Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 21
Текст из файла (страница 21)
с. якоря, тем скорее М' уменьшается ток и тем меньше нагрев-обмотки якоря. Поэтому ав 1аатв, пуск производят всегда при рис. 4-26. скоростные ха-~, наибольшем токе возбуждения, рахтернстика двигателя ва-1~«замыкая накоротко сопротивлераллчлыюго воззуилена" ние регулировочного. реостата (рис. 4-25). Тогда магнитный по-' ток машины Ф н противо-э. д. с, будут максимальны. Кроме того, электродвигатель при пуске должен развивать повышенный вращающий, момент, а это.может быть также при наибольшем магнитном потоке' )формула (4-8)).
Перед отключением.двигателя переводят рычаг пускового реостата на нулевой контакт,,а затем размыкают рубильнии. Этим'исключается подгорарне контактов рубильника. Скоростная характеристика двигателя и =1(1) при У= сопз( и1, =со(а$ноказана на рис. 4-26 кривой 1. При отсутствии механической нагрузки ток холостого хода.1, ( 10% 1, н скорость наибольшая: ~ и — 1„;. ~и и» ' ~ э .са Ф св Ф' так как 1,г, ж О. При уйрличении нагрузки (момента сонротивления) на ,валу двигателя частота вращения падает незначительно, ИР так как автоматическое увеличение вращающего момента происходит за счет увеличения тока в цепи якоря 1„, ко.
торый согласно уравнению (4-14а) резко возрастает при незначительном уменьшении противо-э. д. с. вследствие малой величины сопротивления цепи якоря г„. Такая характеристика называется.ж е с т к о й. При. неизменном токе возбуждения магнитный поток Ф можно считать приблизительно постоянным, так лак влияние реакции якоря незначи- тельно. Тогда вращающий момент двигателя М=сл1Ф~" (сдеФ)1 (4-19) приблизительно пропорционален току 1.
Поэтому если отложить М по-оса) абсцисс на рис. 4-26, то получится м е х а н и ч еская' характеристикаа двигателя, т. е. в=1(М) при У = сопз( н. 1, = сопзг. 20 гг оа лл гл лмХ. Рнс. 4-27. Рабочие характернстнкн двнгатела параллельного возбужденна. 121 Очень удобны для пользования рабочие характеристики (рис. 4-27), даваемые в каталогах и описаниях электродвигателя. Это п, М, 1, з)=1(Ре) при У„и 1, = сопз(, где е) — к. и. д.
двигателя, а Р,.— полезная мощность на валу. Развиваемая на валу мощность двигателя М ° 2на Р =-жа вращающий момент (4-20) При неизменной частоте вращения зависимость М = 1 (Р,) была бы прямой линией, проходящей через начало координат.' Однако скорость а при увеличении Р, падает и момент не пропорционален Р,. Ток 1 при неизменном У пропорционален мощности в цепи питания Р, = У1. Так 'как потери двигателя Р,— Р, малы, то ток 1 приблизительно пропорционален Р,. Регулирование скорости двигателя с параллельным возбуждением обычно производится изменением тока возбуждения. Этот способ дает экономичное плавное регулирование в пределах 1: 1,5, а в специальном исполнении— до 1: 8.
Регулирование происходит следующим образом. Вращающий момент двигателя М =- см1Ф, при Ф = сопз1 пропорционален току 1, а ток ы — е 1= —. Вследствие малой величины г„падение напряжения в цепи якоря 1,г„невелико. Поэтому при постоянных значениях У и г„ток якоря может значительно возрасти при небольшом уменьшении противо-э. д, с. Например, при г„= 0,5 Ом и У = 220 В при токе якоря 1„= 10 А протнво-э. д. с. Е = И вЂ” 1„г„= 220— — 10,05 215 В. Если противо-э.
д. с. уменьшится всего на 10 В (примерно на 5%) и будет Е' = 205 В, то ток якоря станет1„'=, 30 А, т. е. увеличится в 3 раза, 220 — 205 Таким образом, если при некоторой постоянной нагрузке (М,р — — М,) и частоте вращения уменьшить ток возбуждения йапример на 5%, то на столько же сразу уменьшатся магнитный потбк Ф и противо-э. д, с. Е. Это вызовет резкое увеличение тока якоря и вращающего момента, причем избыточный момент пойдет на ускорение врашения якоря, Однако по мере нарастания скорости якоря противо-э. д. с. снова увеличится, ток якоря уменьшится до величины, при которой врашающий момент М = = СмФ1„примет прежнее значение. Таким образом, при равенстве М,р = М, установится новая постоянная частота вращения, большая прежней.
При таком способе регулирования потери энергии в регулировочном реостате (мошность потерь Ра„— — 1;г,) очень малы, так как 1, составляет всего (2 —: 5/р)1„. Этот способ позволяет изменять частоту вращения двигателя в сторону ее увеличения выше номинальной. Если при нейзменной нагрузке на валу двигателя включить добавочное сопротивление г, последовательно с обмоткой якоря, то в первый момент ток якоря уменьшится, отчего уменьшится вращаюший момент и, так как момент сопротивления окажется больше, скорость уменьшится. Однако вследствие уменьшения скорости и противо-э. д.
с.. ток якоря станет возрастать, будет возрастать вращающий момент и при равенстве моментов дальнейшее снижение скорости прекратится. Лвигатель будет продолжать работать с постоянной, ио пониженной частотой вращения. Этот способ регулирования неэкономичеи вследствие значительных потерь энергии в сопротивлении реостата, 4-тб. Электродвигатель с независимым возбуждением Электродвигатель с независимым возбуждением по своим свойствам вполне подобен двигателю с параллельным возбуждением. Однако вследствие того что обмотки возбуждения и якоря питаются от отдельных источников тока, а не от общей сети, получается возможность экономич. ного и широкого регулирования скорости изменением величины напряжения на зажимах якоря и безреостатного пуска.
На рис. 4-28 показана одна из возможных схем работы двигателя с независимым возбуждением. На этой схеме, Рис. 4-28. Схема генератор.электродвигатель. называемой генератор — дзагатпать (à — Д), якорь двигателя 2 присоединяется без пускового реостата к якорю генератора 1, предназначенного для питания этого двигателя. У еиератор и двигатель имеют независимое возбуждение, подаваемое от специального генератора б, называемого в о з б у д и т е л е м. Генератор 1 и возбудитель б приводятся во вращение, как правило, асинхронным электродвигателем 7.
Частоту вращения двигателя 2 можно изменять, регулируя его ток возбуждения реостатом 3 и изменением напряжения У генератора 1, меняя его ток возбуждения реостахом 5. Изменяя направление тока возбуждения генератора 1, переключателем 4 можно изменять полярность ще- 123 ток генератора, а значит, и направление вращения двигателя 2, приводящего во вращение производственный механизм. Эта схема применяется в шахтных грузоподъемных установках, для привода гребных винтов на судах, на прокатных станах и для привода некоторых металлорежущих станков.
Механические характе- ристнки этого агрегата (рис. 4-29) вполне подобны показанной на рис. 4-26. Кривая 1 представляет собой естественную характеристику, которая получилась бы при номинальном напряжении, так как ф/» 1 У вЂ” Г»„ л= — =— са. Ф 1 У Л Л 4З И' Л1 Д Рис. 4-29. Механические хато ла = — —. раитериетиии приаоаиото Л аиитатеаи ио еиьтеие теие Если уменьшать напряжение ратор-меатроааитатеаь. генератора 1/„= Уа, то полу.чается семейство характеристик л =1(М), расположенных ниже характеристики 1; при уменьшении тока возбуждения двигателя характеристики располагаются выше е)а» Все эти характеристики парал.
лельны друг другу; почти прямолинейны и остаются жесткими при регулироавацни, что необходимо.в частности для привода метвллорежущнх станков; Пр))деды. регулирования скорости примерно ): 20.. 4-ту. Энвитрвдвнгвтввн с. носпедоввтвньным. н св смешанным ннзйунаденнем 124 Электродвигатель с последовательным возбуткдением имеет применение в качестве пускового для запуска автомобиля (стартера), в некоторых крановых устройствах и в мощных экскаваторах..Во всех этих устройствах допустимо значительное изменение частоты вращения при из-. менении тормозного момента на валу. Характеристики 1И ) (Р,) и л = 1 (Ра) при У = сопз1 этого двигателя по- ' казаны на рис. 4-30, а схема его включения — на рис.
4.31. Обмотка возбуждения двигателя соединяется последо-. вательно с обмоткой якоря и ее сопротивление г, такого же порядка, Как и г„, т. е. невелико. Поэтому пусковой рео-: стат в схеме так же необходим, как и в других двигателях постоянного тока. Ток двигателя при работе равен: 1= —. (4-2ь) ге+ге' При малых токах !около (25 — 50%) 1„) поток машины пропорционален току (Ф = 1) н М =см1Ф =смП =сй1з, (4-22) т, е. момент пропорционален «аадрагпу люка.'При больших нагрузках на,валу ток 1 близок к 1„сердечник машины насьпцается и момент становится пропорционален току 1. и н Рис.
4-ЗК Схема двигатели последовательного возбуждения, Рис. 4-30. Хзраятеристини сяорости и мо-. мента двигателя последовательного возбуждения. Частота врашення двигателя и= — ( "+ ') (4-23) ~а с увеличением негру))нй резко падает, так как одновременно увеличиваются Ф и'1 (г, + г,).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
