Учебный Центр Your Company
Курс:  Электротехника
28 ноября 2006 18:40  CDExportPublisher  
Содержание
Перейти на предыдущую страницу Урок 9.1 Машины постоянного тока
( Занятие 18 из 19 )

Устройство и принцип действия 
Машины постоянного тока (207 Kb)
Откройте прикрепленный файл
Следующий кадр







Способы возбуждения машин постоянного тока 


Ток, протекающий в обмотке возбуждения основных полюсов, создает магнитный поток машины. Машины постоянного тока следует различать по способу возбуждения и схеме включения обмотки возбуждения.

Различают четыре способа возбуждения машин постоянного тока: независимое, параллельное, последовательное и смешанное возбуждение.

Независимая обмотка возбуждения получает питание от независимого источника постоянного тока (рис.9.4,а)

                    

                            а)                                 б)                                       в)                                           г)                

                                                                Рис. 9.4. Способы возбуждения машин постоянного тока :

                                                    а)-независимое, б)- параллельное, в) последовательное, г)- смешанное.

Преимуществом такого способа возбуждения является независимость потока от тока якоря. Значение тока возбуждения у мощных машин составляет 1- 1,5% от тока якоря и до десятков процентов у машин мощностью менее киловатта.

У генераторов с параллельным возбуждением обмотка возбуждения включается на напряжение якоря и выполняется с большим числом витков, тонким проводом. Ток якоря для генераторов равен сумме токов нагрузки и возбуждения:

                                                                                               IЯ =In +IВ

Обмотка параллельного возбуждения называется шунтовой.

Обмотка последовательного возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и обтекается током якоря. Она выполняется толстым проводом и имеет малое число витков (рис.9.4,в), такая обмотка называется сериесной.

Генератор со смешанным возбуждением имеет две обмотки возбуждения- параллельную ОВШ и последовательную ОВС, обычно с согласным включением (рис 9.4, г). МДС последовательной обмотки обычно невелика и рассчитана только на компенсацию падания напряжения в якоре при нагрузке.

Схемы возбуждения двигателей постоянного тока подобны схемам для генераторов. Двигатели большой мощности выполняются обычно с независимым возбуждением. У двигателей параллельного возбуждения обмотка возбуждения получает питание от того же источника энергии, что и двигатель. Ток сети

                                            IC =IЯ +IB

 

 

Следующий кадр







Э.Д.С. обмотки якоря и электромагнитный момент 
ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент (141 Kb)
Откройте прикрепленный файл.
Следующий кадр







Двигатели постоянного тока 



Если возбудить машину постоянного тока и подключить якорь к сети, она начинает работать двигателем. Двигатели работают, как правило, при неизменном напряжении сети. Лишь в специальных случаях, когда требуется регулирование скорости (w частоты вращения ) двигателя в широких пределах, напряжение на его зажимах изменяется.

Выясним условия устойчивой работы двигателя. На рисунке 9.6. изображена зависимость статического момента сопротивления Мс на валу двигателя, возрастающего с увеличением скорости. Предположим, что электромагнитный момент двигателя  Мэм также   возрастает по мере увеличения скорости, но медленнее статического момента (сплошная линия). Точка пересечения кривых соответствует работе двигателя с постоянной скоростью, так как момент сопротивления уравновешивается электромагнитным моментом. Если по каким-либо причинам скорость двигателя увеличится, момент сопротивления станет больше электромагнитного и якорь затормозится. При уменьшении скорости электромагнитный момент превысит момент сопротивления и двигатель будет ускоряться, пока его скорость не примет прежнего значения. Работа будет устойчивой.

                           Рис.9.6.

Если электромагнитный момент (штриховая кривая ) возрастает быстрее момента сопротивления, то он может стать больше момента сопротивления и двигатель будет непрерывно разгоняться. При уменьшении электромагнитного момента преобладает момент сопротивления и двигатель затормозится. Работа будет неустойчивой. Для устойчивой работы двигателя необходимо, чтобы электромагнитный момент возрастал медленнее момента сопротивления.

                                                                                                                                  

Двигатели постоянного тока обладают свойством саморегулирования – при изменении нагрузки автоматически устанавливается новое значение скорости, при которой двигатель работает устойчиво. Роль регулятора играет противо-ЭДС, возникающая в обмотке якоря. Из электрического уравнения двигателя имеем:

   Ток якоря    ,  соответственно противо Э.Д.С.  и электромагнитный момент ;

При увеличении нагрузки на валу электродвигателя, частота вращения якоря  уменьшается, соответственно уменьшается противо Э.Д.С. якоря, а следовательно увеличивается ток I, что приводит к увеличению электромагнитного момента,  равновесие моментов восстанавливается и двигатель работает устойчиво. Аналогичные рассуждения можно привести при уменьшении момента сопротивления.

 

 

Следующий кадр







Регулирование частоты вращения якоря двигателя постоянного тока 
Способы регулирования частоты вращения якоря двигателя постоянного тока (143 Kb)
Откройте прикрепленный файл.
Следующий кадр







Пуск двигателей постоянного тока 



Пуск двигателя постоянного тока может быть осуществлен прямым включением в сеть, введением реостата в цепь якоря или же изменением напряжения источника питания. Пуск путем непосредственного включения двигателя в четь применяется для двигателей небольшой мощности (до 1-2 кВт). В первый момент в обмотке якоря неподвижного двигателя отсутствует  противо-ЭДС и бросок тока превышает номинальное значение в 8-10 и более раз, а механический удар воздействует на детали передачи от двигателя к рабочей машине. Большие толчки тока, получающиеся при включении крупных двигателей, вредно отражаются на работе остальных потребителей, подключенных к сети. У малых двигателей разгон происходит быстро (в течение 0,1-0,3 с), обмотка якоря не успевает значительно нагреться, а толчок тока оказывается по абсолютной величине небольшим.

Для ограничения пускового тока в цепь якоря двигателя включают специальный пусковой реостат, сопротивление которого rп по мере разгона двигателя постепенно полностью выводится. Значение начального пускового тока

                                                                     

Обычно сопротивление rп выбирается так, чтобы пусковой ток был несколько больше номинального:  

                                                                    

Пусковой реостат не предназначен для длительной работы в цепи якоря. Поэтому по окончании пуска необходимо убедиться, что он полностью отключен, иначе оставшаяся включенной его часть перегреется и будет повреждена.

В процессе разгона в обмотке якоря появляется противо-ЭДС, и ток в какой-либо момент времени определяется выражением

                                                                                                               

По мере увеличения скорости возрастания ЭДС E и при неизменном  значении rп уменьшаются ток в якоре и момент, развиваемый двигателем. Когда этот момент станет равным моменту сопротивления на валу, возрастание скорости прекратится. При уменьшении сопротивления увеличиваются ток и вращающий момент, который станет больше момента сопротивления, что, приведет к дальнейшему возрастанию скорости. Обычно пусковой реостат имеет несколько ступеней, выводимых последовательно одна за другой.

Пуск происходит быстро и легко, когда двигатель развивает значительный момент, превышающий момент сопротивления на валу. Поэтому пуск производится при максимальном значении потока, для чего перед пуском необходимо вывести полностью сопротивление регулировочного реостата в цепи возбуждения. Схема двигателя должна быть собрана так, чтобы ток возбуждения не зависел от тока в якоре и не изменялся при манипуляциях с пусковым реостатом. Поэтому цепь возбуждения всегда получает питание от независимого источника. При остановке двигателя и отключении его от сети следует ввести полностью пусковое сопротивление и вывести регулировочное сопротивление в цепи возбуждения, т.е. подготовить двигатель к последующему пуску.

 

 

 

 

 

 

 

Перейти к началу страницы страницы Далее: Экзамен по теме электрические машины постоянного тока Перейти на следующую страницу