Номинальные данные машин постоянного тока
История развития машин постоянного тока.
Развитие машин постоянного тока идет в сторону создания как машин малых мощностей (микродвигателей), так и крупных машин предельной мощности.
В процессе развития машин постоянного тока было предложено много разнообразных форм конструктивного их исполнения, однако к настоящему времени сохранились лишь некоторые из них. Так как основной задачей настоящего курса является изучение устройства и свойств главным образом малых электрических машин в диапазоне мощностей до нескольких сотен ватт, а также близких к ним по мощности нормальных машин (до нескольких киловатт), то далее кратко рассматривается конструктивное устройство именно этих машин.
В первый период развития машины постоянного тока приобрели некоторое значение так называемые разомкнутые обмотки, но в настоящее время они имеют только исторический интерес.
Второй и третий этапы развития машины постоянного тока, охватывающие время с 1851 по 1871 г., характеризуются переходом к машинам электромагнитного типа, сначала с независимым возбуждением, а затем с самовозбуждением, а также переход от двухполюсной машины к многополюсной.
Изобретение кольцевого якоря ( 1859 г.) имело большое значение в развитии машин постоянного тока, так как он был значительно совершеннее ранее применявшихся. Кольцевые якори в настоящее время не применяются, их можно встретить только в старых машинах. Однако обмотки кольцевого якоря являются наиболее простыми для понимания, а потому знакомство с ними весьма полезно для изучения более сложных обмоток современных барабанных якорей.
История развития электромашиностроения, начиная со времени открытия Фарадеем закона электромагнитной индукции ( 1831 г.) и до середины 80 - х годов прошлого столетия, представляет по существу историю развития машины постоянного тока. За это время она прошла четыре этапа развития, а именно: 1) машины магнитоэлектрического типа с постоянными магнитами, 2) машины электромагнитного типа с независимым возбуждением, 3) машины того же типа с самовозбуждением и элементарным типом якоря и 4) машины многополюсного типа с усовершенствованным якорем.
Несмотря на длительный период развития машин постоянного тока, по масштабам применения они уступают более простым, надежным и дешевым машинам переменного тока.
Режим работы электрических машин устанавливает потребитель (заказчик), который может описывать режим одним из следующих способов:
а) численно, когда нагрузка не изменяется или изменяется известным образом;
б) временным графиком переменных величин;
В) путем выбора одного из типовых режимов от S1 до S10, не менее тяжелого, чем ожидаемый режим в эксплуатации.
Типовой режим должен быть обозначен соответствующей аббревиатурой, согласно 4.2, записанной после номинальной (базовой) нагрузки.
Выражения для коэффициента циклической продолжительности включения приведены на рисунках 1 - 10, соответствующих каждому типовому режиму.
Типовые режимы.
Типовые режимы от S1 до S10 установлены специально для применения к двигателям, однако некоторые из них могут быть также применены для характеристики режима работы генераторов, например S1, S2, S10.
4.2.1 Типовой режим S1 - продолжительный режим.
Режим работы электрических машин с постоянной нагрузкой и продолжительностью, достаточной для достижения практически установившегося теплового состояния (рисунок 1). Условное обозначение режима - S1.
Р - нагрузка; Рэ - электрические потери; Θ - температура;
Θmax - достигнутая максимальная температура; t - время
Рисунок 1.
Номинальные данные машин постоянного тока.
Номинальные данные электрической машины (мощность, напряжение, ток, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия и другие величины) характеризуют номинальный режим ее работы. Они относятся к работе машины на высоте до 1000 м над уровнем моря и при температуре газообразной охлаждающей среды до +40°C и охлаждающей воды до +30°С (в стандартах и технических условиях может быть установлена другая температура охлаждающей воды, но не более +33 °С).
Номинальные данные машин, спроектированных до утверждения ГОСТ 183-66, относились к температуре газообразной охлаждающей среды +35°С и охлаждающей воды +25° С. Термин "номинальный" может применяться ко всем данным, относящимся к номинальному режиму, независимо от того, указаны эти данные на заводском щитке машины или нет.