Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 67
Текст из файла (страница 67)
либо независимого двигателя вращать якорь с частотой вращения, превосходюцей частоту вращения идеального холостого хода и, то направлении тока в якоре изменится и машина будет работать как генератор на сеть постоянного тока Если же приложить к валу двигателя достаточно большой тормозной момент, то двигатель остановится, а если тормозной момент активный, создаваемый, например, опускающимся достаточно большим грузом, то машина из режима двигателя перейдет в режим электромагнитного тормоза. В этом случае ток в якоре !„= (и + Е„)1<» +»), (13.12) где» вЂ” сопротивление реостата, который необхоцимо включить в цепь якоря, чтобы ограничить ток.
и„а е Рис 1341 Рис 1340 Рис 1343 409 При номинальном напряжении и отсутствии реостата ток в якоре при остановке в режиме тормоза был бы слишком большим и произошло бы разрушение колле тора и обмотки якоря. Торможение, получаемое таким образом, именуется торможением нротивовключеннем Наряду с ним для быстрой остановки привода используется рентам динамического гормозаения, Вращающийся якорь отключаемся от се. ти и замыкается на некоторый резистор. В этих условиях ЭЛС якоря играет роль ЭЛС генератора. Она создает ток в якоре и резисторе, а этот ток вызывает электромагнитньй тормозной момент. 13,14 ДВИГАТЕЛЬ С ЛОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ У двигателя с последовательным возбуждением ток якоря является вместе с тем током возбуждения 1„= Та (рис.
13.43, ключ К разомкнут). Благодаря такому соединению главньш магнитный поток машины изменяется пропорционально току якоря, пока магнитопровод машины не зисышеп, Как и все двигатели постоянного тока, этот двигатель для ограничения пускового тока снабжается пусковым реостатом г . п' Уравнения машин постоянного тока (13.1) и (13.2) можно преобразовать лля двигателя с последовательным возбуждением следующим образом. Магнитный поток его при ненасыщенном магнитопроводе прямо пропорционален МЛС его обмотки возбуждения ! та и обратно я а пропорционален мапщтному сопротивлению машины Я„, т.
е. Ф = =1„ю /К Подставив это выражение магнитного потока в общие уравнения момента н частоты вращения двигателей постоянного тока, получим уравнение частоты вращения двигателя (электромеханической харак. теристики) и - (.я + .„)г„ я а я (!3.13) се г 1н а я м и уравнение его вращающего момента )а с и, Т2~Д (13.14) Последнее уравнение показь1вает, что вращающий момент двигателя при ненасыщенном магнитопроводе возрастает пропорционально квацрату тока, в соответствии с чем начальная часть кривой зависимости момента от тока имеет вил параболы (рис 13,44). Но при сильном насыщении магнитной цепи поток почти перестает увеличиваться с увеличением тока возбуждения и момент в дальнейшем возрастает приблизительно пропорционально току, Частота вращения двигателя убывает почти обратно пропорционально току, пока не сказывается магнитное насьпцение Механическая характеристика двигателя, показан.
що ная на рис ! 3,45, а (кривая 1) при 1, = 1, называется естественной характеристикой. )!ри увеличении изгрузки на валу двигателя тек возрастает относительно медленно и обратно пропорционально ему уменьцается частотз врзцнния !)зпримср, если пренебречь нзсыщением магнитной цепи и рсакциеи якоря, то можно считать, что при увеличении вдвое момента нз волу двигателя ток возрастает лишь до )4ОЯ первоначального значения, а частота вращения уменьшается до 70% У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на взлу лишь незначительно уменьшит частоту врзще.
ния, зато ток двигателя увеличится до 200% первоначального. Двигатель с последовательным возбуждением может, следовательно, выдерживать сильные перегрузки при умеренном увеличении тока. Это его ценное свойство. При уменыпении нагрузки на валу двигателя его ток медленно уменьциется, зато быстро повышается частота вращения и при нагрузках, примерно меньших 2523 номинальной, частота достигает значений, опасных для механической целостности двигате. ля, — двигзтель "разносит" Двигатели последовательного возбужцения поэтому не слетгуот пускзть вхолостую или с малой нагрузкой Рис 1343 Рис 1344 1лв.
О Р«, 1345 4гвр 411 Естественная механическая характеристика двигателя мягкая, так как изменение момента сильно сказывается на частоте вращения двигателя. Лля регулирования частоты вращения можно шунтировать обмотку возбуждения реостатом с регулируемым сопротивлением г (рис. 13.43, р ключ К замкнут). При шунтировании обмотки возбуждения уменьшается магнитный поток Ф и возрастает согласно (!3.!О) частота вращения и, Одновременно увеличивзется ток двигателя. На рис.
13.45, а кривая 2 — искусственная механическая характеристика, которая получается при шунтировании обмотки возбуждения двигателя резистором с постоянным сопротивлением г Р Возможно регулирование двигателя путем изменения напряжения на якоре (рис. 13.45, б) . Высокая перегрузочная способность и мягкая характеристика двигателя с последовательным возбуждением особенно ценны для электрической тяги (трамвай, метрополитен, электрические железные дороги и т, д.). Лля их энергоснабжения строятся преобразовательные подстанции, выпрямляющие переменный ток На некоторых электрических железных дорогах преобразование переменного тока в постоянный осуществляется на самом электровозе, обычно посредством тиристоров, Эти двигатели подходят также для работы в качестве крановых двигателей там, где имеются источники постоянного тока, 13.1е. дВиГАтель сО смешАнным ВОзбуждением Лвигзтель с параллельным возбуждением имеет жесткую мехзциче.
скую характеристику, а двигатель с последовательным возбуждением— мягку1о характеристику. В ряде случаев желательна некоторая проме. жуточная форма характеристики. Простейший способ получения такой хзрактеристики — применение смешанного возбуждения двигателя. Лвигатель снабжается какой-то основной обмоткой, последовательной или параллельной, дающей в условиях номинального режима не менее 70ег! МЛС, и второй, дополнительной обмоткой, соответственно параллельной или последовательной (рис 13 46), В большинстве случаев у двигателей со смеиатнным возбуждением (компаундных двигателей) обе обмотки возбуждения включаются согласно, т.
е. так, чтобы их МЛС складывались. Если рассматривать потоки этих двух обмоток кзк существующие независимо, т, е, не учитывать влияние магнитного насьпцения, то у та. кого двигателя частота вращения и — (. ьг, )à — я адое я (13.15) Е( пое пзр) где г „„— сопротивление последовательной обмотки возбужления. 4!2 ~а.нос нр Рис. 13.47 Рпс. 13.46 Поток последовательного возбуждения Ф можно выразить через пес ток якоря и магнитное сопротивление машины (см. й 13.14), что даст возможность преобразовать (! 3.15) следующим образом; и-. (.„+ .„„„)7 с .(7 к 'л + Ф Е ' н пес м пар) т. е. определить п(! ) — электромеханическую характеристику двига- я теля, В двигателе с последовательно-параллельным возбуждением преобладает последовательное возбуждение, но благодаря наличию параллельной обмотки возбуждения нарастание частоты вращения двигателя при уменьшении нагрузки на валу ограничено (рис.
13.47) . В двигателе с параллельно-последовательным возбуждением преобладает параллельное возбуждение. Наличие дополнительного последовательного возбуждения стабилизирует основной магнитный поток двигателя л немного смягчает его жесткую механическую характеристику. Для реверсирования двигателя со смешанным возбуждением следует переключить вьюоды только якоря машины, чтобы изменить в нем направление тока тз те коллвкторныв машины пврвмвнного тока Наиболее ценным свойством двигателей постоянного тока является возможность плавного и экономичного регулирования их режимов работаь Однако поскольку электрическая энергия в промышленных масштабах вырабатывается генераторами переменного тока, длн применения лвигателей постоянного тока необходимы преобразователи переменного тока в постоянный.
Это усложняет и удорожает примене. ние двигателей постоянного тока. Поэтому естественны попытки реа- 4! 3 лизовать работу коллекторного двигателя непосредственно в .ели переменного тока, Если одновременно изменять направление постоянного тока в обмотках якоря и возбуждения коллекторного двигателя, предназначенного для питания от сети постоянного тока, то направление вращающего момента в двигателе не изменяется.
Следовательно, при периодических одновременных изменениях направления токов в обеих цепях двигателя при его подключении к сети переменного тока двигатель должен развивать некоторый средний вращающий момент постоянного направления. Однако конструкция коллекторного двигателя должна быть специально приспособлена к условиям переменного магнитного поля. необходимо уменьшить вихревые токи в массивной станине, сильно ослабляющие основной магнитный поток, уменьшить индуктивность обмотки якоря для увеличения соа у и улучшить условия коммутации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
