Общие сведения о двигателях постоянного тока

Общие сведения о двигателях постоянного тока

Лекция №16. Двигатели постоянного тока. Способы пуска, характеристики двигателей

Цель лекции:

— с классификацией двигателей постоянного тока;

— характеристиками двигателей постоянного тока.

Содержание лекции:

— общие сведения о двигателях постоянного тока;

Двигатели постоянного тока находят широкое применение в промышленных, транспортных, крановых и других установках, где требуется широкое плавное регулирование частоты вращения. Одна и та же электрическая машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Это свойство электрических машин называют обратимостью.

Предположим, что к двигателю подведено напряжение UСЕТИ = const. При заданной на рисунке 16.1 полярности полюсов и направлении тока IЯ в якоре (обмотка якоря показана только одним проводником) на валу двигателя создается вращающий электромагнитный момент М, направленный против вращения часовой стрелки. Под действием этого момента двигатель вращается в направлении момента с постоянной частотой п.

Рисунок 16.1 – Направление момента и противо-э.д.с. обмотки якоря двигателя

Для двигателя, работающего с постоянной частотой вращения, можно составить уравнение э.д.с.

где ЕЯ и IЯ э.д.с и ток, соответствующие установившемуся режиму работы;

IЯRЯ – падение напряжения в сопротивлениях цепи якоря двигателя.

Каждый электрик должен знать:  В чем измеряется давление в физике, единицы измерения давления

Уравнение моментов двигателя. Электромагнитный момент двигателя

создается в результате взаимодействия основного магнитного поля Ф и тока в обмотке якоря IЯ и расходуется на преодоление тормозящих моментов:

в) динамического момента Mj.

Момент х.х. М существует при любом режиме работы двигателя и определяется трением в подшипниках, трением щеток о коллектор, вентиляционными потерями и потерями в стали. Полезный момент М2 определяется свойствами рабочей машины и характером производственного процесса. Динамический момент возникает при всяком изменении частоты вращения двигателя

где J – момент инерции всех вращающихся частей;

ω – угловая скорость вращения якоря.

Если частота вращения двигателя увеличивается, то момент Еj положителен и, складываясь с моментами М и М2, увеличивает тормозной момент на валу двигателя. При уменьшении п момент Mj отрицателен и уменьшает общий тормозной момент. Зависимость между вращающим и тормозным моментами двигателя на его валу определяется законом равновесия моментов: в любых условиях работы двигателя эти моменты находятся во взаимном равновесии, т.е. равны друг другу по величине, но направлены в противоположные стороны. При n=const момент Mj=0 и тогда

где МСТ – статический момент сопротивления на валу двигателя.

Энергетическая диаграмма двигателя. На рисунке 16.2 изображена энергетическая диаграмма двигателя параллельного возбуждения, работающего в установившемся режиме, т.е. при n=const. К двигателю из сети подводится мощность P1=UCI, которая покрывает потери в цепи возбуждения RВ и электрические потери в цепи якоря I 2 ЯRЯ, а оставшаяся ее часть составляет электромагнитную мощность якоря РЭМЯIЯ преобразующуюся в полную механическую мощность РМ двигателя. Полезная механическая мощность на валу двигателя Р2 меньше полной механической мощности РМ на величину мощности P необходимой для покрытия потерь в стали РС и механических потерь РМЕХ, т.е.

Каждый электрик должен знать:  Полимерные материалы

Рисунок 16.2 – Энергетическая диаграмма двигателя

В зависимости от способа включения обмотки возбуждения и обмотки якоря различают следующие типы двигателей постоянного тока:

а) параллельного возбуждения;

б) последовательного возбуждения;

в) смешанного возбуждения, в которых имеются две обмотки возбуждения: параллельная и последовательная. Двигатели постоянного тока оцениваются по совокупности следующих видов характеристик: пусковых, рабочих, регулировочных и механических.

Пусковые характеристики определяются следующими величинами:

а) пусковым током IПУСК характеризуемым отношением IПУСК/IНОМ;

б) пусковом моментом МПУСК, характеризуемым отношением МПУСК/МНОМ

в) плавностью пусковой операции;

г) временем пуска в ход tПУСК;

Каждый электрик должен знать:  Как сделать вечную настольную лампу своими руками

д) экономичностью операции, определяемой стоимостью пусковой аппаратуры.

В начальный момент пуска двигателя его якорь неподвижен, противо-э.д.с. в обмотке якоря равна нулю и ток в якоре двигателя IЯ=UС/RЯ. Сопротивление цепи якоря невелико, поэтому пусковой ток превышает номинальный в 20 и более раз. Резкий скачок тока при пуске создает на валу двигателя большой пусковой момент, который может вызвать механические разрушения, как самого двигателя, так и исполнительного механизма, привести к резкому падению напряжения в сети и вызвать интенсивное искрение под щетками. Поэтому при пуске двигателя в ход для ограничения пускового тока применяют пусковые реостаты, включаемые последовательно в цепь якоря (см. рисунок 16.3). По мере увеличения частоты вращения якоря противо-э.д.с. увеличивается, а ток якоря уменьшается, поэтому сопротивление реостата следует уменьшить так, чтобы в конце пуска оно было полностью выведено, и чтобы пусковой ток превышал номинальный не более чем в два-три раза.

Рисунок 16.3 – Схема включения пускового реостата в цепь двигателя

Дата добавления: 2020-12-07 ; Просмотров: 593 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Добавить комментарий