 

М = см · Фб · Ia,

мұндағы см = се / 2П = рN/2Па.

 

Осыдан Іа мәнін анықтап, оны n=f(Ia) қойып, қозғалтқыштың n=f(м) механикалық сипаттама теңдеуін аламыз:

 

N = U/ceФб - Ra M /ce cm Ф2б ,

 

мұндағы се = р · N / a - әр машина үшін тұрақты шама.

 

Берілген теңдеу дамитын моменттен қозғалтқыштың айналу жылдамдығының тәуелділігін анықтайды.

U=const болса, n=f(М) сипаттамалары жүктеме әсерінен машинаның Фб магнит ағыны қалай өзгереді және жекелеген қозу жүйесі бар қозғалтқыштар үшін тәуелділікті көрсетеді.

Айнымалы ток машиналарының әсері айнымалы магнит өрісіне негізделген. Екі полюсті айнымалы ток машинасынан статордың орамынан ток өткенде екі полюсті магнит өрісі пайда болады. Токтың 1 периодта өзгерісінен магнит өрісі 2Т немесе 360 0 градуста айналады. 2р=4 полюсті бөлік шеңбердің ширегін құрайды:

 

t = П · Dа/2р,

 

мұндағы Dа – статордың ішкі диаметрі, p - полюстің саны.

 

Демек кез келген жағдайда 6, 8, 10 т.б. тең 2р орамасын дайындауға болады, әрі 2р =2 айналу жылдамдығы n1=f1 айн/сек (2р=4-h1= ½) т.б. болады. Жалпы жағдайда n1=f1/p.

Айналу жылдамдығы:

 

n = 60 f / p, айн/мин.

 

Өрістің сызықтық айналу жылдамдығы: .







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 830. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия