апролджэжлолбро. Электротехника Лекция 13. Лекция 13. Машины постоянного тока
 Скачать 191.35 Kb.
|
1 2 Характеристики двигателя постоянного тока параллельного и независимого возбуждения Ц  Рис. 2.19. Схема двигателя постоянного тока параллельного возбуждения епи якоря двигателя и параллельной обмотки возбуждения (рис. 2.19) получают питание постоянного тока напряжением U. В цепи якоря включен #д (реостат) для ограничения тока при пуске и регулировании скорости вращения якоря. В цепи обмотки возбуждения переменный резистор RB для регулирования тока возбуждения 1в, и магнитного потока двигателя Ф. Якорь связан с исполнительным органом ИО (насос и т.д.). Пуск двигателя. На якорь и обмотку возбуждения подается напряжение источника, протекают токи возбуждения 1в и якоря 1(1 = 1я >> /в). Ток возбуждения создает магнитный поток Ф, взаимодействие которого с током якоря создает электромагнитный момент двигателя М. Якорь двигателя начинает вращаться. Пусковые свойства двигателя тем лучше, чем больше его пусковой момент при пусковом токе, не превышающем (2,0 - 2,5) I. При прямом пуске двигателя сопротивление #дравно нулю и в первый момент пуска (якорь не вращается, п = 0) все напряжение источника иприложено к цепи якоря, а противо-ЭДС Е = 0. Тогда пусковой ток якоря: U = (20 - 30)1, -E т = ак как у двигателей средней и большой мощности (более 10 кВт) Rя составляет 0,01.. .0,1 Ом. Большой пусковой ток создает большой пусковой электромагнитный момент (Мп = смФ1п) и искрение на коллекторе двигателя. На практике прямой пуск применяют для двигателей менее 0,5 кВт с большим сопротивлением якоря. Р п.доп U « (2 - 2,5)/я.н еостатный пуск. Для ограничения пускового тока сопротивление Яд рассчитывают, исходя из допустимого тока якоря /пдоп: По мере разгона якоря, скорость вращения увеличивается, в обмотках якоря возникает противоЭДС и ток якоря уменьшается. При этом Ядпостепенно уменьшают до нуля. Пуск при пониженном напряжении осуществляют плавным увеличением напряжения (от источника) якоря (от нуля до номинального значения). Свойство саморегулирования. Двигатели постоянного тока обладают свойством автоматически создавать вращающий момент М,равный моменту статического сопротивления на валу Мс (свойствосаморегулирования). Реверсирование двигателя- изменение направления вращения якоря двигателя. Достаточно переключить концы обмоток якоря, оставив неизменным направление тока в обмотке возбуждения или наоборот. Основные характеристики двигателей - электромеханическая и механическая. Э Я п = U-IR. сЕФ Механическая характеристика двигателя от момента на валу п(М): я сЕФ сЕФ зависимость скорости вращения якоря п = U Шя сеФ сесмФ2 Регулирование скорости вращения якоря двигателя изменением Ядв цепи якоря по уравнению механической характеристики: U М(Яя + Яд) п = сЕФ СЕСМ лектромеханическая характеристика- зависимость скорости вращения якоря двигателя от его тока п(1): Сопротивление Идможно изменять плавно или дискретно. Данный метод регулирования неэкономичен, так как в цепи якоря имеются дополнительные потери электрической энергии !2Яд. При регулировании частоты вращения якоря двигателя изменением магнитного потока в схеме (U = const, #д = 0) увеличивают сопротивление Ид, так чтобы ток возбуждения 1в был меньше номинального 1вн. Тогда магнитный поток будет уменьшаться и становиться меньше Фн. Увеличение тока (1в>1вн) нецелесообразно (магнитный поток увеличивается незначительно, на 5...7% от номинального). С уменьшением магнитного потока двигателя скорость вращения якоря увеличивается выше номинальной. Данный способ экономичен, так как ток цепи возбуждения составляет (1.5%) /вн и потери мощности в RB малы. При регулировании скорости вращения якоря двигателя изменением напряжения якоря его цепь присоединяется к управляемому тиристорному выпрямителю УВ (рис. 2.20). Вход выпрямителя присоединяется к трехфазной сети переменного тока. Для сглаживания пульсаций в цепь якоря включен дроссель Lp.  Рис. 2.20. Схема регулирования скорости вращения двигателя изменением напряжения якоря С уменьшением напряжения якоря скорость вращения его уменьшается. Регулирование скорости вращения данным способом экономично, так как потери энергии в цепи якоря малы из-за его малого сопротивления. Электрическое торможение двигателя. Во многих случаях требуется быстрый останов электродвигателя. Для этого его переводят или в режим электромагнитного тормоза или в режим генератора. Применяются три вида торможения: противовключением, генераторное динамическое и генераторное рекуперативное. При противовключении (режим электромагнитного тормоза) направление тока в цепи вращающегося якоря изменяют на обратное (путем переключения полярности напряжения якоря) и оно совпадает с направлением ЭДС. Для ограничения тока противовключения в цепь якоря включают реостат со специально рассчитанным сопротивлением Яд. Торможение противовключением иногда применяют для медленного опускания груза в лебедках подъемных кранов и для ускорения реверса. При генераторном динамическом торможении якорь от сети отключают и замыкают его на дополнительный резистор (цепь возбуждения остается включенной в сеть). Ток якоря под действием затухающей ЭДС изменит направление и момент двигателя будет отрицательным. Генераторный электромагнитный момент тормозит вращение якоря. Динамическое торможение широко применяются в электродвигателях. Генераторное рекуперативное торможение возникает при приложении к валу двигателя момента в сторону вращения якоря. Тогда скорость вращения якоря и ЭДС Уначнут возрастать. При Е > Уток якоря и момент изменят направление и машина перейдет в режим генератора с рекуперацией энергии в сеть. Рекуперативное торможение применяется при торможении электропоезда, идущего под уклон, а также в подъемных механизмах кранов. Двигатели параллельного и независимого возбуждения с постоянным магнитным потоком имеют «жесткую» естественную механическую характеристику: скорость их вращения почти не зависит от момента нагрузки на валу. Поэтому они применяются для привода металлорежущих станков, экскаваторов и буровых станков. Характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения Токи якоря I и возбуждения 1в в этом двигателе (рис. 2.21) равны (I = /в). Так как ток электродвигателя зависит от нагрузки на его валу, то магнитный поток полюсов и скорость вращения якоря двигателя изменяются с изменением момента. Естественная механическая характеристика двигателя (ЯД = 0): Я U п = я + Rb сЕV аМ/см сЕа где а - коэффициент, определяемый по линейной части кривой намагничивания двигателя; Яв - активное сопротивление обмотки возбуждения. При холостом ходе или небольшом моменте сопротивления ток и магнитный поток двигателя уменьшаются, а его скорость сильно возрастает (двигатель идет «вразнос»). Поэтому пуск и работа таких двигателей в холостую недопустимы.  Рис. 2.21. Схема двигателя последовательного возбуждения Регулирование скорости вращения якоря двигателя последовательного возбуждения осуществляется реостатным и безреостатным изменениями напряжения и магнитного потока возбуждения. Изменение напряжения к двигателю, осуществляют с помощью сопротивления (реостата Ид) в цепи якоря. Такое регулирование неэкономично из-за потерь энергии в сопротивлении (рис. 2.21). Изменение магнитного потока полюсов осуществляется шунтированием обмотки возбуждения добавочным сопротивлением. Электрическое торможение. В этих двигателях можно реализовать динамическое торможение и торможение противовключением. Для динамического торможения двигатель отключают от сети, замыкают цепь якоря на реостат и двигатель оказывается в режиме генератора последовательного возбуждения. Режим электромагнитного тормоза наступает при переключении направления тока во вращающемся якоре (или в обмотке возбуждения) на обратное. В цепь якоря вводят добавочное сопротивление для ограничения тока. Двигатель последовательного возбуждения широко применяется в электрическом транспорте, электровозах. Двигатель должен развивать максимальный момент при трогании с места и малых скоростях движения транспорта. 1 2 |