Lektsia_16 (778070), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Это – его важнейшее свойство. При уменьшении нагрузки на валу двигателя он медленно уменьшает потребление тока, зато быстро повышает скорость, и при нагрузках, примерно меньших 25% от номинальной, эта скорость приобретает значения, опасные для механической целости двигателя, двигатель «разносит». Двигатели последовательного возбуждения поэтому не следует пускать вхолостую или с малойнагрузкой.

Механическая характеристика такого двигателя является мягкой, таккак изменение момента сильно сказывается на скорости двигателя.Подобная характеристика и перегрузочная способность двигателя особенноценны для электрической тяги. В электрическом транспорте (трамвай, метрополитен, электрические железные дороги) в качестве тяговых двигателей часто используются двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Помимоэлектротяги эти двигатели весьма удобны в качестве крановых двигателей там,где имеется постоянный ток для их питания.Так как величину Rм рассчитать сложно, то самостоятельное построениеестественных механических характеристик ne ( M ) затруднительно.

Обычно всправочниках по двигателям приводятся зависимости ne ( I ), M ( I ) , по которымможно построить ne ( M ).В том случае, когда сведения о сопротивлении rя отсутствуют, оно можетбыть приближенно определено из выражения:P2I ном rя    ном  Pном ,  номгде   0,5 для двигателя параллельного возбуждения,   0,6 и   0,75 - длядвигателей смешанного и последовательного возбуждения соответственно.Регулирование скорости двигателя последовательного возбуждения можетбыть осуществлено либо путем шунтирования обмотки возбуждения (фиг. 17-46),либо путем изменения напряжения на его зажимах.35Пуск двигателя осуществляется с помощью реостата.

Запишем уравнениеестественной электромеханической характеристики и из него определим значениемагнитного потока Ф, соответствующее определенному значению тока якоря I я :nе U  I я  rяU  I я  rя cE  Ф .cE  ФnеУравнение искусственной характеристики при включении пускового реостата:nи U  I я  (rя  rп ).cE  ФПодставляя в последнее уравнение значение cE  Ф из предыдущего уравнения, получим:nи U  I я  (rя  rп ) nе .U  I я  rяДля построения характеристики задаемся рядом значений I я , по графику,приведенному в справочнике, определяем соответствующие им ne ( I я ) и подставляя их в последнее выражение, определяем nи .16.15.

Двигатели смешанного возбужденияДля некоторых видов электропривода желательно иметь электродвигатель,обладающий ценными свойствами двигателя последовательного возбуждения, нов то же время допускающий работу при малых нагрузках и вхолостую.

Для подобных условий можно взять двигатель последовательного возбуждения и снабдитьего дополнительно небольшой параллельной обмоткой, магнитный поток которойФ ш должен складываться с потоком последовательной обмотки Ф с . Мы получимтаким образом двигатель смешанного возбуждения с согласным соединением обмоток. Уравнение его электромеханической характеристики будет:nU  I я  rя.c E  (Ф с  Ф ш )Наличие магнитного потока Ф ш ограничит возрастание скорости двигателяпри холостом ходе. Двигатель не будет разносить и он сохранит все ценные свой-36ства двигателя последовательного возбуждения. Его механическая характеристика лишь немного спрямится по сравнению с двигателем последовательного возбуждения.16.16.

Тормозные режимы работы двигателейЭлектродвигатели постоянного тока могут работать в трех тормозных режимах:- в режиме противовключения;- в генераторном режиме с отдачей энергии в сеть;- режиме динамического торможения.В любом из тормозных режимов электродвигатель работает как генератор,преобразует, например, кинетическую энергию движущихся частей либо потенциальную энергию опускающегося груза в электрическую энергию.Режим противовключения. Этот режим удобно пояснить на примере грузоподъемною механизма, где этот режим может быть использован для опускания с постоянной скоростью грузов.

Предположим, что с помощью двигателя параллельного возбуждения, работающего в двигательном режиме с моментом М  М с и частотой вращения n , поднимается груз (рис. 16.25). Момент Мобусловлен силой тяжести груза, трение в передаче не учитывается.Рис. 16.25. К пояснению режима противовключения.37Если при работе двигателя с частотой вращения n в цепь якоря включить реостат rп с достаточно большим сопротивлением (см. рис.

16.18), тодвигатель перейдет на искусственную характеристику и в первое мгновениебудет развивать момент М 1. Поскольку М 1  М с , частота вращения начнетуменьшаться, что будет сопровождаться увеличением момента двигателя. Каквидно, при n  0 М 2  М с . Поэтому после остановки двигатель под действиеммомента М с , вызванного силой тяжести груза, начнет вращаться в противоположную сторону (n  0), а груз будет опускаться.Так как Е я  cE  n  Ф, то изменение направления вращения приводит кизменению направления ЭДС якоря и следует считать Е я  0.

Из уравненияэлектрического равновесия (см. рис. 16.18) следуетIя U  Ея U  Ея 0.rя  rпrя  rпПри Ея  0 ток не изменяет своего направления ( I я  0), вследствие чегоне изменяет направления и момент двигателя (М > 0), поскольку M  cм  Ф  I я .Так как при n  0 момент направлен против частоты вращения, иякорь вращается в направлении, противоположном двигательному режиму,электродвигатель работает в тормозном режиме противовключения.Механические и электромеханические характеристики двигателя в режиме противовключения располагаются в IV квадранте. Установившийся режимнаступает при частоте вращения n1 , при которой М  М с .Так как в режиме противовключения ток и ЭДС якоря совпадают понаправлению, то двигатель работает по существу в качестве генератора и преобразует потенциальную энергию опускающегося груза в электрическую энергию.Последняя в свою очередь преобразуется в теплоту в сопротивлениях rя и rпцепи якоря.

В этих же сопротивлениях расходуется энергия, потребляемая цепьюякоря из сети.Генераторный режим с отдачей энергии в сеть. Генераторным режимом сотдачей энергии в сеть называется режим, в котором двигатель под действием38внешнего момента либо запаса кинетической энергии вращается с частотой,большей частоты вращения холостого хода (n  n0 ), в том же направлении, в котором он должен был бы вращаться при данной схеме его включения в двигательном режиме.Предположим, что двигатель параллельного возбуждения работает на естественной характеристике и перемещает грузовую тележку (рис. 16.26 а и б).Рис. 16.26.

К пояснению тормозного генераторного режимас отдачей энергии в сеть.Когда тележка находится на горизонтальном участке пути аб, статическиймомент М с1 вызван силой сопротивления движению, обусловленной треснем изависящей от силы тяжести F тележки и груза. Электродвигатель работает приэтом в двигательном режиме с n1  n0 , 0  E1  U , I я1  0, M 1  M c1  0.Когда тележка окажется на криволинейном участке пути bc, статическиймомент будет обусловлен как силой сопротивления движению, вызванной трением и зависящей от составляющей F1 силы тяжести F тележки и груза, так идвижущей силой F2 , равной другой ее составляющей (рис.

16.26 а). По мере продвижения тележки по участку bc сила сопротивления движению будет уменьшаться, а движущая сила возрастать. Естественно, что это приведет к уменьшению статического момента и увеличению частоты вращения двигателя.39При достаточно большой массе тележки и груза в некотором положении тележки на участке bc движущая сила окажется больше силы сопротивления движению, вследствие чего статический момент изменит направление (M c  0) и превратится в движущий. Будет происходить разгон двигателя и тележки.

Когда частота вращения достигнет n0 , окажется, что E  U , I я  0, M  0. Однако частотавращения будет продолжать возрастать, поскольку существует движущий моментM c . При n  n0 получим E  U , I я  0, M  0. Таким образом, снова возникнетмомент двигателя, но теперь он будет тормозным. Установившийся режим наступит на наклонном участке пути cd, при частоте вращения n2  n0 при которойM 2  M c2  0.В установившемся режиме якорь вращается в ту же сторону, что и в двигательном режиме с частотой n  n0 при отрицательном моменте M  0 , т.е. втормозном генераторном режиме.При работе двигателя в генераторном режиме ЭДС и ток якоря совпадают по направлению E  0, I я  0, это значит, что двигатель работает по существу в качестве генератора. Вырабатываемая им энергия отдается в сеть постоянного тока и частично преобразуется в теплоту в сопротивлениях цепи якоря.Режим динамического торможения.

Режим динамического торможениявозникает при отключении якоря двигателя от сети и замыкании его на резистор, называемый резистором динамического торможения.Естественно, что поскольку электродвигатель работает при этом по существу как генератор, он развивает тормозной момент. Вырабатываемая им электрическая энергия расходуется в сопротивлении динамического торможения и частично в сопротивлениях якоря двигателя.Режим динамического торможения используется в большинства случаевдля уменьшения времени торможения двигателя и механизма при их остановке.16.17.

Технические данные двигателей40В паспорте ДПТ 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 ивозбуждения I вн – максимальные длительно допустимые их значения, при которых двигатель не перегревается выше допустимой температуры.Номинальная мощность Pн – это мощность, развиваемая двигателем на валу приработе с номинальным моментом M н и номинальной скоростью вращения н , т.е.PнM н н M н nн9,55Значение номинальной скорости н в сек-1 связано с номинальной частотойвращения nн в об/мин соотношениемн nн.30Частота вращения nн или скорость н и КПД  н соответствуют работе двигателя с токами I ян и I вн , напряжением U н без дополнительных резисторов в цепях двигателя.Мощность, потребляемая двигателем из сети в номинальном режиме, определяется какP1н  U н  I ян  U в  I вн ,а номинальный КПДн P2 н.P1нПриведенные соотношения справедливы также и для любого режима работыДПТ, отличного от номинального режима.16.18.

Характеристики

Список файлов лекций