Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

ucrainean academiei de stat transport feroviar

Centrul de Formare Științifică și Practică

de la disciplina „Inginerie electrică”

"Motor curent continuu cu excitaţie paralelă

Plan

1. Introducere

2. Design motor DC

3. Pornirea motoarelor

4. Date tehnice ale motoarelor

5. Caracteristicile motorului DC

6. Caracteristica mecanică

7. Lista literaturii folosite

Un motor de curent continuu (motor de curent continuu) este un convertor de energie electrică de curent continuu în energie mecanică. Designul motorului este prezentat în Fig.1. Are trei părți principale: statorul (inductorul), armătura și colectorul.

Inductorul (1) - partea fixă a mașinii, este un cilindru gol din oțel turnat din oțel electric, la care interior miezurile (stâlpii) sunt fixate cu șuruburi. Pe miezuri există o înfășurare de excitație (OB) conectată la perii. Inductorul este proiectat pentru a crea principalul camp magnetic. Ancora (2) (partea interioară rotativă a mașinii) este un cilindru asamblat din foi de oțel. O înfășurare de ancoră este așezată în canelurile armăturii. Colectorul (3) este fixat pe același arbore cu armătura, care este un cilindru gol format din plăci de cupru individuale (lamele) izolate între ele și de arborele armăturii și conectate electric la părțile individuale ale înfășurării armăturii. Scopul colectorului este rectificarea mecanică a EMF sinusoidale variabile într-o tensiune constantă în mărime și direcție, care este îndepărtată în circuitul extern folosind perii adiacente colectorului. Proprietățile motoarelor de curent continuu sunt determinate în principal de modul în care este alimentată înfășurarea câmpului. În acest sens, motoarele de curent continuu sunt clasificate în 2 tipuri: cu excitare independentă(Fig. 2a) și autoexcitare (Fig. 2 b, c, d)

Înfășurarea de excitație într-un DCT cu excitație independentă este alimentată de o sursă DC separată (de la un redresor cu semiconductor, baterie sau excitator - generator DC).

În DCT-urile autoexcitate, circuitele de armătură și inductor sunt conectate electric, de exemplu. înfășurarea de excitație este alimentată de EMF-ul armăturii mașinii.

Depinzând de circuit electric conexiunile înfășurărilor armăturii și inductorul unei mașini cu autoexcitare sunt împărțite în continuare în trei tipuri: excitație paralelă, serie și mixtă (Fig. 2 b, c, d). DPT, ca toate mașinile electrice, este reversibil, adică. sunt fără constructive semnificative

modificările pot funcționa atât în modul generator, cât și în modul motor. Mod de funcționare DPT cu excitație paralelă. Luați în considerare funcționarea unui DPT cu excitație paralelă (Fig. 2b). Când motorul este conectat la o rețea de curent continuu, în ambele înfășurări apar curenți. În acest caz, în înfășurarea de excitație, curentul de excitație IB creează un câmp magnetic al inductorului.

Interacțiunea curentului de armătură cu câmpul magnetic al inductorului creează un moment electromagnetic al ME.

ME = sFIYA, (1)

unde c este un coeficient constant;

IЯ - curent de armătură;

Ф - flux magnetic.

Momentul electromagnetic al ME diferă de momentul MW pe arborele motorului prin valoarea momentului pierderilor la ralanti MHH, care, datorită micii sale, poate fi neglijat și presupus că

În conductorii armăturii rotative este indusă o EMF inversă:

unde n este viteza de rotație a armăturii;

k este un factor constant.

Ecuația de echilibru electric a motorului are forma:

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

unde U este tensiunea de alimentare de la rețea.

Pornirea motorului

La pornirea motorului, armătura este staționară în primul moment (n = 0) și având în vedere (2) EMF-ul armăturii E = knF = 0. În acest caz, conform (3), curentul de pornire al armăturii IYaP este inacceptabil de mare, deoarece R este mic și este definit ca:

Prin urmare, pentru a limita curentul de pornire, rezistența reostatului de pornire RP este introdusă în serie în circuitul armăturii, care este introdus complet înainte de pornirea motorului și este scos după ce motorul accelerează pe măsură ce EMF din spate (E) crește.

O astfel de pornire a motorului își protejează înfășurarea armăturii de curenții mari de pornire INP și vă permite să obțineți fluxul magnetic maxim în acest mod.

Dacă motorul este pornit la ralanti, atunci nu este nevoie să dezvoltați cuplul maxim MB pe arbore. Prin urmare, motorul poate fi pornit prin creșterea lină a tensiunii de alimentare U.

Mers înapoimotor.

Schimbarea sensului de rotație a motorului se poate realiza prin schimbarea curentului fie în înfășurarea armăturii, fie în înfășurarea câmpului, deoarece. aceasta schimbă semnul cuplului. Schimbarea simultană a direcției curentului în ambele înfășurări nu modifică sensul de rotație a motorului. Comutarea capetelor înfășurărilor trebuie efectuată numai după ce motorul s-a oprit complet.

Regulamentvitezărotație.

Din expresia (3) se poate determina viteza de rotație a motorului:

bobinaj de alimentare cu curent continuu a motorului

Din formula (6) se poate observa că viteza de rotație a unui motor de curent continuu poate fi controlată prin modificarea tensiunii rețelei, a fluxului magnetic de excitație și a rezistenței circuitului armăturii. Cea mai comună modalitate de a controla viteza de rotație a motorului este modificarea fluxului magnetic prin intermediul unui reostat de reglare în circuitul de excitare.

Reducerea curentului de excitație slăbește fluxul magnetic și crește viteza de rotație a motorului. Această metodă este economică, deoarece curentul de excitație (în motoarele cu excitație paralelă) este de 3-5% din armătura IN, iar pierderile de căldură în reostatul de control sunt foarte mici. Principalele caracteristici ale motorului de curent continuu cu excitație paralelă

Funcționarea unui motor de curent continuu cu excitație paralelă este evaluată prin următoarele caracteristici principale:

Caracteristica de mers în gol: (fig.3)

n0 = ѓ (IB), cu U = UN = const și IЯ = I0,

unde n0 este turația în gol (fără sarcină),

I0 - curent în gol de 5 - 10% IH;

ONU - valoare nominala tensiunea principala.

Ținând cont că la ralanti produsul IЯRЯ este mic în comparație cu U, atunci din (6) turația motorului este determinată de relația inversă cu fluxul magnetic Ф:

Odată cu creșterea curentului în înfășurarea de excitație, fluxul magnetic se modifică de-a lungul curbei de magnetizare Ф = ѓ (IВ), astfel încât relația dintre viteza de rotație a motorului n și curentul de excitație IВ este aproape hiperbolic. La valori scăzute ale curentului de excitație, rotațiile se modifică aproape invers. La curenți mari de excitație,

saturația magnetică a stâlpilor de oțel are un efect, iar curba devine mai plată și merge aproape paralel cu axa absciselor. O schimbare bruscă - o scădere a curentului de excitație, precum și un circuit deschis accidental al circuitului de excitație conform (9) poate face ca motorul să „funcționeze” (când IВ > 0 și, prin urmare, Ф tinde și la 0, n). >?).

Caracteristica mecanică. Aceasta este dependența vitezei de rotație a rotorului de cuplul MV de pe arborele motorului la o tensiune de alimentare și un curent de excitație constanti:

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

Pentru un motor cu excitație paralelă, momentul MV este proporțional cu primul grad al curentului de armătură IЯ. Prin urmare, caracteristica mecanică poate fi reprezentată prin dependența n (Ib), care se numește electromecanic sau viteză (Fig. 4).

O sarcină (cuplul de frânare) este aplicată arborelui motorului. Conform (6), la valori constante ale curentului de excitație, o scădere a vitezei de rotație n este o consecință a căderii de tensiune în circuitul armăturii - IЯ·RЯ și a reacției armăturii. Odată cu creșterea sarcinii, viteza de rotație scade cu o cantitate nesemnificativă, de ordinul a 3-8%. Această caracteristică de viteză se numește rigidă. Caracteristica de reglare (Fig. 5). Aceasta este dependența curentului de excitație IB de curentul de armătură IA la tensiune constantă rețeaua U și viteza constantă de rotație n:

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

Din analiza caracteristicii externe se poate observa că viteza de rotație scade odată cu creșterea sarcinii.

Caracteristica de control face posibilă aprecierea modului în care, în ce limite, este necesară reglarea curentului în înfășurarea de excitație pentru a menține o viteză de rotație constantă.

Tehnica experimentală

Studiul modurilor de funcționare ale DPT cu excitație paralelă se efectuează pe

complex educațional modular MUK-EP1, care constă din:

Alimentare motor DC BPP1;

Unitate de alimentare pentru motor asincron BPA1

Unitate mașină electrică MA1-AP.

PL073U3 (220 V, 180 W,

1500 rpm). Comutarea automată a înfășurărilor motorului și conectarea măsurătorilor

dispozitivele se realizează în blocul BPP1.

Folosit ca sarcină motor asincron(BP) în modul frânare dinamică. Comutarea automată a înfășurărilor și conexiunii BP instrumente de masura la acesta se realizează în blocul BPA1.

Schema de funcționare a complexului după comutarea blocurilor este prezentată în Fig.6.

Bibliografie

1. Katsman M.M. Mașini electrice. - M.: Mai sus. scoala, 1993.

2. Kopylov I.P. Mașini electrice. - M.: Energoatomizdat, 1986

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Principiul de funcționare și dispozitivul generatoarelor de curent continuu. Forta electromotoareși cuplul electromagnetic al generatorului de curent continuu. Metode de excitare a generatoarelor de curent continuu. Caracteristicile și caracteristicile motoarelor diferite feluri excitare.

rezumat, adăugat 11.12.2009

Controlul vitezei motoarelor de curent continuu prin modificarea fluxului de excitație. Protectie maxima de curent a actionarii electrice. Caracteristicile de viteză ale motorului. Scheme ale circuitelor de putere ale motoarelor de curent continuu și motoarelor asincrone.

lucrare de termen, adăugată 30.03.2014

Principiul de funcționare al generatorului de curent continuu. Înfășurările de ancorare și procesul de excitare a mașinilor de curent continuu. Înfășurare cu secțiune „moartă”. Un exemplu de înfășurare simplă în buclă și val. motor DC cu excitaţie secvenţială.

prezentare, adaugat 11.09.2013

Proiectare și principiu de funcționare mașini electrice curent continuu. Studiul sarcinii, caracteristicilor externe și de control și proprietăților de funcționare ale unui generator cu excitație independentă. Caracteristici ale pornirii unui motor cu un sistem de excitație paralelă.

lucru de laborator, adaugat 02.09.2014

Studiul caracteristicilor mecanice ale motoarelor de curent continuu cu excitație paralelă, independentă și în serie. moduri de frânare. motor electric curent alternativ cu rotor de fază. Studiul circuitelor de pornire a motoarelor, funcții de timp.

munca de laborator, adaugat 23.10.2009

Principiul de funcționare și dispozitivul generatorului de curent continuu. Tipuri de înfășurări de armătură. Metode de excitare a generatoarelor de curent continuu. Reversibilitatea mașinilor DC. Motor de excitație paralelă, independentă, în serie și mixtă.

rezumat, adăugat 17.12.2009

Design motor DC. Miezul principalelor plusuri, tipul și pasul înfășurării armăturii. Numărul de spire de înfășurare, plăci colectoare, fante. Caracteristica de magnetizare a motorului. Masa firelor de înfășurare a armăturii și principalii indicatori dinamici.

lucrare de termen, adăugată 21.05.2012

Alimentarea motorului în timpul controlului vitezei prin modificarea valorii tensiunii de la o sursă separată de curent continuu reglată. Aplicarea convertoarelor tiristoare în acţionarea electrică cu curent continuu. Schema structurala convertor tiristor.

lucrare de termen, adăugată 02.01.2015

Modelarea pornirii motorului DC DP-62 pentru antrenarea căruciorului cu boi folosind pachetul SciLab. Schema bloc a modelului, elementele sale. Datele pașaportului motorului DP-62, tipul de excitație. Diagrama tranzitorie, reprezentarea grafică.

lucru de laborator, adaugat 18.06.2015

Caracteristici ale calculului motorului de curent continuu din poziția obiectului de control. Calculul convertorului tiristor, al senzorilor de acţionare electrică şi al senzorului de curent. Schema unui motor de curent continuu cu excitație independentă. Modelarea conturului exterior.

Capitolul 29

Noțiuni de bază

M, rotind.

antielectromotor

. (29.1)

, (29.3)

.
Dar, conform (25.24),

, (29.4)

M, .

adică U sau scăderea debitului F ;

tu, F

Pornirea motorului

U .

pornirea reostatelor

R O 1 .

În același timp prin pârghie Rși cauciuc W R,

M direct proporțională cu debitul F F

Capitolul 29

Noțiuni de bază

Mașinile colectoare au proprietatea de reversibilitate, adică pot funcționa atât în modul generator, cât și în modul motor. Prin urmare, dacă o mașină de curent continuu este conectată la o sursă de alimentare de curent continuu, atunci vor apărea curenți în înfășurarea de excitație și în înfășurarea armăturii mașinii. Interacțiunea curentului de armătură cu câmpul de excitație creează un moment electromagnetic pe armătură M, care nu este frânare, așa cum a fost cazul la generator, dar rotind.

Sub influenta cuplu electromagnetic armătură, mașina va începe să se rotească, adică mașina va funcționa în modul motor, consumând energie electrică din rețea și transformând-o în energie mecanică. În timpul funcționării motorului, armătura acestuia se rotește într-un câmp magnetic. Un EMF este indus în înfășurarea armăturii, a cărui direcție poate fi determinată de regula „mâna dreaptă”. Prin natura sa, nu diferă de EMF indus în înfășurarea armăturii generatorului. În motor, EMF este direcționat împotriva curentului și, prin urmare, este numit antielectromotor forța (back-EMF) a armăturii (Fig. 29.1).

Pentru un motor care funcționează la o turație constantă,

. (29.1)

Din (29.1) rezultă că tensiunea furnizată motorului este echilibrată de EMF din spate al înfășurării armăturii și căderea de tensiune în circuitul de armătură. Pe baza curentului de armătură (29.1).

Înmulțind ambele părți ale ecuației (29.1) cu curentul de armătură, obținem ecuația de putere pentru circuitul armăturii:

, (29.3)

unde este puterea în circuitul de înfășurare a armăturii; - puterea pierderilor electrice în circuitul de armătură.

Pentru a clarifica esența expresiei, vom efectua următoarea transformare:

.
Dar, conform (25.24),

, (29.4)

unde este frecvența unghiulară de rotație a armăturii; - puterea electromagnetică a motorului.

Prin urmare, expresia este puterea electromagnetică a motorului.

Transformând expresia (29.3) ținând cont de (29.4), obținem

O analiză a acestei ecuații arată că cu o creștere a sarcinii pe arborele motorului, adică cu o creștere a cuplului electromagnetic M, crește puterea în circuitul de înfășurare a armăturii, adică puterea la intrarea motorului. Dar, deoarece tensiunea furnizată motorului este menținută neschimbată, creșterea sarcinii motorului este însoțită de o creștere a curentului în înfășurarea armăturii. .

În funcție de metoda de excitare, motoarele de curent continuu, precum și generatoarele, sunt împărțite în motoare cu excitare de la magneți permanenți (magnetoelectrici) și cu excitație electromagnetică. Acestea din urmă, în conformitate cu circuitul de pornire a înfășurării de excitație în raport cu înfășurarea armăturii, sunt împărțite în motoare de excitație paralele (shunt), serie (seriale) și mixte (compuse).

Conform formulei EMF, viteza motorului (rpm)

Înlocuind valoarea din (29.1), obținem (rpm)

adică turația motorului este direct proporțională cu tensiunea și invers proporțională cu fluxul de excitație. Din punct de vedere fizic, acest lucru se explică prin faptul că creșterea tensiunii U sau scăderea debitului F determină o creștere a diferenței ; aceasta, la rândul său, duce la o creștere a curentului [vezi Fig. (29.2)]. Ca urmare, curentul crescut crește cuplul, iar dacă cuplul de sarcină rămâne neschimbat, viteza motorului crește.

Din (29.5) rezultă că turația motorului poate fi controlată prin schimbarea fie a tensiunii tu, furnizat motorului sau fluxului magnetic principal F, sau rezistența electrică în circuitul armăturii.

Direcția de rotație a armăturii depinde de direcțiile fluxului magnetic de excitație Fşi curent în înfăşurarea armăturii. Prin urmare, prin schimbarea direcției oricăreia dintre aceste cantități, puteți schimba sensul de rotație al armăturii. Trebuie avut în vedere că comutarea bornelor comune ale circuitului la comutatorul cu cuțit nu schimbă direcția de rotație a armăturii, deoarece aceasta schimbă simultan direcția curentului atât în înfășurarea armăturii, cât și în înfășurarea de excitație.

Pornirea motorului

Curentul armăturii motorului este determinat de formula (29.2). Dacă se acceptă Uși neschimbat, atunci curentul depinde de back-EMF . Curentul atinge valoarea maximă atunci când motorul este pornit. În momentul inițial al pornirii, armătura motorului este staționară și nu este indus niciun EMF în înfășurarea sa. Prin urmare, atunci când motorul este conectat direct la rețea, apare un curent de pornire în înfășurarea armăturii sale

De obicei, rezistența este mică, astfel încât valoarea curentului de pornire atinge valori inacceptabil de mari, de 10-20 de ori mai mari decât curent nominal motor.

Un curent de pornire atât de mare este foarte periculos pentru motor. În primul rând, poate provoca un incendiu circular în mașină, iar în al doilea rând, cu un astfel de curent, se dezvoltă un cuplu de pornire excesiv de mare în motor, care are un efect de șoc asupra părților rotative ale motorului și le poate distruge mecanic. Și, în sfârșit, acest curent provoacă o scădere bruscă a tensiunii în rețea, care afectează negativ funcționarea altor consumatori incluși în această rețea. Prin urmare, pornirea motorului prin conexiune directă la rețea (pornire non-reostatică) este de obicei utilizată pentru motoarele cu o putere de cel mult 0,7-1,0 kW. La aceste motoare, datorită rezistenței crescute a înfășurării armăturii și a maselor mici rotative, valoarea curentului de pornire este de numai 3-5 ori mai mare decât curentul nominal, ceea ce nu reprezintă un pericol pentru motor. În ceea ce privește motoarele de putere mai mare, la pornire, acestea folosesc pentru a limita curentul de pornire. pornirea reostatelor(PR), inclus în serie în circuitul armăturii (pornire reostatică).

Înainte de a porni motorul, aveți nevoie de o pârghie R pune reostatul pe contact inactiv O(Fig. 29.2). Apoi porniți întrerupătorul cuțitului, mutați maneta la primul contact intermediar 1 iar circuitul armăturii motorului este conectat la rețea prin cea mai mare rezistență a reostatului .

Orez. 29.2. Schema de pornire a reostatului de pornire

În același timp prin pârghie Rși cauciuc W o înfășurare de excitație este conectată la rețea, curentul în care pe întreaga perioadă de pornire nu depinde de poziția pârghiei R,întrucât rezistența magistralei este neglijabilă în comparație cu rezistența înfășurării de excitație.

Curentul armăturii de pornire la impedanța reostatului de pornire

Odată cu apariția curentului în circuitul armăturii, are loc un cuplu de pornire, sub influența căruia începe rotația armăturii. Pe măsură ce viteza crește, crește ef-ul înapoi , ceea ce duce la scăderea curentului de pornire şi a cuplului de pornire.

Pe măsură ce armătura motorului accelerează, pârghia reostatului de pornire este comutată în pozițiile 2, 3 etc. În poziția 5 a pârghiei reostatului, pornirea motorului se termină. Rezistența reostatului de pornire este de obicei aleasă astfel încât cel mai mare curent de pornire să depășească curentul nominal de cel mult 2-3 ori.

Din moment ce cuplul motorului M direct proporțională cu debitul F[cm. (25.24)], apoi pentru a facilita pornirea motorului de excitație paralelă și mixtă, rezistența reostatului din circuitul de excitare ar trebui eliminată complet. fluxul de excitație Fîn acest caz devine cea mai mare valoare iar motorul dezvoltă cuplul necesar la un curent de armătură mai mic.

Nu este recomandabil să folosiți reostate de pornire pentru a porni motoare de putere mai mare, deoarece acest lucru ar provoca pierderi semnificative de energie. De asemenea, pornirea reostatelor ar fi voluminoasă. Prin urmare, la motoarele de mare putere, se utilizează o pornire fără reostat a motorului prin scăderea tensiunii. Exemple în acest sens sunt pornirea motoarelor de tracțiune ale unei locomotive electrice prin comutarea lor de la conexiune serială când începe în paralel cu operatie normala(vezi § 29.6) sau pornirea motorului într-un circuit generator-motor (vezi § 29.4).

Motor cu excitație paralelă

Schema de conectare a unui motor cu excitație paralelă la rețea este prezentată în fig. 29.3, A. O caracteristică caracteristică a acestui motor este că curentul din înfășurarea câmpului (OB) nu depinde de curentul de sarcină (curent de armătură). Reostatul din circuitul de excitație servește la reglarea curentului din înfășurarea de excitație și a fluxului magnetic al polilor principali.

Proprietățile de performanță ale unui motor sunt determinate de acesta caracteristici de funcționare, care este înțeles ca dependența vitezei de rotație n, actual eu, moment util M2, cuplu M de la puterea de pe arborele motorului R 2 la și (Fig. 29.3, 6 ).

Pentru a analiza dependența și , care se numește de obicei caracteristica vitezei, apelăm la formula (29.5), din care se poate observa că cu o tensiune constantă U doi factori afectează viteza: căderea de tensiune în circuitul armăturii și fluxul de excitație F. Odată cu creșterea sarcinii, numărătorul scade, în timp ce datorită reacției armăturii, numitorul scade și el F. De obicei, reducerea debitului cauzată de reacția armăturii este mică și primul factor afectează viteza mai mult decât al doilea. Ca rezultat, turația motorului odată cu creșterea sarcinii R 2 scade, iar graficul capătă o formă descendentă cu o ușoară umflătură îndreptată spre axa x. Dacă reacția armăturii din motor este însoțită de o slăbire mai semnificativă a fluxului F, atunci viteza de rotație va crește odată cu creșterea sarcinii, așa cum este arătat de curba punctată din Fig. 29.3, b. Cu toate acestea, o astfel de dependență este nedorită, deoarece, de regulă, nu îndeplinește condiția pentru funcționarea stabilă a motorului: odată cu creșterea sarcinii pe motor, viteza de rotație crește, ceea ce duce la o creștere suplimentară a sarcinii. , etc., adică viteza de rotație n motorul crește la nesfârșit și motorul se „supraîncălzi”. Pentru a da caracteristicii vitezei o formă de curbă descendentă, unele motoare șunt utilizează o înfășurare de excitație în serie ușoară (cu un număr mic de spire), care se numește înfăşurare stabilizatoare. Când această înfășurare este pornită în coordonare cu înfășurarea de excitație paralelă, MMF-ul său compensează efectul de demagnetizare al reacției armăturii, astfel încât fluxul F rămâne practic neschimbat pe toată gama de sarcină .., deoarece

Dacă neglijăm reacția de ancorare, atunci (din moment ce ) putem accepta . Apoi, caracteristica mecanică a motorului cu excitație paralelă este o linie dreaptă, oarecum înclinată față de axa absciselor (Fig. 29.4, A). Unghiul de înclinare al caracteristicii mecanice este cu atât mai mare, cu atât valoarea rezistenței incluse în circuitul armăturii este mai mare. Se numește caracteristica mecanică a motorului în absența rezistenței suplimentare în circuitul armăturii natural(Drept 1 ). Se numesc caracteristicile mecanice ale motorului, obținute prin introducerea unei rezistențe suplimentare în circuitul armăturii artificial(direct 2 și 3 ).

Tipul caracteristicii mecanice depinde și de valoarea fluxului magnetic principal F. Deci, atunci când scade F viteza de rotatie x.x creste. și crește simultan, adică ambii termeni ai ecuației (29.11) cresc. Aceasta duce la o creștere bruscă a pantei caracteristicii mecanice, adică la o scădere a rigidității acesteia (Fig. 29.4, b).

Când tensiunea armăturii se modifică U viteza de rotație se modifică, dar rămâne neschimbată. Ca urmare, rigiditatea caracteristicii mecanice (dacă neglijăm influența reacției armăturii) nu se modifică (Fig. 29.4, în), adică, caracteristicile se schimbă în înălțime, rămânând paralele unele cu altele.

§ 138. MOTOR ELECTRIC CU EXCITAȚIE PARALELĂ

Pe fig. 318 prezintă o diagramă a unui motor cu excitație paralelă și un reostat de pornire inclus în circuitul armăturii. Deoarece înfășurarea de excitație este conectată în paralel la rețea, atunci când rezistență constantă circuitul de excitație și tensiunea rețelei, fluxul magnetic F al motorului trebuie să fie constant.

Din formula

se poate observa că valoarea contra-e. d.s. motorul scade odată cu creșterea curentului de armătură, ceea ce face ca și viteza motorului să scadă.

Cu toate acestea, după cum sa menționat mai devreme, mărimea căderii de tensiune în înfășurarea armăturii I a r a este foarte mică în comparație cu tensiunea U. Prin urmare, odată cu creșterea curentului de sarcină, turația motorului scade ușor.

Prin urmare, o proprietate caracteristică a unui motor cu excitație paralelă este o viteză de rotație aproape constantă atunci când sarcina pe arborele său se modifică. De obicei, turațiile motoarelor de acest tip scad cu doar 3-5% când se atinge sarcina maximă.

Cuplul motorului este proporțional cu produsul dintre curentul armăturii și fluxul magnetic:

Din aceasta se poate observa că cuplul motorului cu excitație paralelă este proporțional cu curentul armăturii:

Prin urmare, după ampermetrul inclus în circuitul armăturii, se poate aprecia sarcina motorului.

Motorul va avea cea mai mare viteză de rotație la ralanti, dacă rezistența reostatului de reglare este complet eliminată. Deschiderea circuitului de excitație va face ca fluxul magnetic al motorului să scadă la o cantitate neglijabilă de flux de magnetism rezidual. Din moment ce contra-e. d.s. ar trebui să fie aproape egală cu tensiunea rețelei, apoi, cu o scădere a fluxului magnetic, viteza de rotație a motorului va crește brusc și va deveni periculoasă pentru rezistența mecanică a motorului. Prin urmare, la funcționarea motorului, este necesar să se monitorizeze starea bună a circuitului de excitație.

Controlul vitezei unui motor șunt se face de obicei prin variarea fluxului cu un reostat variabil în circuitul de excitare. Această metodă de control al vitezei este cea mai economică. Unele motoare au un control al vitezei de la 1,5:1 la 4:1. Cifrele arată raportul dintre viteza maximă și cea minimă. Limitele de reglare sunt limitate în principal de deteriorarea condițiilor de comutare și de rezistența mecanică a armăturii.

Schimbarea sensului de rotație a motoarelor cu excitație paralelă se poate face prin schimbarea direcției curentului în înfășurarea de excitație a polilor sau prin schimbarea direcției curentului în înfășurarea armăturii. De obicei, schimbarea rotației se efectuează în al doilea mod, deoarece orice operațiuni cu înfășurarea de excitație sunt periculoase pentru personalul de exploatare și sunt nedorite din cauza apariției e. d.s. auto-inducție, care poate provoca defectarea izolației înfășurării și arderea contactelor.

Motoarele cu excitație paralelă sunt folosite în rețelele de curent continuu pentru a antrena unele mașini, mecanisme (drumuri electrice aeriene, pompe, ventilatoare, mașini de țesut, laminoare, palanuri de mine) care necesită o viteză constantă de rotație sau o reglare largă a vitezei.

23 .Reacția de ancorare, ea Influență negativă privind funcționarea unui motor de curent continuu, modalități de a compensa reacția armăturii.

Reacția armăturii - efectul câmpului magnetic creat de curentul armăturii asupra câmpului magnetic al polilor principali ai mașinii. În modul inactiv, curentul de armătură = 0 și câmpul magnetic al mașinii este format numai din polii principali (Fig (a)). Este simetric față de axa polilor principali și față de neutrul geometric. Dacă opriți înfășurarea de excitație și conectați armătura la alimentare electrică, atunci curentul care curge în înfășurarea armăturii va crea un câmp magnetic prezentat în figura (b). axa polilor acestui câmp coincide cu axa periilor și este perpendiculară pe axa câmpului polilor principali. Rotirea armăturii nu afectează modelul câmpului armăturii, deoarece distribuţia curentului în înfăşurarea armăturii rămâne constantă. În modul de funcționare al mașinii, ambele înfășurări sunt pornite și câmpul magnetic este format prin însumarea ambelor câmpuri. Ca urmare, axa câmpului magnetic este rotită cu unele unghiuri, neutrul fizic este rotit cu același unghi. În modul motor, neutrul este deplasat împotriva rotației. Ca urmare a deplasării, o parte a conductoarelor ramificației paralele situate între perie și neutru se va afla sub polul de polaritate opusă și va crea un cuplu de frânare.O modificare a sarcinii mașinii va duce la o schimbare. în curentul de armătură și o creștere sau scădere corespunzătoare a câmpului său magnetic. Prin urmare, unghiul se va schimba cu sarcina.Pe lângă deplasarea neutră, reacția armăturii reduce fluxul magnetic global datorită faptului că câmpul de sub polii principali este distorsionat. Sub o margine a polului, este slăbită, iar sub cealaltă, este întărită, dar amplificarea câmpului ca urmare a saturației marginii polului este mai mică decât slăbirea și fluxul magnetic rezultat scade, ceea ce afectează negativ energia. performanța mașinii.Deplasarea neutrului fizic are și un efect negativ asupra procesului de comutare.Cel mai eficient . mijloace de reducere influenţa reacţiei de ancorare este înfăşurare de compensare. Se potrivește în canelurile speciale ale stâlpilor principali și este conectat în serie la circuitul armăturii. Câmpul magnetic al înfășurării de compensare este opus și compensează câmpul magnetic al armăturii. Curentul înfășurării de compensare = curentul de armătură, astfel încât compensarea are loc în toate modurile de la repaus la sarcină completă. Ca urmare, câmpul mașinii sub stâlpii principali rămâne practic neschimbat. Altă cale - crește clearance-ulîntre marginile stâlpilor principali și ancora. Pentru a menține debitul cu o creștere a intervalului, este necesară o creștere a MMF a înfășurării de excitație.

Mașini electrice de curent continuu.

Generator cu excitație paralelă.

Formule de calcul:

Curentul dat de generator către rețea:

Eds. generator: E \u003d U + Iya ∙Rya.

Puterea furnizată în rețea: P2 \u003d U ∙ I \u003d I 2 ∙ R

Puterea motorului de antrenare: P1 = P2/ η

Pierderea de putere în înfășurarea armăturii:

Rya \u003d I 2 i ∙ Rya

Pierderea de putere în înfășurarea câmpului:

Рв = U ∙Iв = I 2 в∙ Rв

Pierderi totale: ΣP = P1 - ...
R2.

Eficiența generatorului:

η = Р2/Р1 = U∙I / (U∙I+ ΣР)

Motor cu excitație paralelă.

Formule de calcul:

Curent motor: I \u003d Ia + Iv

Tensiune motor: U \u003d E + Ii ∙Rya.

Putere consumată din rețea: Р1 = U∙I

Puterea arborelui: P 2 = P 1 ∙η

Moment pe arborele motorului:

M \u003d 9550 ∙ P 2 / n 2.

Eficiența motorului:

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

Exemplul 6.1. Un generator de curent continuu cu excitație paralelă dezvoltă o tensiune nominală Un = 220 V. Generatorul este încărcat cu o sarcină Rn = 2,2 Ohm. Rezistența înfășurării armăturii Rya = 0,2 Ohm, înfășurare de excitație Rv = 220 Ohm. Randamentul generatorului η = 0,87. Determinați următoarele cantități:

1.curent de sarcină; 2. curent de armătură; 3. curent de excitaţie; 4. generator fem;

5.putere netă; 6. consumul de energie; 7. pierderi totale în generator; 8. pierderi în înfăşurarea armăturii; 9. pierderi în înfăşurarea de excitaţie.

1. Curent de sarcină:

2. Curent de excitare:

3. Curentul de armatură: Iа \u003d I - Iv \u003d 100 - 1 \u003d 99 A.

4. Generator EMF:

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

5. Putere netă:

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

6. Consum de energie:

7. Pierderi totale la generator:

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

8. Pierderi în înfășurarea armăturii:

Rya \u003d Iya 2 ∙Rya \u003d 99 2 ∙0,2 \u003d 1960,2 W.

9. Pierderi în înfăşurarea de excitaţie:

Pv = Un ∙ Iv = 220 ∙ 1 = 220 W.

Raspuns: 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.

Exemplul 6.2. Fig. 8.2 Motorul de curent continuu cu excitație paralelă funcționează din rețea Un = 220 V. Viteza armăturii n2 = 1450 rpm. Curentul motorului I \u003d 500 A, armătură contra-emf E \u003d 202 V, rezistența înfășurării de excitație Rv \u003d 44 Ohmi. Eficiența motorului

η = 0,88. Determinați: 1. curent de excitație; 2. curent de armătură; 3. rezistența înfășurării armăturii; 4.consum de energie; 5.putere utile arborelui; 6 Pierderi totale în motor; 7. pierderi în înfăşurarea armăturii; 8. pierderi în înfăşurarea armăturii; 9.cuplul pe arbore.

1. Curent de excitare: