Соед-е цепей возбуждения и якоря

Рабочие хар-ки зависят от способа включения обмоток главных полюсов, т. е. цепи возбуждения, относительно цепи якоря. М/б параллельное, последовательное и смешанное соединения, также м/б неза­висимое.

1) независимое возбуждение- обмотка возбуждения ω_вподключается к независимому источнику, и маг­н. поле главных полюсов не зависит от нагрузки.

2) параллельное возбуждение- ОВ ω_ПАР соед-ся параллельно с цепью якоря, имеет большое число витков малого сечения, и большое активное сопр-е. Ток возбуждения и магн. поток главных полюсов при пост. напряжении не зависят от на­грузки.

3) последоват. возбуждение.- малое число витков из провода большого сечения и малое активное сопротивление. Магн. поток глав­ных полюсов зависит от нагрузки машины, т.е. тока якоря, рав­ного току возбуждения.

4) Смеш. возб. на каждом сердечнике главного полюса - две обмотки, одна w_napсоединяется с цепью якоря параллельно, а др. w_nоспослед-но.

1. Х-ки х/хода E_Я.Х(I_В) при разомкнутой цепи якоря, т.е. I_Н=0 (I_Я для генератора с независимым возбуждением ) при постоянной номинальной частоте вращения n=n_НОМ.

2. При I_В= I_В.НОМ и частоты вращения якоря n=n_НОМ - внешняя характеристика Е_я- I_ЯR_Я=U-зависимость напряж. на щетках якоря от тока нагрузки.

3. Чтобы внешняя нагрузка не зависела от тока нагрузки н/о регулировать ток возбуждения. Регулировочная хар-ка генератора это зависимость I_В(I_Я) при номинальных значениях частоты вращения n=n_НОМ и напряжениями между его выводами U=U_НОМ

24. ДВИГАТЕЛИ ПОСТ.ТОКА

На неподвижной станине—главные полюсы для возбуждения магн.потока и доп-ые-для улучшения коммутации в машине(коммутация при переключении пластин коллектора, касающихся щеток). Главный полюс состоит из сердечника и обмотки возбуждения. На конце сердечника - полюсный на­конечник для распределения магн. потока.

Станина- ярмо ма­шины, замыкает магнитную цепь магн. по­тока главных полюсов.

Доп. полюсы- на станине м/у главными. На сердеч­никах доп. полюсов есть обмотки, они соединяются последователь­но с обмоткой якоря.

Якорь- враща­ющаяся часть. Состоит из сердечника с обмоткой в его пазах, и коллектора, на общем валу. Коллектор- по­лый цилиндр, изолированных друг от друга и вала клинообразных медных пластин. Проводамиони соединяются с витками обмотки в пазах якоря. С помощью коллектора и щеток вращающаяся обмотка якоря соединяется с внешней электрической цепью. Щеткодержатели надеваются на траверсу, и электрически изолируются от нее. Ток в обмотке якоря,взаимодействуя с магн. полем главных полюсов по правилу левой руки, создает дей­ствующий на сердечник якоря вращающий момент М_ВР. При пост. частоте враще­ния п,т. е. пост. угловой ω_ВР и окружной vскоростях яко­ря, вращающий момент уравновешивается тормозным: Мвр = Мтор. В витках обмотки якоря, индуцир-ся ЭДС ея,направления по пр. правой руки.На­правления ЭДСи тока в витках обмотки якоря противоположны, поэтому ЭДСякоря двигателя - противоЭДС. Электрическое состояние цепи якоря Е_я+ I_ЯR_Я=U . Ур-е баланса мощностей цепи якоря

UI_Я =I²_ЯR_Я+ Е_яI_Я, где UI_Я — мощность внешнего источника; I²_ЯR_Я — мощность потерь в обмотке якоря; Е_ЯI_Я = -Р_Е — мощность ЭДС якоря.

Соединение цепей возбуждения и якоря

Рабочие хар-ки зависят от способа включения цепи возбуждения относит-но цепи якоря. М/б:

1) независимое возбуждение- ОВ ω_вподключается к независимому источнику, и маг­н. поле главных полюсов не зависит от нагрузки машины.

2) параллельное возбуждение- обмотка возбуждения ω_ПАР соед-ся параллельно с цепью якоря, имеет большое активное сопр-е. Iв и магн. поток полюсов при U=const не зависят от на­грузки.

График: Мех-ая хар-ка- M=0, n>0, n-выпукубывает

3) последоват. возбуждение.- малое число витков из провода большого сечения и малое активное сопротивление. Магн. поток глав­ных полюсов зависит от нагрузки машины, т.е. тока якоря, рав­ного току возбуждения. M=0, n>0, n-вогнутаяубыв.

4) Смеш. на каж. сердечнике полюса - 2обмотки, одна w_napсоед-ся с цепью якоря параллельно, а др. w_nос-послед-но. M=0, n>0, n-вогнутаяубыв

Мех-ая хар-ка n(M_BP) – завис-ть частоты вращения якоря от момента на валу.

М/б естественные и искусственные мех. хар-ки. Естественные х-ки у двигателей, цепи якоря и возбуждения которых не содержат доп. резисторы или реостаты. Св-во двигателя определяется еще и регулировочной и скоростной хар-ками.

ДПТ сложны по устройству. Но позволяют в широк пределах и плавно изменять число оборотов.м/т развивать большие пусковае моменты, они< чем 3х фазные. 3 вида: симметричные, шунтовые и компаунтные, у них определенным образом с якорем соединена обмотка возбуждения. Могут применяться ДПТ с независимым возбуждением, но реже. Iп=U/Rя=20…40Iн

Двигатели без реостатов не исп-ся, т.к. тогда пусковой ток I_П в 20…40 > I_Н и он выйдет из строя.

Iп=U/(Rя+Rп)=2..4Iн

сериесные двигатели исп-ся электротранспорте. Но должны иметь нагрузку на вал не менее 20…30% от номин. нагрузки, иначе большие обороты и разнос.

25.ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

По функциональному назначению:

1) Выпрямительные - преобразование пе­ремен. тока в пост. на св-ве р-n и др. переходов хорошо проводить эл. ток в одном направлении и плохо- в обр. Рис: усл. обозна­чение и вольт-амперная ха­р-ка.

Стабилитроны - ста­билизация пост. напряжения. Исп-ся явление неразрушающего эл. пробоя р-n перехода при не­которых значениях обратного напряжения Uобр= Uпроб.

При изменении тока пробоя от I_{СР MIN} до I_{СР MAX} напряж. на нем меняется мало.U= U_ПОР +R_ДИФ.СТ I_СТ, где U_ПОР и R_ДИФ.СТ –пороговое напряжение проводимости и дифференц-ое сопр. стабилитрона. Температурный коэф. стабилизации напряжения (ТКН) α_Н, %/ºС = относительному изменению напряжения стабилизации при изменении t на 1 °С и постоянном номинальном токе стабилитрона. Для низковольтных стабилитронов (U_CТ.НOM = 3,3—5,6 В) ТКН отрицательный, при U_CТ.НOM > 6 В-положит.

Биполярные транзисторы. На явлениях взаи­мод-я двух близко расположенных р-n переходов.

Идеализированная модель - трехслойная структура п-р-п- или р-п-р типа. Транзистор наз-ся биполярным т.к физические про­цессы в нем связаны с движением носителей зарядов обоих зна­ков (свободных дырок и электронов). Средний слой - База, крайние-коллектор и эмиттер. Слои имеют вывод, для включения в цепь.

4режима работы:1)активный:переход эмиттер-база включен в прямом направлении, а коллектор-база- в обратном;2) инверсный, переход эмиттер-база в обратном напр, а коллектор-база- в прямом;

3) режим отсечки, оба перехода в обрат­ном напр; 4) реж. насыщения, оба перехода в пря­мом напр.

для усиления сигналов - активный режим работы, в качестве ключа- режимы отсечки и насыщения.

При подключении положительного полюса источника посто­янной ЭДС Е_э= -U_ЭБ к базе потенциальный барьер р-п перехода между базой и эмиттером понижа­ется. Свободные электроны инжектируются из эмиттера в базу, образуя ток Iэ в цепи эмиттера. Если между коллектором и базой включен источник постоянной ЭДС Е_к = U_КБ отрицательным по­люсом к базе, то увеличивается потен­циальный барьер р-n перехода между базой и коллектором. Большая часть электронов, инжектированных из эмиттера в базу, втягивается сильным электрическим полем напряженностью ε_КБ этого р-n перехода, образуя ток I_K в цепи коллектора. Незначительная часть свободных электронов, инжекти­рованных из эмиттера в базу, образует ток I_Б в цепи базы.

Статич параметры: макс. допустимые постоянные ток коллектора I_{K max}, напряжения U_KЭmax и мощность потерь в коллекторе Р_{К рас мах}=U_KЭ I_K, коэф. передачи постояноого тока в режиме малого сигнала h₂₁. Динамические (в ключевом режиме): интервалы времени включения и выкл

Полевые транзисторы. м/б с управляющим p-n переходом и на основе конструкции металл—диэлектрик—полупровод­ник (МДП-транзисторы).

1) с управляющим p-n переходом. М/у двумя электродами (исток и сток), расположен n-канал из полупроводника p-типа. Если м/у истоком и стоком включен источник ЭДС Е_с положительным по­люсом к стоку, то в n-канале есть ток проводимости, зависящий от сопротивления канала. А сопротивление n-канала зависит от его ширины. Статистические стоковые I_C(U_CИ)_Uзи=const и стокозатворные I_C(U_ЗИ)_Uси=const х-ки. Чрезмерное увеличение напряжения U_CИ вызывает лавинный пробой м/у затвором и стоком. При напряжении U_3И, меньшем на­пряжения отсечки U_3Иoтс, канал закрыт (I_с=-I₃). Изменение по­лярности напряжений U_{C И} или U_{3 И} нарушает работу затвора.

Полевые МДП-транзисторы отличаются тем, что в них электрод за­твора 3 изолирован от канала диэлектриком ( Si02) . Пластина кремния р~ или и-типа ( подложка), в ней создаются 2 обла­сти с противоположным типом проводимости. Одна используется как исток И, другая — как сток С. Различают МДП-транзисторы с встроенным и индуцирован­ным каналами.

МДП-транзистор с встроенным n-каналом содер­жит подложку из полупроводника p-типа, в которой создаются две области полупроводника n-типа для стока и истока. В ее приграничном слое образуется инверсный слой, т.е. n-канал. Этот канал соединяет м/у собой области стока и исто­ка при отсутствии напряжения UЗИ = 0. При UЗИ > 0 канал обогаща­ется электронами, при UЗИ < 0 — обедняется.

МДП - транзистор с индуцированным n-каналом слой полупроводника подложки под ди­электриком Si02 лигирован акцепторами. при напряжении UЗИ =0 проводящий канал м/у стоком и истоком отсутствует и возникает при напряжении UЗИ > UЗИ пор.

Осн. статические параметры: макс. допустимые значения посто­янных тока стока I_C, напряжений U_ЗИмах, U_СИмах и мощности потерь P_ПОТмах=U_СИI_C

26. СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ТОКА

Схема выпрямителя: трансфо-р, выпрямитель В, сгла­живающий фильтр Ф(уменьшает пульсации) и стабилизатор выпрямленного напряжения Ст (поддерживает неизмен­ным U на приемнике П при изм-ии напряжения сети).С-Т-В-Ф-Ст-П

Выпр-ли х-ся коэф. пульсации: Р=Рмах/Uср^НАГР

Однофазный однополупериодный выпр-ль,пропускает на выход только одну полуволну питающего напряжения. огранич. применение в маломощных устройствах, т.к хар-тся плохим исп-ем трансф-ра и сглаживающего фильтра.

Двухфазный двухполупериодный выпрямитель,- параллельное соединение двух однофазных выпрямителей, питаемых от двух половин вторичной обмотки w2и w'2.С помощью этих полу­обмоток создаются два противофазных питающих выпрямители напряжения. выпрямитель характ-ся лучшим использованием трансф-ра и фильт­ра. Внешняя хар-ка - завис-ть ср. значения выпрямленного напряжения U0 от ср. знач-я выпрям-го тока I0.