Электротехника Касаткин (967630), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Рис. ! 3.40 Рис. 13.4! Рис. 33.42 При номинальном напряжении н отсутствии реостата ток в якоре при остановке в режиме тормоза был бы слишком большим и произошло бы разрушение коллектора и обмотки якоря. Торможение, получаемое таким образом, именуется торможением ярогивовключеяием, Наряду с ним для быстрой остановки привода используется режим динамического торможения.
Вращающийся якорь отключается от сети н замыкается на некоторый резистор. В этих условиях ЭДС якоря играет роль ЗЛС генератора, Оиа создает ток в якоре н резисторе, а этот ток вызывает электромагнитный тормозной момент. тз.те. двигятяль с лослядовятяльным возвуждениям У двигателя с последовательным возбуждением ток якоря является вместе с тем током возбуждения !я =1 (рис. 13.43, ключ К разомкнут). Благодаря такому соединению главный магнитный поток машины изменяется пропорционально току якоря, пока магнитопровод машины не насыщен, Как и все двигатели постоянного тока, этот двигатель для ограничения пускового тока снабжается пусковым реостатом г„, Уравнении машин постоянного тока (13,1) и (13.2) можно преобра.
зовать дпя двигателя с последовательным возбуждением следующим образом, Магннтньп) поток его при ненасыщенгим магиитопроводе прямо пропорционален МДС его обмотки возбуждения 1„в и обратно пропорционален магнитному сопротнвлени1о машины Я„, т. е, Ф = я в~ и' Подставив зто выражение магнитного потока в общие уравнения момента н частоты вращения двигателей постоянного тока, получим уравнение частоты вращения двигателя (электромеханической характеристики) и-(г + г )1 и- я в я (13,13) ее г !л в я и и уравнение его вращающего момента М =с ~ 1„~/Я„.
(13.! 4) Последнее уравнение показывает, что вращающий момент двигателя при ненасыщенном магнитопроводе возрастает пропорционально квадрату тока, в соответствии с чем началы1ая часть кривой зависимости момента от тока имеет внд параболы (рис. 13.44) . Но при сильном насыщении магнитной цепи поток почти перестает увеличиваться с увеличением тока возбуждения н момент в дальнейшем возрастает приблизительно пропорционально току. Частота вращения двигателя убывает почти обратно пропорционально току, пока нс сказывается магнитное насьшюняе, Механическая характеристика двигателя, показан- 410 Рис.
13.44 Рис.! 3.43 Мм 0 Ри '. 1345 а, 1 4И ная на рис. 13,45, а гкривая 1) прн Уи, = 1„, называется естественной характеристикой. Прн увеличении нагрузки на вш>у двигателя ток возрастает относительна медленно и обратна пропорционально ему уменьциется частота вращения. Например, если пренебречь насыщением магнитной цепи н реакцией якоря, та можно считать, что при увеличении вдвое момента на валу двигателя ток возрастает лишь до 140% первоначального значения, а частота вращения уменьшается да 70%. У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на валу лишь незначительна уменьшит частоту вращения, зато ток двигателя увеличится да 200% первоначального, Двигатель с последовательным возбуждением может, следовательно, выдерживать сильные перегрузки прн умеренном увеличении тока.
Это его ценное свойство, При уменьшении нагрузки на валу двигателя его ток медленно уменьшается, зато быстро повышается частота вращения и при нагрузках, примерна меньших 25% номинальной, частота достигает значений, опасных для механической целостности двигателя, — двигатель "разносит". Двигатели последовательного возбуждения позтому не следует пускать вхолс>сту>о нли с малой нагрузкой. Естественная мехюшческаа характеристика цангателя мягкая, так как изменение момента сильно сказывается на частоте вращения цвигателя. Для регулирования частоты вращения можно шунтнровать обмотку возбуждения реостатом с регулируемым сопротивлением г (рнс.
13.43 р ключ К замкнут). При шунтнрованнн обмотки возбуждения уменьшается магнитный поток Ф и возрастает согласно (13.10) частота вращеэшя л, Одновременно увеличивается ток двигателя, На рис, 13.45, а кривая 2 — искусственная механическая характеристика, которая получается при шунтировании обмотки возбуждения двигателя резистором с постоянным сопротивлением « . а Возможно регулирование двигателя путем изменения напряжения на якоре (рис. 13.45, б), Высокая перегрузочная способность и мягкая характеристика двигателя с последовательным возбуждением особенно ценны дня электрической тяги (трамвай, метрополитен, электрические железные дороги и т.
д.). Для их энергоснабжения строятся преобразовательные подстанции, вылрямлянхцие 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. тз,эп.
ДВИГАТЕЛЬ СО СМЕШАННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ Двигатель с параллельным возбуждением имеет жесткую механическую характеристику, а двигатель с последовательным возбуждением— мягкую характеристику. В ряде случаев желательна некоторая проме. жуточная форма характеристики. Простейший способ получения такой характеристики — применение сме нн нного возбуждения дни та тел я. Двигатель снабжается какой-то основной обмоткой, последовательной или параллельной, панацей в условиях номинального режима не менее 70% МЙС, и второй, дополнительной обмоткой, соответственно параллерьной или последовательной (рис.
! 3,46) . В большинстве случаев у двигателей со смеиилным возбуждением (компаундных двигателей) обе обмотки возбуждения включаются согласно, т, е, так, чтобы их МДС складывались. Если рассматривать потоки этих двух обмоток как существующие независимо, т. е. не учитывать влияние магнитного насыщения, то у такого двигателя частота вращения 1« — (г + г )Г и (13,15) Е( лес нар) где 㠄— сопротивление последовательной обмотки возбуждения. 412 Еа яос Рис. 13.47 Рис. 13.46 Поток последовательного возбуждения Фпа можно выразить через ток якоря и магнитное сопротивление машины (см.
э 13.14), что дает возможность преобразовать (13.15) следующим образом: с,(т ~н + Ф сн я пас м пар) т, е. определить пбя) — злектромеханическую характеристику двигателя. В двигателе с последовательно-нараллельным возбуждением преоб. падает последовательное возбуждение, но благодаря наличию параллельной обмотки возбуждения нарастание частоты вращения двигателя прн уменьпинии нагрузки на валу ограничено (рис. 13.47). В двигателе с параллельно-носледовательным возбуждением преоб. падает параллельное возбуждение, Наличие дополнительного последовательного возбуждения стабилизирует оснояной магнитный поток двигателя и немного смягчает его жесткую механическую характеристику.
Для реверсирования двигателя со смешанным возбуждением следует переключить вьюоды только якоря машины, чтобы изменить в нем направление тока, 1Э.16. КОЛЛЕКТОРНЫЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Наиболее ценным свойством двигателей постоянного тока является возможность плавного и экономичного регулирования их режимов работы Однако поскольку электрическая энергия в промышленных масштабах вырабатывается генераторами переменного тока, для применения двигателей постоянного тока необходимы преобразователи переменного тока в постоянный, Это усложняет и удорожает применение двигателей постоянного тока, Поэтому естественны попытки реа- 413 лизовать работу коллекторного цвигателя непосредственно в цепи переменного тока. Если одновременно изменять направление постоянного тока в обмотках якоря и возбуждения коллекториого двигателя, предназначенного лдя 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 сову н улучшить условия коммутации. Первые две задачи можно считать разрешенными вполне удовлетворительно, правда, ценой значительного усложнения и удорожания машины, но условия коммутации в современных коллекторных маши.
нах переменного тока в общем неудовлетворительны. Для уменьшения вихревых токов станина двигателя изготовляется из изолированных друг от друга листов электротехнической стали (см. рис. 8,9„б), Для уменьшения реактивного сопротивления обмотки якоря и ее магнитное поле полностью компенсируется. С этой целью на станине двигатели размещается компенсационная обмотка (рис. 13.48). Обмот. ка размещается равномерно вдоль окружности статора и соединяется последовательно с обмоткой якоря (ротора) машины и притом так, чтобы ток в ее проводах бью противоположен по направлению току ' в противолежащих проводах обмотки ротора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
