Принцип действия двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением - Электрические машины постоянного тока
Естественные скоростная и механическая характеристики.
Рассмотрим более подробно характеристики двигателя параллельного возбуждения, которые определяют его рабочие свойства.
Скоростная и механическая характеристики двигателя определяются равенствами (6) и (7) при U = const и IB = const. При отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря эти характеристики называются естественными.
(6)
(7)
Если щетки находятся на геометрической нейтрали, при увеличении IA поток Ф? несколько уменьшится вследствие действия поперечной реакции якоря. В результате этого скорость N, согласно выражению (6), будет стремиться возрасти. С другой стороны, падение напряжения RAIA вызывает уменьшение скорости. Таким образом, возможны три вида скоростной характеристики, изображенные на рис 8; 1 -- при преобладании влияния RAIA; 2 -- при взаимной компенсации влияния RAIA и уменьшения; 3 -- при преобладании влияния уменьшения Ф?.
Ввиду того что изменение Ф? относительно мало, механические характеристики n=f(M) двигателя параллельного возбуждения, определяемые равенством (7), при U= const и IB== const совпадают по виду с характеристиками n= f(IA) (рис. 8). По этой же причине эти характеристики практически прямолинейны.
Характеристики вида 3 (рис. 8) неприемлемы по условиям устойчивости работы. Поэтому двигатели параллельного возбуждения изготовляются со слегка падающими характеристиками вида 1 (рис. 8). В современных высоко использованных машинах ввиду довольно сильного насыщения зубцов, якоря влияние поперечной реакции якоря может быть настолько большим, что получить характеристику вида 1 (рис. 8) невозможно. Тогда для получения такой характеристики на полюсах помещают слабую последовательную обмотку возбуждения согласного включения, н. с. которой составляет до 10% от н. с. параллельной обмотки возбуждения. При этом уменьшение Ф? под воздействием поперечной реакции якоря частично или полностью компенсируется. Такую последовательную обмотку возбуждения называют стабилизирующей, а двигатель с такой обмоткой по-прежнему называется двигателем - параллельного возбуждения.
Изменение скорости вращения ?N (рис. 8) при переходе от холостого хода (IA =IA0) к номинальной нагрузке (IA=IAН) у двигателя параллельного возбуждения при работе на естественной характеристике мало и составляет 2--8% от NН. Такие слабо падающие характеристики называются жесткими. Двигатели параллельного возбуждения с жесткими характеристиками применяются в установках, в которых требуется, чтобы скорость вращения при изменении нагрузки сохранялась приблизительно постоянной (металлорежущие станки и пр.).
Рис. 8. Виды естественных скоростных и механических характеристик двигателя параллельного возбуждения
Регулирование скорости посредствам ослабленного магнитного потока производится обычно с помощью реостата в цепи возбуждения Rp в (см. рис. 11). При отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря (Rpa= 0) и U = const характеристики n =f(Ia) и n=f(M), определяемые равенствами (6) и (7), для разных значений Rр. в. ,IB или Ф? имеют вид, показанный на рис. 9. Все характеристики n =f(Ia) сходятся на оси абсцисс (n = 0) в общей точке при весьма большом токе Ia, который равен
Однако механические характеристики пересекают ось абсцисс в разных точках. Нижняя характеристика на рис. 9 соответствует номинальному потоку. Значения n при установившемся режиме работы соответствуют точкам пересечения рассматриваемых характеристик с кривой Мст=f(п) для рабочей машины, соединенной с двигателем (штриховая линия на рис. 9).
Точка холостого хода двигателя (М = М0, Ia = Ia0) лежит несколько правее оси ординат на рис. 9. С увеличением скорости вращения n вследствие увеличения механических потерь М0 и I00 также увеличиваются. Если в этом режиме с помощью приложенного извне момента вращения начать увеличивать скорость вращения n, то Еа=ceФ?т будет увеличиваться, а Iа и М будут, согласно равенствам
и
Уменьшаться. При Iа = 0 и М. =0 механические и магнитные потери двигателя покрываются за счет подводимой к валу механической мощности, а при дальнейшем увеличении скорости Iа и М изменят знак и двигатель перейдет в генераторный режим работы (участки характеристик на рис. 9 левее оси ординат).
Двигатели общего применения допускают по условиям коммутации регулирование скорости ослаблением поля в пределах 1 : 2. Изготовляются также двигатели с регулированием скорости таким способом в пределах до 1 : 5 или даже 1 : 8, но в этом случае для ограничения максимального напряжения между коллекторными пластинами необходимо увеличить воздушный зазор, регулировать поток по отдельным группам полюсов или применить компенсационную обмотку. Стоимость двигателя при этом увеличивается.
Рис. 9. Механические и скоростные характеристики двигателя параллельного возбуждения при разных потоках возбуждения
Регулирование скорости сопротивлением в цепи якоря, искусственные механическая и скоростная характеристики. Если последовательно в цепь якоря включить добавочное сопротивление RPa (рис. 10, а), то вместо выражений (6) - и (7) получим
(8)
(9)
Сопротивление Rpa может быть регулируемым и должно быть рассчитано на длительную работу. Цепь возбуждения должна быть включена на напряжение сети.
Рис. 10. Схема регулирования скорости вращения двигателя параллельного возбуждения с помощью сопротивления в цепи якоря (а) и соответствующие механические и скоростные характеристики (б)
Характеристики N=f(M) и N=f(IA) для различных значений RPa = const при U = const и IB = const изображены на рис. 10, б (RPa1 < RPa2< RPa3)- Верхняя характеристика (RPa = 0) является естественной. Каждая из характеристик пересекает ось абсцисс (N= 0) в точке С
и
Продолжения этих характеристик под осью абсцисс на рис. 10 соответствуют торможению двигателя противовключением. В этом случае N< 0, э. д.с. ЕА имеет противоположный знак и складывается с напряжением сети U, вследствие чего
А момент двигателя М действует против направления вращения и является поэтому тормозящим.
Если в режиме холостого хода (IA = IA0) с помощью приложенного извне момента вращения начать увеличивать скорость вращения, то сначала достигается режим IA=0, а затем IA Изменит направление и машина перейдет в режим генератора (участки характеристик на рис. 10, б слева от оси ординат).
Как видно из рис. 10, б, при включении RPa характеристики становятся менее жесткими, а при больших величинах RPa -- круто падающими, или мягкими.
Если кривая момента сопротивления MСт=f(n) имеет вид, изображенный на рис. 10, б штриховой линией, то значения N при установившемся режиме работы для каждого значения RРа определяются точками пересечения соответствующих кривых. Чем больше RPa, тем меньше N и ниже к. п. д.
Рабочие характеристики представляют собой зависимости потребляемой мощности Р1 потребляемого тока I, скорости N, момента М и к. п. д. ?] от полезной мощности Р2, при U = const и неизменных положениях регулирующих реостатов. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения малой мощности при отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря представлены на рис. 11.
Рис. 11. Рабочие характеристики
Двигателя параллельного возбуждения
РН = 10 квт, UН = 220 в, пН = 950 об/мин
Одновременно с увеличением мощности на валу Р2 Растет и момент на валу М. Поскольку с увеличением Р2 и М скорость N несколько уменьшается, то М = Р2/п растет несколько быстрее Р2. Увеличение Р2 и М, естественно, сопровождается увеличением тока двигателя I. Пропорционально I растет также потребляемая из сети мощность Р1. При холостом ходе (Р2 = 0) к. п. д. ?= 0, затем с увеличением Р2 сначала ?| быстро растет, но при больших нагрузках в связи с большим ростом потерь в цепи якоря ? Снова начинает уменьшаться.
Похожие статьи
-
Основные сведения Коллекторные машины обладают свойством обратимости, т. е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Поэтому...
-
Ток якоря двигателя определяется формулой (29.2). Если принять U и неизменными, то ток Iа зависит от противо-ЭДС Еа. Наибольшего значения ток Iа...
-
Принцип действия машин постоянного тока - Конструкция и принцип действия машины постоянно тока
Принцип действия генератора. Простейший генератор можно представить в виде витка, вращающегося в магнитном поле (рис. 2.1, а, б). Концы витка выведены на...
-
Данные для построения: NМ1 =-35 об/мин - частота вращения в 1 рабочей точке; T1 = 20 с - время работы в 1 точке; NМ2 = 95 об/мин - частота вращения в 2...
-
Сопротивление якоря горячее. Ом, Где ф= 75°С - перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С). Коэффициент полезного действия при...
-
В этом двигателе обмотка возбуждения включена последовательно в цепь якоря (рис. 29.9, а), поэтому магнитный поток Ф в нем зависит от тока нагрузки. При...
-
При реактивном характере нагрузки производственного механизма примем вид торможения - динамическое. Расчет механической характеристики при динамическом...
-
Конструкция машины постоянного тока - Конструкция и принцип действия машины постоянно тока
Электротехническая промышленность в настоящее время выпускает электрические машины постоянного тока для работы в различных условиях. Корабельные машины...
-
Выбор основных размеров № П/п Исходные Данные Вариант 4 1 Полезная Мощность (Вт) 350 2 Напряжение (В) 27 3 Частота вращения (об/мин) 8000 4 КПД Не менее...
-
Для данного двигателя применим простую волновую обмотку. Для нее число параллельных ветвей 2а=2. Определим магнитный поток: Число проводов в одной...
-
Введение - Электрические машины постоянного тока
Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного...
-
Рис. 3.3. Схема замещения фазы асинхронного двигателя Полное сопротивление разветвления: Z R '( S ) = R R '( S ) + j* X R '( S ). Полное сопротивление...
-
Введение - Расчет авиационного реверсивного электрического двигателя с последовательным возбуждением
Электродвигатель обмотка магнитопровод последовательный Гражданская авиация в России и за рубежом развивается по одним законам. Оборудование воздушных...
-
Основные элементы конструкции МПТ - Электрические машины постоянного тока
В машинах постоянного тока насажанный на вал роторный сердечник вместе с заложенной в его пазах якорной обмоткой обычно называется якорем. Якорь машины...
-
Электрическим двигателям называется машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Применяемые в настоящее время двигатели могут быть...
-
ПАРОВЫЕ МАШИНЫ, Значение паровых машин, Принцип действия - Паровые машины
Паровая машиина -- тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно-поступательного движения...
-
Построение внешней скоростной характеристики двигателя - Тяговый расчет Урала 4320
Автомобиль движется под воздействием на него сил и моментов, которые разделяют на движущие и оказывающие сопротивление движению. Основной движущей силой...
-
Принцип действия асинхронного двигателя - Асинхронный двигатель
В обмотке статора, включенной в сеть трехфазного тока, под действием напряжения возникает переменный ток, который создает вращающееся магнитное поле....
-
Скорость вращения ротора асинхронного двигателя (28-3) Способы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей, согласно выражению (28-3), можно...
-
Целью данного расчета является выбор ступеней сопротивлений в цепях электропривода механизма передвижения моста. В соответствии с его выбором...
-
Механическая характеристика асинхронного двигателя - Асинхронный двигатель
Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения ротора двигателя или скольжения от момента, развиваемого двигателем при...
-
При выполнении курсового проекта я произвела расчет авиационного реверсивного электрического двигателя с последовательным возбуждением, на основании...
-
Характеристики электростартеров - Характеристика стартеров и организация их ремонта
Свойства электростартеров оценивают по рабочим и механическим характеристикам. Рабочие характеристики представляют в виде зависимостей напряжения на...
-
Тип системы пуска определяет используемая энергия и конструкция основного пускового устройства (стартера). Для пуска автомобильных двигателей используют...
-
Проверка двигателя по нагреву (метод эквивалентных величин) Метод эквивалентного тока , Где - определяем через площадь графика I2=f(t)(рисунки:11,12,13);...
-
Делаем пересчет механических характеристик двигателя для полученных значений сопротивлений. Полученные значения заносим в таблицу 5. RД. ст1'=3,43 Ом,...
-
Кондиционеры предназначены для создания благоприятных температурно-влажностных условий в жилых и служебных помещениях. Кондиционеры классифицируют по...
-
Режим динамического торможения при реактивном характере нагрузке производственного механизма (участок 89 - рисунок 6) от до 0. RДв. гор+ RДТ= 2,33Ом; С....
-
Устройство 1 - рамка магазинов металлических клеток, 2- суппорт, 3- бутылкодержатель, 5- коробка безопасности, 6 - пульт управления, 7 - направляющие...
-
Для отсутствия буксования необходимо, чтобы сила сцепления приводных колес с рельсом была больше тягового усилия на их ободе Где: коэффициент сцепления...
-
Способы управления шаговым двигателем - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Волновая и фазовая коммутация фаз Первый способ обеспечивается попеременной коммутации фаз, при этом они не перекрываются, в один момент времени включена...
-
Тормозные режимы работы - Асинхронный двигатель
Работа многих производительных механизмов состоит из трех этапов: пуска в ход, технологической операции и торможения. После отключения двигателя...
-
Устройство и принцип действия абсорберов - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность...
-
Выбор системы электропривода - Электропривод механизма передвижения тележки козлового крана
Для привода крановых механизмов возможно применение различных двигателей и систем электропривода. В настоящее время на кранах применяют простые системы...
-
Домкрат (от голл. dommekracht) - механизм для подъема тяжелых штучных грузов при выполнении ремонтных, монтажных или погрузочно-разгрузочных работ....
-
Расчет подчиненного регулирования скорости двигателя постоянного тока
Цель и задачи расчетно-графической работы. В соответствии с кинематической схемой исполнительного механизма (рис. 1) и заданным вариантом требуется: 1)...
-
В основе работы станка лежит известный принцип образования эвольвенты окружности: производящая прямая СС1 неподвижна, а основная окружность вращается...
-
Краткое устройство ремонтируемой машины Экскаватор ЭО-4112Б - с прямой лопатой на гусеничном ходу, предназначено для разработки и погрузке в транспортное...
-
Специальная часть, Обоснование и выбор тока - Электрооборудование механизма подъема мостового крана
Обоснование и выбор тока Электропривод переменного тока с асинхронными электродвигателями становится все популярнее. Асинхронные двигатели имеют простоту...
-
Система питания предназначена для приготовления и подачи к цилиндрам горючей смеси, а так же для регулирования ее количества и состава; она включает в...
Принцип действия двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением - Электрические машины постоянного тока