Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru/

украински държавна академияжелезопътен транспорт

Център за научно-практическо обучение

от дисциплината "Електротехника"

„Двигател постоянен токс паралелно възбуждане

Планирайте

1. Въведение

2. Дизайн на постояннотоков двигател

3. Стартиране на двигатели

4. Технически данни на двигателите

5. Характеристики на постояннотокови двигатели

6. Механична характеристика

7. Списък на използваната литература

DC двигател (DC двигател) е преобразувател на постоянен ток електрическа енергия в механична енергия. Конструкцията на двигателя е показана на фиг.1. Той има три основни части: статор (индуктор), котва и колектор.

Индукторът (1) - неподвижната част на машината, представлява кух лят стоманен цилиндър, изработен от електротехническа стомана, към който вътресърцевините (полюсите) се закрепват с болтове. На сърцевините има възбуждаща намотка (OB), свързана към четките. Индукторът е предназначен да създаде основния магнитно поле. Анкер (2) (въртяща се вътрешна част на машината) е цилиндър, сглобен от стоманени листове. В жлебовете на арматурата се полага анкерна намотка. На един вал с котвата е закрепен колектор (3), който представлява кух цилиндър, съставен от отделни медни пластини (ламели), изолирани една от друга и от вала на котвата и електрически свързани с отделни части на намотката на котвата. Целта на колектора е механичното коригиране на променливи синусоидални ЕМП в постоянно напрежение по големина и посока, което се отстранява към външната верига с помощта на четки, съседни на колектора. Свойствата на постояннотоковите двигатели се определят главно от начина, по който се захранва възбуждащата намотка. В тази връзка постояннотоковите двигатели се класифицират в 2 вида: с независимо възбуждане(Фиг. 2а) и самовъзбуждане (Фиг. 2 b, c, d)

Възбуждащата намотка в DCT с независимо възбуждане се захранва от отделен DC източник (от полупроводников токоизправител, батерия или възбудител - DC генератор).

При самовъзбуждащите се DCT веригите на котвата и индуктора са електрически свързани, т.е. възбуждащата намотка се захранва от ЕМП на арматурата на машината.

Зависи от електрическа веригавръзките на намотките на котвата и индуктора на машина със самовъзбуждане са допълнително разделени на три вида: паралелно, последователно и смесено възбуждане (фиг. 2 b, c, d). DPT, както всички електрически машини, е обратим, т.е. те са без значителна градивност

промените могат да работят както в режима на генератора, така и в режима на двигателя. Режим на работа DPT с паралелно възбуждане. Помислете за работата на DPT с паралелно възбуждане (фиг. 2b). Когато двигателят е свързан към мрежа с постоянен ток, в двете намотки възникват токове. В този случай в намотката на възбуждане възбуждащият ток IB създава магнитно поле на индуктора.

Взаимодействието на тока на котвата с магнитното поле на индуктора създава електромагнитен момент на МЕ.

ME = sFIYA, (1)

където c е постоянен коефициент;

IЯ - ток на котвата;

Ф - магнитен поток.

Електромагнитният момент на ME се различава от момента на MW на вала на двигателя със стойността на момента на загубите на празен ход MHH, която поради малката си стойност може да се пренебрегне и да се приеме, че

В проводниците на въртящата се арматура се индуцира обратно ЕМП E:

където n е скоростта на въртене на арматурата;

k е постоянен фактор.

Уравнението на електрическото равновесие на двигателя има формата:

U \u003d E + IЯ RY \u003d knФ + IЯ RY, (3)

където U е мрежовото захранващо напрежение.

Стартиране на двигателя

При стартиране на двигателя котвата е неподвижна в първия момент (n = 0) и дадена (2) ЕМП на котвата E = knF = 0. В този случай, съгласно (3), пусковият ток на котвата IYaP е неприемливо голям, т.к. R е малък и се определя като:

Следователно, за да се ограничи стартовият ток, съпротивлението на стартовия реостат RP се въвежда последователно във веригата на арматурата, която се въвежда напълно преди стартиране на двигателя и се извежда след ускоряване на двигателя, когато обратната EMF (E) се увеличава.

Такова стартиране на двигателя предпазва неговата намотка на котвата от високи стартови токове INP и ви позволява да получите максимален магнитен поток в този режим.

Ако двигателят се стартира на празен ход, тогава няма нужда да развивате максималния въртящ момент MB на вала. Следователно двигателят може да се стартира чрез плавно увеличаване на захранващото напрежение U.

Заден ходдвигател.

Промяната на посоката на въртене на двигателя може да се постигне чрез промяна на тока или в намотката на котвата, или в намотката на възбуждането, т.к. това променя знака на въртящия момент. Едновременната промяна на посоката на тока в двете намотки не променя посоката на въртене на двигателя. Превключването на краищата на намотките трябва да се извършва само след пълно спиране на двигателя.

Регламентскоростзавъртане.

От израз (3) е възможно да се определи скоростта на въртене на двигателя:

захранваща намотка за постоянен ток на двигателя

От формула (6) може да се види, че скоростта на въртене на постояннотоков двигател може да се контролира чрез промяна на мрежовото напрежение, магнитния поток на възбуждане и съпротивлението на веригата на котвата. Най-често срещаният начин за управление на скоростта на въртене на двигателя е промяна на магнитния поток с помощта на регулиращ реостат във веригата на възбуждане.

Намаляването на тока на възбуждане отслабва магнитния поток и увеличава скоростта на въртене на двигателя. Този метод е икономичен, т.к токът на възбуждане (при двигатели с паралелно възбуждане) е 3-5% от арматурния IN, а топлинните загуби в управляващия реостат са много малки. Основни характеристики на постояннотоков двигател с паралелно възбуждане

Работата на постояннотоков двигател с паралелно възбуждане се оценява от следните основни характеристики:

Характеристика на празен ход: (фиг.3)

n0 = ѓ (IB), с U = UN = const и IЯ = I0,

където n0 е скоростта на празен ход (без товар),

I0 - ток на празен ход от 5 - 10% IH;

ООН - номинална стойностмрежово напрежение.

Като се има предвид, че на празен ход продуктът IЯRЯ е малък в сравнение с U, тогава от (6) скоростта на двигателя се определя от обратната връзка с магнитния поток Ф:

С увеличаване на тока в намотката на възбуждане, магнитният поток се променя по кривата на намагнитване Ф = ѓ (IВ), така че връзката между скоростта на въртене на двигателя n и тока на възбуждане IВ е почти хиперболична. При ниски стойности на тока на възбуждане оборотите се променят почти обратно. При високи токове на възбуждане,

магнитното насищане на стоманените полюси оказва влияние и кривата става по-плоска и върви почти успоредно на абсцисната ос. Рязка промяна - намаляване на тока на възбуждане, както и случайно отваряне на веригата на възбуждане съгласно (9) може да доведе до "работа" на двигателя (когато IВ > 0 и следователно Ф също клони към 0, n >?).

Механична характеристика. Това е зависимостта на скоростта на въртене на ротора от въртящия момент MV на вала на двигателя при постоянно захранващо напрежение и ток на възбуждане:

n \u003d ѓ (MV), с U \u003d UH \u003d const, IВ \u003d const.

За двигател с паралелно възбуждане моментът MV е пропорционален на първата степен на тока на котвата IЯ. Следователно механичната характеристика може да бъде представена чрез зависимостта n (Ib), която се нарича електромеханична или скоростна (фиг. 4).

Към вала на двигателя се прилага натоварване (спирачен момент). Съгласно (6), при постоянни стойности на тока на възбуждане, намаляването на скоростта на въртене n е следствие от спада на напрежението в арматурната верига - IЯ·RЯ и реакцията на котвата. С увеличаване на натоварването скоростта на въртене намалява незначително, от порядъка на 3-8%. Тази скоростна характеристика се нарича твърда. Регулираща характеристика (фиг. 5). Това е зависимостта на тока на възбуждане IB от тока на котвата IA при постоянно напрежениемрежа U и постоянна скорост на въртене n:

IВ \u003d ѓ (IЯ) при U \u003d UN, n \u003d const.

От анализа на външната характеристика се вижда, че скоростта на въртене намалява с увеличаване на натоварването.

Контролната характеристика позволява да се прецени как и в какви граници е необходимо да се регулира токът във възбудителната намотка, за да се поддържа постоянна скорост на въртене.

Експериментална техника

Проучването на режимите на работа на DPT с паралелно възбуждане се извършва на

модулен учебен комплекс МУК-ЕП1, който се състои от:

захранване на DC двигател BPP1;

Захранващ блок за асинхронен двигател BPA1

Електрически машинен блок MA1-AP.

PL073U3 (220V, 180 W,

1500 об/мин). Автоматично превключване на намотките на двигателя и свързване на измерване

устройства се извършва в блок BPP1.

Използва се като товар асинхронен двигател(BP) в режим динамично спиране. Автоматично превключване на BP намотки и свързване измервателни уредикъм него се извършва в блок BPA1.

Схемата на работа на комплекса след превключване на блокове е показана на фиг.6.

Библиография

1. Кацман М.М. Електрически автомобили. - М.: Висше. училище, 1993г.

2. Копилов И.П. Електрически автомобили. - М.: Енергоатомиздат, 1986

Хоствано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Принципът на работа и устройството на генераторите за постоянен ток. Електродвижеща силаи електромагнитен въртящ момент на DC генератора. Методи за възбуждане на постояннотокови генератори. Характеристики и характеристики на двигателите различни видовевъзбуда.

резюме, добавено на 11/12/2009

Контрол на скоростта на DC двигатели чрез промяна на възбуждащия поток. Максимална токова защита на електрозадвижването. Скоростни характеристики на двигателя. Схеми на силови вериги на постояннотокови двигатели и асинхронни двигатели.

курсова работа, добавена на 30.03.2014 г

Принципът на работа на генератора за постоянен ток. Анкерни намотки и процес на възбуждане на машини с постоянен ток. Навиване с "мъртва" секция. Пример за обикновена верига и навиване на вълни. DC двигател с последователно възбуждане.

презентация, добавена на 11/09/2013

Конструкция и принцип на действие електрически машинипостоянен ток. Изследване на товарни, външни и управляващи характеристики и експлоатационни свойства на генератор с независимо възбуждане. Характеристики на стартиране на двигател с паралелна система за възбуждане.

лабораторна работа, добавена на 09.02.2014 г

Изследване на механичните характеристики на постояннотокови двигатели с паралелно, независимо и последователно възбуждане. спирачни режими. електрически мотор променлив токс фазов ротор. Изследване на вериги за стартиране на двигатели, времеви функции.

лабораторна работа, добавена на 23.10.2009 г

Принципът на работа и устройството на генератора за постоянен ток. Видове намотки на котвата. Методи за възбуждане на постояннотокови генератори. Реверсивност на постояннотокови машини. Двигател с паралелно, независимо, последователно и смесено възбуждане.

резюме, добавено на 17.12.2009 г

Дизайн на постояннотоков двигател. Ядрото на основните плюсове, вида и стъпката на намотката на котвата. Броят на навивките, колекторните плочи, слотовете. Характеристика на намагнитване на двигателя. Масата на проводниците на намотката на котвата и основните динамични показатели.

курсова работа, добавена на 21.05.2012 г

Захранване на двигателя при управление на скоростта чрез промяна на стойността на напрежението от отделен регулиран източник на постоянен ток. Приложение на тиристорни преобразуватели в електрозадвижвания с постоянен ток. Структурна схематиристорен преобразувател.

курсова работа, добавена на 01.02.2015 г

Моделиране на пускането на постояннотоков двигател DP-62 за задвижване на количката за слитъци с помощта на пакета SciLab. Блокова схема на модела, неговите елементи. Паспортни данни на двигателя DP-62, тип възбуждане. Преходна диаграма, чертане.

лабораторна работа, добавена на 18.06.2015 г

Характеристики на изчисляването на DC двигателя от позицията на обекта на управление. Изчисляване на тиристорен преобразувател, сензори за електрозадвижване и датчик за ток. Схема на постояннотоков двигател с независимо възбуждане. Моделиране на външния контур.

Глава 29

Основни понятия

М, въртящ се.

антиелектродвижещи

. (29.1)

, (29.3)

.
Но според (25.24),

, (29.4)

М, .

т.е. Uили намаляване на потока Е ;

ти, Е

Старт на двигателя

U .

стартови реостати

Р О 1 .

При това през лоста Ри гума У R,

Мправо пропорционална на потока Е Е

Глава 29

Основни понятия

Колекторните машини имат свойството на обратимост, т.е. могат да работят както в режим на генератор, така и в режим на двигател. Следователно, ако машина с постоянен ток е свързана към източник на постоянен ток, токове ще се появят във възбудителната намотка и в намотката на котвата на машината. Взаимодействието на тока на котвата с възбуждащото поле създава електромагнитен момент върху котвата М,което не е спирачно, както беше в генератора, но въртящ се.

Под влиянието електромагнитен моментарматура, машината ще започне да се върти, т.е. машината ще работи в двигателен режим, консумирайки електрическа енергия от мрежата и преобразувайки я в механична енергия. По време на работа на двигателя котвата му се върти в магнитно поле. В намотката на котвата се индуцира ЕМП, чиято посока може да се определи по правилото на "дясната ръка". По своята същност той не се различава от ЕМП, индуциран в намотката на котвата на генератора. В двигателя ЕМП е насочен срещу тока и затова се нарича антиелектродвижещисила (back-EMF) на арматурата (фиг. 29.1).

За двигател, работещ с постоянна скорост,

. (29.1)

От (29.1) следва, че напрежението, подадено към двигателя, се балансира от обратната ЕМП на намотката на котвата и спада на напрежението във веригата на котвата. Въз основа на (29.1) ток на котвата

Умножавайки двете страни на уравнение (29.1) по ток на котвата, получаваме уравнение на мощността за арматурна верига:

, (29.3)

къде е мощността във веригата на намотката на котвата; - мощност на електрическите загуби в арматурната верига.

За да изясним същността на израза, ще извършим следната трансформация:

.
Но според (25.24),

, (29.4)

където е ъгловата честота на въртене на арматурата; - електромагнитна мощност на двигателя.

Следователно изразът е електромагнитната мощност на двигателя.

Преобразувайки израз (29.3), като вземем предвид (29.4), получаваме

Анализът на това уравнение показва, че с увеличаване на натоварването на вала на двигателя, т.е. с увеличаване на електромагнитния въртящ момент М,увеличава мощността във веригата на намотката на котвата, т.е. мощността на входа на двигателя. Но тъй като напрежението, подадено към двигателя, се поддържа непроменено, увеличаването на натоварването на двигателя е придружено от увеличаване на тока в намотката на котвата .

В зависимост от метода на възбуждане постояннотоковите двигатели, както и генераторите, се разделят на двигатели с възбуждане от постоянни магнити (магнитоелектрически) и с електромагнитно възбуждане. Последните, в съответствие със схемата за включване на възбудителната намотка спрямо намотката на котвата, се разделят на паралелни (шунтови), последователни (серийни) и смесени (съставни) двигатели с възбуждане.

Според формулата на EMF, скоростта на двигателя (rpm)

Замествайки стойността от (29.1), получаваме (rpm)

т.е. скоростта на двигателя е право пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на възбудителния поток.Физически това се обяснява с факта, че увеличаването на напрежението Uили намаляване на потока Еводи до увеличаване на разликата ; това от своя страна води до увеличаване на тока [виж фиг. (29.2)]. В резултат на това увеличеният ток увеличава въртящия момент и ако моментът на натоварването остане непроменен, скоростта на двигателя се увеличава.

От (29.5) следва, че скоростта на двигателя може да се контролира чрез промяна на напрежението ти,подаден към двигателя, или главния магнитен поток Е, или електрическо съпротивление във веригата на котвата.

Посоката на въртене на котвата зависи от посоките на магнитния поток на възбуждане Еи ток в намотката на котвата. Следователно, като промените посоката на някое от тези количества, можете да промените посоката на въртене на арматурата. Трябва да се има предвид, че превключването на общите клеми на веригата при ножовия превключвател не променя посоката на въртене на арматурата, тъй като това едновременно променя посоката на тока както в намотката на котвата, така и в намотката на възбуждане.

Старт на двигателя

Токът на котвата на двигателя се определя по формула (29.2). Ако приеме Uи непроменен, тогава токът зависи от обратната ЕМП . Токът достига максималната си стойност при стартиране на двигателя. В началния момент на стартиране котвата на двигателя е неподвижна и в намотката му не се индуцира ЕМП. Следователно, когато двигателят е директно свързан към мрежата, в намотката на неговата арматура възниква пусков ток

Обикновено съпротивлението е малко, така че стойността на стартовия ток достига неприемливо големи стойности, 10-20 пъти по-високи от номинален токдвигател.

Такъв голям стартов ток е много опасен за двигателя. Първо, това може да предизвика кръгов пожар в машината, и второ, при такъв ток в двигателя се развива прекалено голям стартов момент, който има ударен ефект върху въртящите се части на двигателя и може механично да ги унищожи. И накрая, този ток причинява рязък спад на напрежението в мрежата, което се отразява неблагоприятно на работата на други потребители, включени в тази мрежа. Следователно стартирането на двигателя чрез директно свързване към мрежата (нереостатно стартиране) обикновено се използва за двигатели с мощност не повече от 0,7-1,0 kW. При тези двигатели, поради повишеното съпротивление на намотката на котвата и малките въртящи се маси, стойността на пусковия ток е само 3-5 пъти по-висока от номиналния ток, което не представлява опасност за двигателя. Що се отнася до двигателите с по-голяма мощност, при стартирането им те използват за ограничаване на стартовия ток. стартови реостати(PR), включени последователно в арматурната верига (реостатичен старт).

Преди да стартирате двигателя, имате нужда от лост Рпоставете реостата на празен контакт О(фиг. 29.2). След това включете превключвателя на ножа, преместете лоста до първия междинен контакт 1 а веригата на котвата на двигателя е свързана към мрежата през най-голямото съпротивление на реостата .

Ориз. 29.2. Схема за включване на стартовия реостат

При това през лоста Ри гума Укъм мрежата е свързана възбуждаща намотка, токът в която през целия период на стартиране не зависи от положението на лоста R,тъй като съпротивлението на шината е незначително в сравнение със съпротивлението на възбуждащата намотка.

Ток на пусковата котва при импеданса на пусковия реостат

С появата на ток във веригата на котвата възниква начален въртящ момент, под влиянието на който започва въртенето на котвата. С увеличаването на скоростта обратната емф се увеличава , което води до намаляване на пусковия ток и пусковия момент.

Тъй като котвата на двигателя се ускорява, стартовият лост на реостата се превключва на позиции 2, 3 и т.н. В позиция 5 на лоста на реостата стартирането на двигателя завършва. Съпротивлението на стартовия реостат обикновено се избира така, че най-големият стартов ток да надвишава номиналния ток не повече от 2-3 пъти.

Тъй като въртящият момент на двигателя Мправо пропорционална на потока Е[см. (25.24)], тогава за да се улесни стартирането на двигателя с паралелно и смесено възбуждане, съпротивлението на реостата във веригата на възбуждане трябва да бъде напълно премахнато. поток на възбуждане Ев този случай получава най-висока стойности двигателят развива необходимия въртящ момент при по-нисък ток на котвата.

Не е препоръчително да се използват пускови реостати за стартиране на двигатели с по-голяма мощност, тъй като това би довело до значителни загуби на енергия. Също така стартовите реостати биха били обемисти. Следователно при двигатели с голяма мощност се използва безреостатно стартиране на двигателя чрез понижаване на напрежението. Примери за това са стартирането на тяговите двигатели на електрически локомотив чрез превключването им от серийна връзкапри стартиране успоредно с нормална операция(виж § 29.6) или стартиране на двигателя във верига генератор-мотор (виж § 29.4).

Мотор с паралелно възбуждане

Схемата за свързване на двигател с паралелно възбуждане към мрежата е показана на фиг. 29.3, а.Характерна особеност на този двигател е, че токът в намотката на възбуждането (OB) не зависи от тока на натоварване (ток на котвата). Реостатът във възбудителната верига служи за регулиране на тока във възбудителната намотка и магнитния поток на главните полюси.

Експлоатационните характеристики на двигателя се определят от неговите експлоатационни характеристики,което се разбира като зависимост от скоростта на въртене н, текущ аз, полезен момент М2, въртящ момент Мот мощността на вала на двигателя R 2при и (фиг. 29.3, 6 ).

За да анализираме зависимостта и , която обикновено се нарича скоростна характеристика, се обръщаме към формула (29.5), от която се вижда, че при постоянно напрежение Uдва фактора влияят върху скоростта: спадът на напрежението във веригата на котвата и възбуждащият поток Е. С увеличаване на натоварването числителят намалява, докато поради реакцията на арматурата знаменателят също намалява Е. Обикновено намаляването на потока, причинено от реакцията на котвата, е малко и първият фактор влияе на скоростта повече от втория. В резултат на това оборотите на двигателя с увеличаване на натоварването R 2намалява и графиката приема падаща форма с лека издутина, обърната към оста x. Ако реакцията на арматурата в двигателя е придружена от по-значително отслабване на потока Е, тогава скоростта на въртене ще се увеличи с увеличаване на натоварването, както е показано от пунктираната крива на фиг. 29.3, b.Подобна зависимост обаче е нежелателна, тъй като по правило не отговаря на условието за стабилна работа на двигателя: с увеличаване на натоварването на двигателя скоростта на въртене се увеличава, което води до допълнително увеличаване на натоварването и т.н., т.е. скоростта на въртене ндвигателят се увеличава за неопределено време и двигателят „прегрява“. За да се придаде на характеристиката на скоростта форма на падаща крива, някои шунтови двигатели използват лека (с малък брой навивки) последователна възбудителна намотка, която се нарича стабилизираща намотка.Когато тази намотка е включена в координация с паралелната възбуждаща намотка, нейният MMF компенсира демагнетизиращия ефект на реакцията на котвата, така че потокът Еостава практически непроменен в целия диапазон на натоварване .., тъй като

Ако пренебрегнем реакцията на котва, тогава (тъй като ) можем да приемем . Тогава механичната характеристика на двигателя с паралелно възбуждане е права линия, леко наклонена към абсцисната ос (фиг. 29.4, а). Ъгълът на наклона на механичната характеристика е толкова по-голям, колкото по-голяма е стойността на съпротивлението, включено в арматурната верига. Нарича се механичната характеристика на двигателя при липса на допълнително съпротивление във веригата на котвата естествено(направо 1 ). Механичните характеристики на двигателя, получени чрез въвеждане на допълнително съпротивление във веригата на котвата, се наричат изкуствени(директен 2 и 3 ).

Видът на механичната характеристика също зависи от стойността на главния магнитен поток Е. И така, при намаляване Ескоростта на въртене x.x нараства. и едновременно се увеличава, т.е. и двата члена на уравнение (29.11) нарастват. Това води до рязко увеличаване на наклона на механичната характеристика, т.е. до намаляване на нейната твърдост (фиг. 29.4, b).

При промяна на напрежението на котвата Uскоростта на въртене се променя, но остава непроменена. В резултат на това твърдостта на механичната характеристика (ако пренебрегнем влиянието на реакцията на котвата) не се променя (фиг. 29.4, в), характеристиките се изместват по височина, като същевременно остават успоредни една на друга.

§ 138. ЕЛЕКТРОМОТОР С ПАРАЛЕЛНО ВЪЗБУЖДАНЕ

На фиг. 318 е показана схема на двигател с паралелно възбуждане и пусков реостат, включен във веригата на котвата. Тъй като намотката на възбуждане е свързана паралелно на мрежата, тогава кога постоянно съпротивлениеверигата на възбуждане и мрежовото напрежение, магнитният поток F на двигателя трябва да бъде постоянен.

От формулата

може да се види, че стойността на counter-e. д.с. двигателят намалява с увеличаване на тока на котвата, което води до намаляване на скоростта на двигателя.

Въпреки това, както беше споменато по-рано, величината на спада на напрежението в намотката на котвата I a r a е много малка в сравнение с напрежението U. Следователно, с увеличаване на тока на натоварване, скоростта на двигателя леко намалява.

Следователно, характерно свойство на двигател с паралелно възбуждане е почти постоянна скорост на въртене, когато натоварването на неговия вал се променя. Обикновено оборотите на двигателите от този тип намаляват само с 3-5% при достигане на пълно натоварване.

Въртящият момент на двигателя е пропорционален на произведението на тока на котвата и магнитния поток:

От това се вижда, че въртящият момент на двигателя с паралелно възбуждане е пропорционален на тока на котвата:

Следователно, чрез амперметъра, включен в арматурната верига, може да се прецени натоварването на двигателя.

Двигателят ще има най-висока скорост на въртене на празен ход, ако съпротивлението на регулиращия реостат е напълно премахнато. Отварянето на веригата на възбуждане ще доведе до намаляване на магнитния поток на двигателя до незначително количество остатъчен магнетичен поток. Тъй като контра-д. д.с. трябва да бъде почти равно на мрежовото напрежение, тогава с намаляване на магнитния поток скоростта на въртене на двигателя ще се увеличи рязко и ще стане опасна за механичната якост на двигателя. Ето защо при работа на двигателя е необходимо да се следи доброто състояние на възбудителната верига.

Контролът на скоростта на шунтов двигател обикновено се извършва чрез промяна на потока с променлив реостат във веригата на възбуждане. Този метод за контрол на скоростта е най-икономичният. Някои двигатели имат контрол на скоростта, вариращ от 1,5:1 до 4:1. Цифрите показват съотношението на максималната скорост към минималната. Границите на регулиране са ограничени главно от влошаването на условията на превключване и механичната якост на арматурата.

Промяната на посоката на въртене на двигатели с паралелно възбуждане може да се извърши чрез промяна на посоката на тока във възбудителната намотка на полюсите или чрез промяна на посоката на тока в намотката на котвата. Обикновено промяната на въртенето се извършва по втория начин, тъй като всякакви операции с намотката на възбуждане са опасни за оперативния персонал и са нежелателни поради появата на e. д.с. самоиндукция, която може да причини разрушаване на изолацията на намотката и изгаряне на контактите.

Двигатели с паралелно възбуждане се използват в мрежи с постоянен ток за задвижване на някои машини, механизми (надземни електрически пътища, помпи, вентилатори, тъкачни машини, валцовани мелници, подемници за мина), които изискват постоянна скорост на въртене или широко регулиране на скоростта.

23 .Реакция на котва, това е Отрицателно влияниевърху работата на постояннотоков двигател, начини за компенсиране на реакцията на котвата.

Реакция на котвата - ефектът на магнитното поле, създадено от тока на котвата върху магнитното поле на главните полюси на машината. В режим на празен ход токът на котвата = 0 и магнитното поле на машината се формира само от главните полюси (фиг. (а)). Той е симетричен спрямо оста на главните полюси и спрямо геометричната неутрала. Ако изключите намотката на възбуждане и свържете арматурата към захранване, тогава токът, протичащ в намотката на котвата, ще създаде магнитно поле, показано на фигура (b). оста на полюсите на това поле съвпада с оста на четките и е перпендикулярна на оста на полето на главните полюси. Въртенето на арматурата не влияе върху модела на арматурното поле, т.к разпределението на тока в намотката на котвата остава постоянно. В режим на работа на машината и двете намотки са включени и магнитното поле се формира чрез сумиране на двете полета. В резултат на това оста на магнитното поле се завърта на някои ъгли, физическият неутрал се завърта на същия ъгъл. В двигателен режим неутралната позиция се измества срещу въртене. В резултат на изместването част от проводниците на паралелния клон, разположен между четката и неутралата, ще бъдат под полюса на обратната полярност и ще създадат спирачен момент.Промяната в натоварването на машината ще доведе до промяна в тока на котвата и съответно увеличаване или намаляване на нейното магнитно поле. Следователно ъгълът ще се променя с натоварването.В допълнение към неутралното изместване, реакцията на котвата намалява общия магнитен поток поради факта, че полето под главните полюси е изкривено. Под единия ръб на полюса той е отслабен, а под другия е усилен, но усилването на полето в резултат на насищане на ръба на полюса е по-малко от отслабването и резултантният магнитен поток намалява, което се отразява негативно на енергията производителност на машината.Изместването на физическата неутрала също има отрицателен ефект върху процеса на превключване.Най-ефективният . средства за намаляване влиянието на реакцията на котвата е компенсационна намотка. Той се вписва в специалните жлебове на главните полюси и е свързан последователно към арматурната верига. Магнитното поле на компенсационната намотка е противоположно и компенсира магнитното поле на котвата. Токът на компенсационната намотка = ток на котвата, така че компенсацията се извършва във всички режими от празен ход до пълно натоварване. В резултат на това полето на машината под основните полюси остава практически непроменено. Друг начин - нараства клирънсмежду ръбовете на основните стълбове и котвата. За да се поддържа потокът с увеличаване на пролуката, е необходимо увеличаване на MMF на намотката на възбуждане.

Постояннотокови електрически машини.

Генератор с паралелно възбуждане.

Формули за изчисление:

Токът, подаван от генератора към мрежата:

Ред. генератор: E \u003d U + Iya ∙Rya.

Мощност, доставена в мрежата: P2 \u003d U ∙ I \u003d I 2 ∙ R

Мощност на задвижващия двигател: P1 = P2/ η

Загуба на мощност в намотката на котвата:

Rya \u003d I 2 i ∙ Rya

Загуба на мощност в намотката на възбуждане:

Рв = U ∙Iв = I 2 в∙ Rв

Общи загуби: ΣP = P1 - ...
R2.

Ефективност на генератора:

η = Р2/Р1 = U∙I / (U∙I+ ΣР)

Двигател с паралелно възбуждане.

Формули за изчисление:

Ток на двигателя: I \u003d Ia + Iv

Напрежение на двигателя: U \u003d E + Ii ∙Rya.

Консумирана мощност от мрежата: Р1 = U∙I

Мощност на вала: P 2 = P 1 ∙η

Момент на вала на двигателя:

M \u003d 9550 ∙ P 2 / n 2.

Ефективност на двигателя:

η \u003d P 2 / P 1 \u003d (U∙I-ΣP) / U∙I

Пример 6.1. DC генератор с паралелно възбуждане развива номинално напрежение Un = 220 V. Генераторът е натоварен с товар Rn = 2,2 Ohm. Съпротивление на намотката на котвата Rya = 0,2 Ohm, намотка на възбуждане Rv = 220 Ohm. Ефективност на генератора η = 0,87. Определете следните количества:

1.ток на натоварване; 2. ток на котвата; 3. ток на възбуждане; 4. едс на генератора;

5.нетна мощност; 6. консумация на енергия; 7. общи загуби в генератора; 8. загуби в намотката на котвата; 9. загуби във възбудителната намотка.

1. ток на натоварване:

2. Ток на възбуждане:

3. Ток на котвата: Iа \u003d I - Iv \u003d 100 - 1 \u003d 99 A.

4. EMF генератор:

E \u003d U + Ii ∙ Rya \u003d 220 + 99 0,1 \u003d 229,9 V.

5. Нетна мощност:

Р2 = Un ∙ I = 220 ∙ 100 = 22000 W = 22 kW.

6. Консумирана мощност:

7. Общи загуби в генератора:

ΣP \u003d P1 - P2 \u003d 25,87 - 22 = 3,87 kW.

8. Загуби в намотката на котвата:

Rya \u003d Iya 2 ∙Rya \u003d 99 2 ∙0.2 \u003d 1960.2 W.

9. Загуби в намотката на възбуждане:

Pv = Un ∙ Iv = 220 ∙ 1 = 220 W.

Отговор: I = 100A; Iv \u003d 1 A; Ia = 99 A; E = 229,9 V; P2 = 22 kW;

P1 = 25,87 kW; ΣР = 3,87 kW; Rya = 1960,2 W; Pv \u003d 220 W.

Пример 6.2.Фигура 8.2 DC двигател с паралелно възбуждане работи от мрежата Un = 220 V. Скорост на котвата n2 = 1450 rpm. Ток на двигателя I \u003d 500 A, обратна емф на котвата E \u003d 202 V, съпротивление на намотката на възбуждане Rv \u003d 44 Ohms. Ефективност на двигателя

η = 0,88. Определете: 1. ток на възбуждане; 2. ток на котвата; 3. съпротивление на намотката на котвата; 4.консумирана мощност; 5.полезна мощност на вала; 6 Общи загуби в двигателя; 7. загуби в намотката на котвата; 8. загуби в намотката на котвата; 9.въртящ момент на вала.

1. Ток на възбуждане: