Указать ошибочное утверждение относительно назначения щеточно коллекторного узла

• |
• Библиотека решений
• |
• Указать ошибочное утверждение относительно назначения щеточно — коллекторного узла. Выберите один ответ: а. Переключает параллельные ветви обмотки якоря b. Обеспечивает подвод напряжения к обмотке якоря с. Обеспечивает постоянную полярность напряжения на зажимах обмотки якоря генератора d. Является одной из опор вращающегося якоря

Назначение
щеточно-коллекторного узла состоит в
том, что в режиме генератора он представляет
собой выпрямитель механического типа:
в обмотке якоря ток переменный, а на
выходе он выпрямленный.

5. Назначение щеточно-коллекторного узла в двигателе?

В
режиме двигателя, где питание осуществляется
постоянным током, щеточно-коллекторный
узел преобразует его в переменный ток,
протекающий по обмотке якоря. Если этого
не сделать, то не будет происходить
непрерывное вращение.

6.Разновидности
якорных обмоток МПТ? Обмотки
якоря подразделяют на две основные
группы: петлевые (параллельные) шаг =1,
и волновые (последовательные) шаг больше
1. В машинах большой мощности применяют
также «лягушачью» (параллельно-последовательную)
обмотку, в которой
сочетаются элементы петлевой и волновой
обмоток.

7.Шаги якорных обмоток
и какими единицами они измеряются?

Результирующим
шагом обмотки называют расстояние между
начальными сторонами двух секций,
следующих одна за другой по ходу обмотки;
первым частичным шагом (шагом секции)
называют расстояние между двумя сторонами
каждой секции; вторым частичным шагом
— расстояние между конечной стороной
одной секции и начальной стороной
следующей секции.
 Измеряется
либо в долях полюсного деления, либо в
зубцовых делениях (зубцовое деление —
расстояние между двумя соседними зубцами
сердечника, измеренное по поверхности
сердечника якоря, обращенной к воздушному
зазору).

8.Коммутация
в МПТ и способы ее улучшения?

Коммутацией
в электрических машинах называется
процесс переключения секций обмотки
из одной параллельной ветви в
другую. Процесс
переключения секции протекает достаточно
быстро: время коммутации одной секции,
называемое периодом коммутации Тк,
составляет примерно 0,001 – 0,0003 с. Явления,
происходящие при коммутации, существенно
влияют на надежность и долговечность
работы машины постоянного тока.
При плохой коммутации появляется
значительное искрение под щетками и
связанное с ним обгорание коллектора

Улучшение
коммутации:

А)
обеспечением в машине прямолинейной
или несколько ускоренной коммутации, это
достигается созданием в зоне коммутации
секции дополнительного магнитного
поля.

В) увеличением
сопротивления короткозамкнутой цепи
секции в целях уменьшения  тока
короткого замыкания, это достигается
применением твердых графитовых 
щеток с повышенным переходным
сопротивлением.

В) тщательным контролем
за состоянием поверхности коллектора
и щеток.

Главным
средством улучшения коммутации в машинах
средней мощности являются дополнительные
полюсы.

9.Назначение дополнительных полюсов в мпт?

Дополнительными
полюсами обеспечивается в машине
прямолинейной или несколько ускоренной
коммутации, что и улучшает ее, уменьшается
искрение и обгорание коллектора.

10.Разновидности
МПТ по способу питания обмотки возбудителя?

МПТ
могут выполняться: с независимым,
параллельным, последовательным и
смешанным возбуждением.

При
независимом
возбуждении обмотка возбуждения питается
от источника питания постоянного тока.
Который электрически не связан с роторной
обмоткой.

При
параллельном возбуждении якорная
обмотка включена параллельно обмотке
возбуждения.

При
последовательном возбуждении якорная
обмотка и обмотка возбуждения подключена
последовательно.

При
смешанном возбуждении в машине имеются
две обмотки возбуждения, одна подключена
параллельно, а вторая последовательно.

11.Из
каких частей состоит секция якорной
обмотки и назначение этих частей?

Секции
состоят из двух активных
проводников,
которые непосредственно пересекают
магнитный поток и индуцируют ЭДС,
активные проводники расположены в пазах
якоря и соединяются лобовыми
частями,
лежащими вне сердечника якоря. Лобовые
части в индуцировании ЭДС практически
не участвуют.

12.Почему
для МПТ слова “ротор” и ”якорь”
являются синонимами?

Понятия
статор и ротор – чисто механические. В
литературе можно встретить понятия
индуктор и якорь. Это чисто электротехнические
понятия, и очень часто считают, что,
например, якорь и ротор – это слова-синонимы.
Статор – это то, что неподвижно, а ротор
– то, что вращается. Под электротехническими
понятиями «индуктор» и «якорь» понимают
следующее: «индуктор» — это устройство,
которое создает магнитное поле, а в
якоре под действием этого электромагнитного
поля наводится ЭДС, на которую со стороны
магнитного поля действуют силы.

Щёточно-коллекторный узел

Связанные понятия

Машина постоянного тока — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Машина постоянного тока обратима.

Синхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре.

В электротехнике термин якорь обозначает компонент электрической машины с рабочей обмоткой, а также подвижную часть магнитопровода электромагнита и реле. В отношении физического перемещения части электрических машин подразделяют на подвижную (ротор) и неподвижную (статор). ГОСТ 27471-87 (Машины электрические вращающиеся. Определения) определяет якорь как часть коллекторной машины постоянного тока или синхронной машины переменного тока, в которой индуктируется эдс и протекает ток нагрузки. В соответствии…

Колле́кторный электродви́гатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Электродвигатель постоянного тока (ДПТ) — электрическая машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.

Конта́ктор (лат. contāctor «соприкасатель») — двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы. Разновидность электромагнитного реле.

Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей переменного тока, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. В трёхфазной системе этот угол равен 2π/3 (120°).

Трёхфазный двигатель — электродвигатель, конструктивно предназначенный для питания от трехфазной сети переменного тока.

Реоста́т (потенциометр, переменное сопротивление, переменный резистор; от др.-греч. ῥέος «поток» и στατός «стоя́щий») — электрический аппарат, изобретённый Иоганном Христианом Поггендорфом, служащий для регулировки силы тока и напряжения в электрической цепи путём получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато.

Ста́тор (англ. stator, от лат. sto — стою) — неподвижная часть электрической, лопаточной и другой машины, взаимодействующая с подвижной частью — ротором.

Инве́ртор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

Однофа́зный дви́гатель — электродвигатель, конструктивно предназначенный для подключения к однофазной сети переменного тока.

Двухфа́зный дви́гатель — электрический двигатель переменного тока с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного тока, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутый ротор двигателя обычно изготавливается в виде «беличьего колеса». Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов статора, то есть при двух парах полюсов статора число стержней ротора может быть, например, 14 штук. Есть некие…

Асинхро́нная машина — электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.

Преобразователь электрической энергии — электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и/или показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и/или показателей качества. Для реализации преобразователей широко используются полупроводниковые приборы, так как они обеспечивают высокий КПД.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ, англ. Insulated-gate bipolar transistor, IGBT) — трёхэлектродный силовой полупроводниковый прибор, сочетающий два транзистора в одной полупроводниковой структуре: биполярный (образующий силовой канал) и полевой (образующий канал управления). Используется, в основном, как мощный электронный ключ в импульсных источниках питания, инверторах, в системах управления электрическими приводами.

Мотор-генератор (нем. Umformer, двигатель-генератор) — электрическая машина для преобразования электрической энергии из одной её формы в другую, либо же, в некоторых случаях, функционирующая как проводник электрической энергии, не производящий в конечном итоге данного преобразования.

Генера́тор постоя́нного то́ка — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока.

Вентильный двигатель следует отличать от бесколлекторного двигателя постоянного тока (БДПТ), который имеет трапецеидальное распределение магнитного поля в зазоре и характеризуется прямоугольной формой фазных напряжений. Структура БДПТ проще, чем структура ВД (отсутствует преобразователь координат, вместо ШИМ используется 120- или 180-градусная коммутация, реализация которой проще ШИМ).

Ртутный выпрямитель — также ртутный вентиль, ионный прибор, обладающий односторонней проводимостью, и используемый для преобразования переменного тока в ток, постоянный по направлению, при помощи дугового разряда, происходящего в парах ртути при низком давлении.

Вибропреобразова́тель — электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования постоянного низкого напряжения в переменное напряжение посредством переключения контактов.

Тя́говый преобразова́тель — силовой модуль, предназначенный для управления тяговым электродвигателем (ТЭД); входит вместе с ТЭД в состав тягового привода.. Используются в основном для асинхронных приводов, являются основными элементами силовых цепей электротранспорта и подъёмной техники.

Вращающееся магнитное поле. Обычно под вращающимся магнитным полем понимается магнитное поле, вектор магнитной индукции которого, не изменяясь по модулю, вращается с постоянной угловой скоростью. Впрочем, вращающимися называют и магнитные поля магнитов, вращающихся относительно оси, не совпадающей с их осью симметрии (например, магнитные поля звезд или планет).

Сглаживающий фильтр — устройство для сглаживания пульсаций после выпрямления переменного тока. Простейшим сглаживающим фильтром является электролитический конденсатор большой ёмкости, включённый параллельно нагрузке. Нередко параллельно электролитическому конденсатору устанавливается плёночный (или керамический) ёмкостью в доли или единицы микрофарада для устранения высокочастотных помех.

А́втотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения.

Ключ (переключатель, выключатель) — электрический коммутационный аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи.

Вентиль в электротехнике — это общее название для устройств, сопротивление которых зависит от направления протекающего через них тока (или полярности приложенного к нему напряжения). Можно представить вентиль, как ключ, который замыкается при одной полярности приложенного к нему напряжения и размыкается при другой. У идеального вентиля проводимость при одном направлении тока бесконечна, в другом направлении — равна нулю. В реальности сопротивление приборов, используемых в качестве вентилей, может…

Быстродействующий выключатель (БВ) — коммутационный аппарат, применяющийся в системах тягового электроснабжения, на электроподвижном составе и в электрооборудовании гальванических линий для защиты электрических цепей постоянного тока при коротких замыканиях и перегрузках, а также для оперативных отключений. БВ характеризуется отключающей способностью, выражающейся наибольшим значением тока короткого замыкания, который они надёжно отключают при наиболее неблагоприятных условиях.

И́мпульсный стабилиза́тор напряже́ния (ключево́й стабилизатор напряжения, используются также названия импульсный преобразователь, импульсный источник питания) — стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент (ключ) работает в импульсном режиме, то есть регулирующий элемент периодически открывается и закрывается.

Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.

Пуска́тель электромагни́тный (магни́тный пускатель) — низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска электродвигателя, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания, защиты электродвигателя и подключенных цепей, и иногда для реверсирования направления его вращения.

Магнитопрово́д — деталь или комплект деталей, предназначенных для прохождения с определенными потерями магнитного потока, возбуждаемого электрическим током, протекающим в обмотках устройств, в состав которых входит магнитопровод.

Регулятор напряжения — это устройство, позволяющее изменять величину электрического напряжения на выходе при воздействии на органы управления, либо при поступлении управляющего сигнала.Регулятор напряжения может быть, как нестабилизированным, так и стабилизированным. Стабилизированный регулятор напряжения, кроме регулятора напряжения, содержит в себе ещё и стабилизатор напряжения. В англоязычной традиции регулятором напряжения называют стабилизатор напряжения, а тиристорный регулятор напряжения называют…

Электрическая машина — электромеханический преобразователь физической энергии, основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.

Магнитный усилитель (амплистат — от англ. amplifier — усилитель и static — статический, без движущихся частей, трансдуктор — от англ. transductor) — это электромагнитное устройство, работа которого основана на использовании нелинейных магнитных свойств ферромагнитных материалов и предназначенное для усиления или преобразования электрических сигналов. Применяется в системах автоматического регулирования, управления и контроля.

Тахогенера́тор (от др.-греч. τάχος — «быстрый», «скорость» и лат. generator «производитель») — электрическая микромашина, измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в однозначно связанный со скоростью электрический сигнал.

Поляризо́ванное реле́ — электромагнитное реле, в котором состояние коммутируемых контактов зависит от направления протекания тока в обмотке его электромагнита, то есть от полярности его подключения. Эта зависимость обеспечивается дополнительным магнитным потоком, который создаётся встроенным в магнитопровод постоянным магнитом.

Генера́тор переме́нного то́ка (устаревшее «альтерна́тор») — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

Солено́ид (от греч. σολήνα (солина) — канал, труба и ειδός (эйдос) — подобный, похожий) — разновидность катушки индуктивности.

Устройство плавного пуска (УПП) — механическое, электротехническое (электронное) или электромеханическое устройство, используемое для плавного пуска (остановки) электродвигателей с небольшим моментом страгивания (например с вентиляторной характеристикой) рабочей машины.

Трансформа́тор то́ка — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.

Дио́дный мо́ст — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный). Такое выпрямление называется двухполупериодным.

Ро́тор (англ. rotor; от лат. rota «колесо», roto «вращаюсь») — вращающаяся часть двигателей и рабочих машин, на которой расположены органы, получающие энергию от рабочего тела (например, ротор двигателя Ванкеля) или отдающие её рабочему телу (например, ротор роторного насоса). Ротор двигателей связан с ведущим валом, ротор рабочих машин — с приводным валом. Ротор выполняется в виде барабанов, дисков, колёс. Ротор тесно связан с понятием статора.

Тяговый генератор — элемент электрической тяговой передачи тепловоза, преобразующий механическую энергию дизеля тепловоза в электрическую энергию, поступающую к тяговым электродвигателям. Тяговый генератор постоянного тока также используется для пуска дизеля от аккумуляторной батареи.

Частотный преобразователь — электронное устройство для изменения частоты электрического тока (напряжения).

Электрическое торможение (динамическое торможение, динамический тормоз) — вид торможения, при котором тормозной эффект достигается за счёт преобразования кинетической и потенциальной энергии транспортного средства (поезд, троллейбус и т. д.) в электрическую. Данный вид торможения основан на таком свойстве тяговых электродвигателей, как «обратимость», то есть возможность их работы в качестве генераторов.

Выпрями́тель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования входного электрического тока переменного направления в ток постоянного направления (то есть однонаправленный ток), в частном случае — в постоянный выходной электрический ток.

Щёточно-коллекторный узел — узел электрической машины, обеспечивающий электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части машины. Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе) и щёток (скользящих контактов, расположенных вне ротора и прижатых к коллектору).

В коллекторном электродвигателе щёточно-коллекторный узел одновременно выполняет две функции:

• является датчиком углового положения ротора (датчик угла) со скользящими контактами и
• переключателем направления тока со скользящими контактами в обмотках ротора в зависимости от углового положения ротора.

В бесколлекторных электродвигателях постоянного тока (вентильный электродвигатель) электронным аналогом щёточноколлекторного узла является датчик положения ротора и электронный переключатель направления тока в обмотках статора (инвертор).

В генераторах также одновременно выполняет две функции: является датчиком углового положения ротора со скользящими контактами и переключателем направления тока со скользящими контактами на токосъёмах (щётках) в зависимости от углового положения ротора, т. е. является механическим выпрямителем.

В бесколлекторных генераторах постоянного тока (синхронный генератор) обе функции — и датчика углового положения ротора (по направлению и величине ЭДС), и переключателя направления тока на выходных зажимах (по направлению и величине ЭДС) выполняет неуправляемый выпрямитель на диодах.

Кроме того, до середины ХХ в. широкое распространение имели механические выпрямители, т.е. коллекторы, которые вращались синхронными двигателями для выпрямления сетевого напряжения. Применялись для мощных потребителей, устанавливались на тяговых подстанциях железных дорог и, иногда, трамвая.

Недостатки

Щёточно-коллекторный узел является одной из наименее надёжных частей электрических машин, поскольку скользящие контакты интенсивно изнашиваются от трения. Для профессионального электроинструмента, например, щётки являются расходным материалом. По этой причине с точки зрения надёжности предпочтительны двигатели без щёточно-коллекторного узла — вентильный электродвигатель и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Щеточный контакт при нормальных условиях работы вызывает наиболее большое число отказов в работе электрических машин. Например, для коллекторных машин постоянного тока в среднем 25% отказов приходит из-за выхода из строя щеточно-коллекторного узла (в транспортных установках доля таких отказов достигает 44…66%)^[1].

Примечание

Часть щёточно-коллекторного узла щётка получила своё название от ранних конструкций, в которых действительно была похожа на щётку из множества гибких проволочек. В настоящее время изготавливается в виде бруска из графита или другого токопроводящего материала с малым удельным сопротивлением и малым коэффициентом трения.

См. также

• Контактные кольца

Примечания

Ссылки