ДПТ_теория (Лабораторные работы с официального сайта с примерами)

PDF-файл ДПТ_теория (Лабораторные работы с официального сайта с примерами) Электротехника (ЭлТех) (16414): Лабораторная работа - 6 семестрДПТ_теория (Лабораторные работы с официального сайта с примерами) - PDF (16414) - СтудИзба2017-12-28СтудИзба

Описание файла

Файл "ДПТ_теория" внутри архива находится в следующих папках: Лабораторные работы с официального сайта с примерами, Лабораторная работа ауд.335, Двигатели постоянного тока. PDF-файл из архива "Лабораторные работы с официального сайта с примерами", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "электротехника (элтех)" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "электротехника (элтех)" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯОбщие сведенияЭлектрические двигатели постоянного тока (ДПТ) отличает от других двигателей наличие специального механического коммутатора – коллектора. Несмотря на то, что из-за этого ДПТ менее надежны и дороже двигателей переменного тока, имеют большие габариты, они находят применение, когда их особые свойства имеют решающее значение. Часто ДПТ обладают преимуществами перед двигателями переменного тока по диапазону и плавности регулирования частоты вращения, по перегрузочной способности и экономичности, по возможности получения характеристик специального вида, и т.д.В настоящее время ДПТ применяют в электроприводах прокатных станов, различных подъемныхмеханизмов, металлообрабатывающих станков, роботов, на транспорте и т.д.

ДПТ небольшой мощностииспользуют в различных автоматических устройствах.Устройство и принцип действия ДПТВнешний вид двигателя постоянного тока показан на рис. 1, а его поперечный разрез в упрощенном виде – на рис. 2. Как и любая электрическая машина, он состоит из двух основных частей – статораи ротора. Статор неподвижен, ротор вращается. Статор состоит из массивного стального корпуса 1, ккоторому прикреплены главные полюсы 2 и дополнительные полюсы 4. Главные полюсы 2 имеют полюсные наконечники, служащие для равномерного распределения магнитной индукции по окружностиякоря. На главных полюсах размещают обмотки возбуждения 3, а на дополнительных – обмотки дополнительных полюсов 5.Рис.

1. Внешний вид двигателя постоянного тока2Рис. 2. Поперечный разрез ДПТ (условное изображение): 1 – корпус; 2 – главные полюсы; 3 –обмотка возбуждения; 4 – дополнительные полюсы; 5 – обмотка дополнительных полюсов; 6 – якорь; 7– обмотка якоря; 8 – щетки; 9 – коллектор; 10 – вал.В пазах, расположенных на поверхности якоря 6, размещается обмотка якоря 7, выводы от которой присоединяют к расположенному на валу 10 коллектору 9.

К коллектору с помощью пружин прижимаются графитные, угольно-графитные или медно-графитные щетки 8.Обмотка возбуждения машины питается постоянным током и служит для создания основногомагнитного поля, показанного на рис. 2 условно с помощью двух силовых линий, изображенных пунктиром. Дополнительные полюсы 4 уменьшают искрение между щетками и коллектором.

Обмотку дополнительных полюсов 5 соединяют последовательно с обмоткой якоря 7 и на электрических схемахчасто не изображают. На рис. 2 показана машина постоянного тока с двумя главными полюсами. В зависимости от мощности и напряжения машины могут иметь и большее число полюсов. При этом соответственно увеличивается число комплектов щеток и дополнительных полюсов.У ДПТ с независимым возбуждением, как показано на рис. 3, электрические цепи обмоток якоря1 и возбуждения 2 электрически не связаны и подключаются к различным источникам питания с напряжениями U и U в . Как правило, U  U в . В общем случае последовательно с якорной обмоткой иобмоткой возбуждения могут быть включены дополнительные резисторы rд и rр (см. рис.3).

Их назначение будет пояснено далее.Двигатели относительно небольшой мощности обычно изготавливают на одинаковые напряжения U и U в . В этом случае цепи обмоток якоря и возбуждения соединяют между собой параллельно иподключают к общему источнику питания с напряжением U  U в . Такие ДПТ называют двигателямипараллельного возбуждения. Если мощность источника питания значительно превышает мощность двигателя, то процессы в якорной обмотке и в обмотке возбуждения протекают независимо. Поэтому такиедвигатели являются частным случаем ДПТ независимого возбуждения и их свойства одинаковы.Рис.

3. Электрическая схема подключения ДПТ независимого возбуждения: 1 – цепь обмоткиякоря; 2 – цепь обмотки возбуждения.При подключении двигателя к источнику питания в обмотке якоря протекает ток Iя, которыйвзаимодействует с магнитным полем, создаваемым обмоткой возбуждения. В результате этого возникает электромагнитный момент, действующий на якорь(1)М  kI я ,где k – коэффициент, зависящий от конструктивных параметров машины; Ф – магнитный поток одногополюса.3При превышении моментом М момента сопротивления нагрузки Мс якорь начинает вращаться сугловой скоростью  и в нем наводится ЭДС(2)E  k ωУ двигателей полярность ЭДС Е противоположна полярности напряжения источника U, поэтомус ростом скорости  ток Iя уменьшаетсяU  E U  k  Ф Iя ,(3)rяrягде rя – сопротивление якорной цепи двигателя при rд = 0.Из соотношения (1) следует, что это приводит к снижению электромагнитного момента.

При равенстве моментов M и M с скорость вращения якоря перестает изменяться. Чтобы изменить направление вращения двигателя следует изменить полярность напряжения U . Это приведет к изменению направления тока I я и направления момента M . Двигатель начнет замедляться, а затем разгонится в обратную сторону.Пуск двигателяВ первое мгновение при пуске скорость двигателя  = 0 и в соответствии с формулой (2) ЭДСякоря Е = 0. Поэтому при подключении якоря двигателя к напряжению U пусковой ток якоря I яп , какследует из формулы (3), ограничивается только сопротивлением якорной цепи rя (при rд=0)UI яп  .(4)rяЗначение сопротивления rя относительно невелико (обычно в пределах 1 Ом), поэтому если напряжение U близко по значению к номинальному напряжению, значение пускового тока I яп может в(10–30) раз превышать номинальное значение тока двигателя I ян .

Это недопустимо, поскольку ведет ксильному искрению и разрушению коллектора, а при частых пусках возможен перегрев обмотки якоря.Как следует из формулы (4), одним из вариантов ограничения пускового тока является увеличение суммарного сопротивления якорной цепи ДПТ при неизменном значении напряжения U. Для этогопоследовательно с якорем включают дополнительный пусковой реостат (на рис. 3 не показан), которыйобычно выполняют в виде нескольких ступеней. Ступени пускового реостата выключают поэтапно помере увеличения скорости двигателя. При этом в якоре двигателя за время пуска могут выделяться значительные потери мощности.Более экономичным способом снижения пускового тока I яп является пуск ДПТ при плавномувеличении напряжения на якоре U по мере разгона двигателя и увеличения ЭДС Е.

Как следует из выражения (3), можно подобрать такой темп увеличения напряжения U, при котором ток I я на протяжении всего времени пуска не будет превышать допустимого значения. В лабораторной установке, используемой при выполнении данной работы, используется именно этот более экономичный способ ограничения пускового тока.Технические данные двигателейВ паспорте ДПТ независимого возбуждения указываются следующие номинальные величины:напряжение якоря U н , ток якоря I ян , мощность на валу Pн , частота вращения nн , КПД  н , ток возбуждения I вн .Под номинальным напряжением U н понимают напряжение, на которое рассчитаны обмотка якоря и коллектор. Номинальные значения токов якоря I ян и возбуждения I вн – максимальные длительнодопустимые их значения, при которых двигатель не перегревается выше допустимой температуры.Номинальная мощность Pн – это мощность, развиваемая двигателем на валу при работе с номинальным моментом M н и номинальной скоростью вращения н , т.е.M n(5)Pн  M нн  н н9,55Значение номинальной скорости н в сек-1 связано с номинальной частотой вращения nн воб/мин соотношениемnн  н ,(6)304Частота вращения nн или скорость н и КПД  н соответствуют работе двигателя с токами I яни I вн , напряжением U н без дополнительных резисторов в цепях двигателя (rд = 0, rр = 0 на рис.

3).Мощность, потребляемая двигателем из сети в номинальном режиме, определяется какP1н  U н  I ян  U в  I вн ,(7)а номинальный КПДP(8) н  2н .P1нСоотношения (5) – (8) справедливы также и для любого режима работы ДПТ, отличного от номинального режима.Электромеханические и механические характеристики. Регулирование скорости двигателяПри анализе свойств ДПТ широко используют электромеханические (Iя) и механические (M)характеристики.

Если к обмоткам двигателя подведены номинальные напряжения (U=Uн, Uв=Uвн) и отсутствуют дополнительные резисторы в его цепях (rд=0, rр=0), то двигатель имеет характеристики, называемые естественными характеристиками.На естественных характеристиках находятся точки, соответствующие номинальному режиму работы ДПТ. Если же U  U н , I в  I вн , либо в цепи якоря rд  0 , то механические характеристики, соответствующие этим условиям, называются искусственными. На этих характеристиках двигатель работаетпри пуске, торможении, реверсе и регулировании скорости вращения.Преобразовав выражение (3) относительно скорости , получим уравнение электромеханической характеристики (Iя):I rU(9) я я,k Ф k Фа с учетом формулы (1) – уравнение механической характеристики (M):M  rяU.(10)k  Ф ( k  Ф) 2При экспериментальных исследованиях измерения и количественные сопоставления часто удобнее проводить, оперируя частотой вращения n в об/мин вместо угловой скорости  в сек-1.

Тогда уравнение электромеханической характеристики записывают в виде n( I я )I rUn я я ,(11)kЕ  Ф kЕ  Фа уравнение механической характеристики в виде n(M)M  rяUn.(12)kЕ  Ф kЕ  kм  Ф 2причем конструктивные коэффициенты связаны соотношением kE = 0.105kМ = 0.105k. Из соотношений(9), (10) или (11), (12) видно, что при неизменных U, Ф, rя эти характеристики представляют собой прямые наклонные линии. Реально вследствие некоторого влияния тока якоря на результирующий потокдвигателя (называемого реакцией якоря) эти характеристики несколько отличаются от прямых линий.Режим работы двигателя при M  0 называют идеальным холостым ходом.

Соответствующаяэтому режиму скорость идеального холостого хода определяется из (10)U0 ,(13)k Фа частота вращения идеального холостого хода, соответственно, из (12)Un0 .(14)kЕ  ФВ качестве примера естественная механическая характеристика n(M ) показана на рис. 4 (характеристика 1). Как видно, некоторому значению момента M1 на этой характеристике соответствует значение частоты вращения n1  n0 Из уравнений (9) - (12) следует, что частоту вращения или угловую скорость двигателя можнорегулировать тремя способами:а) изменением суммарного сопротивления цепи якоря;5б) изменением магнитного потока двигателя;в) изменением напряжения источника питания, к которому подключен якорь двигателя.Рис.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5057
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее