Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Иcследование механических характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Иcследование механических характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Министерство образования Российской Федерации

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Электропривод и автоматизация

промышленных установок”

Иcследование механических характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Методические указания к лабораторной работе №1

для студентов направления 551300 всех форм обучения

Исследование механических характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением: Лаб. Работа №1 по курсу «Основы электропривода» для студентов направления 551300 всех форм обучения/НГТУ; Сост.:

Изложены электромеханические свойства двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в двигательном и тормозном режимах и порядок проведения лабораторной работы.

Подп. к печати 29.03.05. Формат 60х84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная.

Печ. л. 0,75. Уч.-изд. л. 0,6. Тираж 300 экз. Заказ 145

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ. Нижний Новгород, ул. Минина, 24

У Нижегородский государственный

технический университет, 2005

Целью работы является исследование механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в двигательном и тормозных режимах.

Основные сведения

Под механической характеристикой электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением понимается зависимость угловой скорости вращения его вала от электромагнитного момента, т. е. w = f(М).

Механические характеристики подразделяются на естественные и искусственные.

Естественной механической характеристикой называют характеристику электродвигателя, полученную при номинальном напряжении на его зажимах, нормальной схеме включения обмоток и отсутствии внешних резисторов в их цепях.

Искусственной механической характеристикой называют характеристику, полученную при условии питания двигателя от сети с напряжением, отличным от номинального, или же при включении в цепь его якоря или в цепь обмотки возбуждения внешних резисторов, а также в случае включения электродвигателя по специальной схеме.

Механические характеристики электродвигателя характеризуются относительным изменением его скорости при изменении момента нагрузки.

,

где w0 — угловая скорость при идеальном холостом ходе;

w — угловая скорость при заданной нагрузке.

Механические характеристики в двигательном режиме

Аналитическое выражение механической характеристики электродвигателя с независимым возбуждением w = f(М) можно получить из совместного решения уравнения электрического равновесия напряжения на зажимах якоря, а также уравнений вращающего момента и противо-ЭДС электродвигателя:

U=E+IR (1) ; M=КФI (2); E=KФw (3),

где U – напряжение, приложенное к зажимам якоря;

Е – противо-ЭДС электродвигателя;

K – коэффициент, зависящий от конструктивных данных электродвигателя;

w – угловая скорость двигателя;

М — электромагнитный момент, развиваемый двигателем;

Ф — магнитный поток;

I — ток якоря;

R — суммарное сопротивление якорной цепи.

Уравнение механической характеристики электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением получим после совместного решения уравнений (1) ¸ (3):

, (4)

или , (5)

где С=KФ. (6)

Числовое значение С может быть определено из уравнения (1), записанного для номинального режима работы:

, (7)

где UH, IH, wH — номинальные значения напряжения, тока и сопротивления якоря и угловой скорости электродвигателя.

Анализ уравнения (4) показывает: во-первых, механическая характеристика электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением является линейной характеристикой; во-вторых, с уменьшением момента на валу электродвигателя до нуля его угловая скорость стремится к скорости идеального холостого хода; в-третьих, с увеличением сопротивления резистора в цепи якоря жесткость механических характеристик уменьшается (рис.1); в-четвертых, с ослаблением магнитного потока электродвигателя, что достигается уменьшением тока возбуждения, скорость его идеального холостого хода возрастает и полученная при этом механическая характеристика обладает меньшей жесткостью по сравнению с естественной характеристикой (рис.2).

Механические характеристики в тормозных режимах

Для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением возможны следующие тормозные режимы работы:

1) электродинамическое торможение;

2) торможение противовключением;

3) генераторное торможение с отдачей энергии в сеть (рекуперативное торможение).

Режим электродинамического торможения

Режимом электродинамического торможения называют такой режим работы электродвигателя, при котором его якорь отключается от питающей сети и замыкается на внешний резистор RT, а обмотка возбуждения остается подключенной к сети. В этом режиме двигатель работает в режиме генератора с независимым возбуждением (рис.3), преобразуя кинетическую энергию движущихся инерционных масс привода в электрическую, которая расходуется на нагрев резисторов в якорной цепи.

Уравнение механической характеристики в режиме динамического торможения можно получить из (4), полагая в нем напряжение сети равным нулю, U=0 :

, (8)

где R=RЯ+RT.

Из уравнения (8) видно, что механические характеристики в режиме динамического торможения расположены во втором квадранте и представляют прямые линии, проходящие через начало координат.

Тормозной момент возрастает с уменьшением сопротивления тормозного резистора и наоборот (рис.4). Наибольшего тормозного эффекта можно достигнуть при замыкании якоря двигателя накоротко. По условиям ограничения тормозного тока замыкание якоря накоротко применяется только для двигателей малой мощности, обладающих сравнительно большим сопротивлением якоря, а также для всех остальных электродвигателей при торможении на малых скоростях.

Электродинамическое торможение может быть использовано при тормозном спуске груза. В этом случае установившийся режим спуска будет иметь место при скорости, определяемой точкой А (рис.4).

Режим торможения противовключением

Режимом торможения противовключением называется такой режим работы, когда при вращении электродвигателя под действием инерционных масс привода в электродвигатель из сети поступает ток такого направления, которое соответствует вращению его в противоположную сторону.

Переход из двигательного режима в режим торможения противовключением можно осуществить изменением полярности напряжения на зажимах якоря.

При изменении полярности напряжения (рис.5) необходимо в цепь якоря двигателя ввести внешний тормозной резистор, с тем чтобы ток в нем, обусловленный суммой напряжения в сети и ЭДС электродвигателя, не превысил допустимого значения.

Уравнение механической характеристики для данного режима получается из (4) при смене знака перед напряжением:

. (9)

Анализ уравнения (9) показывает, что механические характеристики в режиме торможения противовключением линейны и расположены во втором квадранте (рис.6). С уменьшением сопротивления тормозного резистора тормозной момент возрастает и наоборот.

Режим торможения противовключением может быть получен без изменения полярности напряжения на якоре двигателя при наличии активного статического момента на его валу за счет введения в цепь якоря резистора RT с достаточно большим сопротивлением. Точка установившегося режима при этом находится в четвертом квадранте (точка А, рис.6) и привод работает в режиме тормозного спуска.

Режим рекуперативного торможения

Режимом рекуперативного торможения называют такой режим, когда электродвигатель при определенных режимах работы привода, в силу своей обратимости, становится генератором, преобразуя кинетическую энергию движущихся масс механизма в электрическую с отдачей ее в питающую сеть.

Переход электродвигателя в генераторный режим с отдачей энергии в сеть возможен при скорости привода, превышающей скорость соответствующего идеального холостого хода. При этом ЭДС двигателя, направленная встречно с напряжением сети, становится больше его и ток в якоре электродвигателя меняет направление на обратное. Практически режим рекуперативного торможения может быть осуществлен:

1) при наличии отрицательного статического момента нагрузки, когда электродвигатель под его действием в сторону вращения, получив ускорение, достигает скорости, превышающей скорость идеального холостого хода (рис.7);

2) при переходе электродвигателя с большей скорости, полученной ослаблением потока двигателя, на меньшую за счет резкого увеличения магнитного потока (участок w2 – w0 характеристики 1 на рис.8).

Уравнение механической характеристики для данного режима можно получить из (4), полагая в нем М = —МТ :

Читать еще:  Вибрация холодного двигателя на холостом ходу форд фокус 2

. (10)

Из уравнения (10) следует, что механические характеристики в данном режиме при различных сопротивлениях резисторов в якорной цепи электродвигателя являются продолжением характеристик двигательного режима в области второго квадранта (рис.7). С увеличением скорости w при неизменном R величина тормозного момента возрастает. Увеличение сопротивления внешнего резистора в цепи якоря при неизменном отрицательном статическом моменте на валу электродвигателя приводит к увеличению скорости вращения привода.

Переход из двигательного режима в режим рекуперации при резком увеличении потока возбуждения двигателя приведен на рис.8.

Программа работы

1. Ознакомиться с электрооборудованием установки (см. рис. 9).

2. Рассчитать величины сопротивлений тормозных резисторов для режимов динамического торможения и торможения противовключением при I/IH=2 и I/IH=2,5.

3. Снять и построить механические характеристики электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением:

б) искусственные при добавочных резисторах в цепи якоря электродвигателя сопротивлением R1=5 Ом и R2=10 Ом;

в) искусственные при токах возбуждения IВ=0,9IВH и IВ=0,7IВH;

4. Снять характеристики электродвигателя:

а) для режима динамического торможения и торможения противовключением при сопротивлениях тормозных резисторов, рассчитанных в п.2;

б) для режима рекуперативного торможения при добавочных резисторах в цепи якоря электродвигателя сопротивлением R1=0 и R2=5 Ом.

5. По характеристикам w = f(t) и IЯ = f(t) рассчитать и построить механические характеристики w(М) для всех тормозных режимов.

6. По аналитическим формулам рассчитать и построить естественную и искусственную механические характеристики w = f(М) при U=UH и RЯ=5 Ом.

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения.

В настоящее время одним из основных вариантов исполнения тягового электропривода является электропривод с двигателем постоянного тока независимого возбуждения, тиристорным силовым преобразователем в цепи якоря двигателя и транзисторным регулятором тока возбуждения. В различных модификациях этот вариант разработан фирмами «Бош», «Сименс», «Лукас», «Дженерал Моторс» и др. В нашей стране этот вариант разрабатывался Волжским автозаводом совместно с рядом других организаций.

Несколько упрощенная схема электропривода для электромобилей Волжского автозавода показана на рис. 3.3. Якорь двигателя М питается от тяговой батареи GB через силовой преобразователь СП на тиристорах V1 — V4 и вентилях V5, V6. Обмотка возбуждения двигателя ОВ питается от тяговой батареи через транзисторный преобразователь ПВ. Реверсирование двигателя производится переключением полярности обмотки возбуждения с помощью контактора КР. Ток в якорной цепи двигателя сглаживается дросселем Др. Кроме того, дроссель Др служит в качестве накопителя электромагнитной энергии в режиме импульсного торможения.

Рис. 3.3. Схема электропривода с тиристорным преобразователем в цепи якоря и двухзонным регулированием

Представленная на рис. 3.3 схема предусматривает двухзонное управление скоростью в режиме тяги и двухзонное управление током якоря двигателя или моментом на его валу в режиме торможения. При этом симметричная схема силового преобразователя обеспечивает практически плавный и без переключений переход из одной зоны в другую и из режима тяги в режим торможения и обратно. В системе управления используются обратные связи по частоте вращения двигателя — датчик ДС, току якоря двигателя — датчик ТЯ и току возбуждения — датчик ТВ. Задание параметров режима тяги производится бесконтактным индуктивным задатчиком ЗС, связанным с педалью хода ПХ, а установка параметров режима торможения — индуктивным задатчиком ЗТ, на который воздействует педаль торможения ПТ электромобиля.

Сигналы управления силовым преобразователем СП вырабатываются в блоке регулятора тока якоря РТ, на входе которого поступают сигналы регулятора скорости PC и обратной связи по току якоря с датчика ТЯ-

Управление преобразователем возбуждения ПВ осуществляет блок регулятора возбуждения РВ. На входе этого регулятора действует сигнал ошибки по току якоря и сигнал обратной связи по току возбуждения, сформированный в блоке обратной связи по току возбуждения СВ.

Силовой преобразователь осуществляет импульсное частотно-широтное реулирование выходного напряжения с использованием параллельной емкостной коммутации основных тиристоров. В режиме тяги основным/ является тиристор VI, в режиме динамического и импульсной торможения — тиристор V2, далее для краткости называемый тормозным. Коммутирующие тиристоры V3 и F4 выполняют сменяющие друг друга функции в режимах тяги и торможения. В режиме тяги тиристор V3 выполняют функцию выключения основного тиристора VI, а тиристор V4 служит для перезаряда коммутирующего конденсатора С при подготовке к выключению основного тиристора. В режиме торможения выключающим тормозной тиристор V2 становится тиристор V4, а тиристор КЗ служит для перезаряда коммутирующего конденсатора С при подготовке к включению тормозного тиристора V2.

Индуктивность L1, показанная на схеме преобразователя (рис. 3.3), служит для ограничения коммутационных токов через коммутирующий конденсатор С и создания колебательного характера процессов его перезаряда, что позволяет в два-три раза повысить напряжение на конденсаторе С по отношению к напряжению тяговой батареи. Этим создаются условия для надежного выключения основных тиристоров во всех возможных эксплуатационных режимах.

Рис. 3.4. Диаграммы токов и напряжений тиристорного импульсного преобразователя

Работу силового преобразователя поясняют диаграммы выходного напряжения и тока якорной цепи двигателя iu, показанные для режима тяги на рис. 3.4. В нижней части этого рисунка в более растянутом масштабе по оси времени показаны диаграммы тока через коммутирующий конденсатор ic и напряжения на этом конденсаторе uс, поясняющие процессы коммутации тиристоров. Эти процессы, в принципе, не меняются в режимах тяги и электрического импульсного торможения, а изменяется только связь временных интервалов на диаграмме и контуров протекания тока. Для пояснения этой связи в табл. 3.4 приведены контуры, по которым протекает ток коммутирующего конденсатора, и интервалы времени, на которых эти контуры существуют для режимов тяги и торможения.

Таблица 3.4 Интервалы существования контуров коммутации

Оглавление

Расчет значений параметров модели ДПТ

Построение естественной (идеальной) механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением

Искусственная механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением при пониженном напряжении на обмотке якоря

Искусственная механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением при пониженном напряжении на обмотке якоря

Динамические характеристики ДПТ.

Построение и исследование переходных характеристик ДПТ с независимым возбуждением

Построение и исследование частотных характеристик ДПТ с независимым возбуждением

Построение Экспериментальной АЧХ

Полоса пропускания ДПТ

Задание

Исследовать статические режимы в двигателе постоянного тока с электромагнитным возбуждением.

  • Ознакомиться с виртуальной средой моделирования Workbench Multisim .
  • Ознакомиться с методикой проведения виртуальных экспериментов.
  • Провести ряд виртуальных экспериментов в среде Workbench Multisim по исследованию статических и динамических характеристик эл. двигателя 2ПН100LГУХЛ4

Объем расчетно-пояснительной записка (стр.)

Количество использованных источников

Параметры двигателя

Исследуемый двигатель 2ПН100LГУХЛ4 изображен на Рисунок 1 :

2П – название серии. Машины постоянного тока;

Н – исполнение по способу защиты. Защищенное с самовентиляцией;

100 – высота оси вращения, мм;

L – условное обозначение длины сердечника якоря. Большая;

Г – наличие тахогенератора;

УХЛ4 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69;

Двигатели с высотами оси вращения 90 и 100 мм – двухполюсные;

Технические характеристики двигателя даны в Таблица 1

Напря-жение питания обмоток В

Частота вращения об/мин

Сопротивления обмоток при 15°C Ом

Индук-тивность цепи якоря мГн

Момент инерции кг·м 2

Обозн-ие в Multisim →

Расчет значений параметров модели ДПТ

(на основе данных Таблица 1 )

  • Полное активное сопротивление цепи якоря при наличии добавочных полюсов.
  • Индуктивность обмотки возбуждения можно принять приближенно равной индуктивности обмотки якоря
  • Номинальная частота вращения вала (угловая скорость в номинальном режиме)
  • Номинальный момент на валу
  • Мощность, потребляемая двигателем из сети в номинальном режиме
  • Мощность, потребляемая обмоткой возбуждения в номинальном режиме
  • Мощность, потребляемая обмоткой якоря в номинальном режиме
  • Статическое значение тока якоря в номинальном режиме
  • Статическое значение ЭДС обмотки якоря в номинальном режиме
  • Постоянный коэффициент ЭДС двигателя при неизменном потоке полюса
  • Постоянный коэффициент электромагнитного момента двигателя при неизменном потоке полюса
  • Электромагнитный момент двигателя в номинальном режиме
  • Собственный статический момент сопротивления (момент трения двигателя) в номинальном режиме
  • Коэффициент вязкого скоростного трения двигателя при допущении линейности момента трения во всем скоростном диапазоне работы ДПТ
  • Значение пускового тока якоря при прямом пуске двигателя
  • Пусковой электромагнитный момент двигателя при прямом пуске
  • Электромагнитная постоянная времени двигателя
  • Электромеханическая постоянная времени двигателя
Читать еще:  В чем причина двигатель когда плавают обороты

Занесем все рассчитанные данные в Таблица 2

Сопротивление обмотки якоря (цепи якоря)

Индуктивность обмотки якоря

Сопротивление обмотки возбуждения

Индуктивность обмотки возбуждения

Коэффициент вязкого скоростного трения

Момент инерции ротора двигателя

Частота вращения ротора в номинальном режиме

Напряжение питания обмотки якоря (номинальное значение)

Ток в обмотке якоря в номинальном режиме (статическое значение)

Напряжение питания обмотки возбуждения в номинальном режиме

Момент статической нагрузки на валу двигателя

Угловая скорость в номинальном режиме

Коэффициент ЭДС двигателя при неизменном потоке полюса

Коэффициент электромагнитного момента при неизменном потоке полюса

Электромагнитный момент двигателя в номинальном режиме.

Пусковой электромагнитный момент двигателя при прямом пуске с номинальным напряжением на обмотке якоря

Электромагнитная постоянная времени двигателя

Электромеханическая постоянная времени двигателя

Построение естественной (идеальной) механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением

На Рисунок 2 изображена схема проведения виртуального эксперимента для исследования статических характеристик эл. двигателя.

Полученные результаты занесены в Таблица 3

Искусственная механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением при пониженном напряжении на обмотке якоря

Установим значение напряжения на якоре в значение:

U a =0,6 U aном =0.6*220=132В

Полученные результаты занесены в Таблица 4

Искусственная механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением при пониженном напряжении на обмотке якоря

Установим значение напряжения на якоре в значение:

U f =0,6 U aном =0.6*220=132В

Полученные результаты занесены в Таблица 5

По данным Таблица 3 , Таблица 4 , Таблица 5 построим графики механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением . График изображен на Рисунок 3.

Графики совпадают с теоретическими знаниями.

Динамические характеристики ДПТ.

Построение и исследование переходных характеристик ДПТ с независимым возбуждением.

В качестве переходных характеристик в работе рассматриваются реакции двигателя на ступенчатое воздействие заданного уровня. В этом случае используется включение ДПТ на постоянные напряжения на обмотках якоря и возбуждения. Исследуемыми реакциями являются частота вращения вала n ( t ) и электромагнитный момент M э ( t ) .

Для построения переходных характеристик используется режим численного анализа Transient Analysis .

На Рисунок 4 изображена схема для проведения виртуальных экспериментов и построения переходных и частотных характеристик ДПТ с независимым возбуждением в режиме численного анализа.

Измерения проведенные при анализе переходных процессов занесены в Таблица 6

Двигатель с параллельным возбуждением

Как устроен двигатель

Если мы посмотрим на простейшие модели для демонстрации, то сможем увидеть лишь один стержень и рамку, по которой проходит ток.


Схема двигателя постоянного тока

Якорь основная обмотка, ток на него подается с помощью коллектора и щеточного механизма. Структура статора может быть двух типов: постоянные магниты или же обмотки возбуждения. Если используются постоянные магниты, то этот двигатель по мощности будет уступать тому, в котором установлены обмотки возбуждения.

Схемы подключения электродвигателя постоянного тока

В зависимости от требуемых выходных характеристик электродвигателя постоянного тока, его подключение может быть осуществлено по одной из принципиальных схем: подключение с независимым, последовательным, параллельным или смешанным типом возбуждения. Схематическое изображение типов подключения электродвигателя постоянного тока представлено на иллюстрации, при этом каждый из типов подключения привносит свои особенности в эксплуатацию механизма.

Подключение с независимым возбуждением

При использовании такой схемы подключения обмотка возбуждения подключается напрямую к независимому источнику. При использовании такой схемы подключения общие характеристики электродвигателя станут идентичны двигателю, работающему на постоянных магнитах. Регулировка скорости вращения осуществляется с помощью сопротивления, возникающего в якорной цепи, или же при помощи реостата – регулировочного сопротивления в цепи обмотки возбуждения. При этом следует отметить, что при регулировке реостатом важно следить за величиной сопротивления в цепи обмотки: при сильном уменьшении этого значения (а также при обрыве) токи якоря резко возрастают, достигая опасных величин. При использовании для подключения схемы независимого возбуждения запрещается запуск электродвигателя на холостом ходу или при дефиците валовой нагрузки: такие действие неминуемо приведут к резкому увеличению скорости вращения и повреждению механизма.

Основные параметры электродвигателя постоянного тока

Направление ЭДС, которую навели, всегда противоположно направлению тока в проводнике. Наведенная ЭДС может последовательно изменяться, это будет зависеть главным образом от перемещения проводников в магнитном поле.

Если сложить сумму ЭДС в каждой из катушек, ты мы получим суммарную ЭДС, она является приложением к внешним выводам двигателя. Но главным параметром данной разновидности электрических двигателей является его постоянная. Ей определяется возможность двигателя преобразовывать электроэнергию в механическую.

Постоянная не будет зависеть от соединения обмоток в электродвигатели только если использоваться будет один материал проводника.

Будет интересно➡ Однофазные асинхронные двигатели на службе человечества

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под понятием «возбуждение» понимают создание в электрических машинах магнитного поля, которое необходимо, чтобы заработал двигатель. Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (питание обмотки происходит от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (источник питания обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) – шунтовые.
  • С последовательным возбуждением (обе обмотки включены последовательно) – сериесные.
  • Со смешанным возбуждением – компаундные.

Разновидности двигателей постоянного тока

Рассмотрим разновидности двигателей постоянного тока:

  1. Коллекторный с постоянным магнитом. Индуктор этого двигателя включает в себя постоянный магнит, из которого состоит магнитное поле статора.
  2. Бесколлекторный (бесщеточный). Различие лишь в отсутствии щеток для замены при износе, из-за искрения коммутатора.
  3. Серводвигатель постоянного тока. Это привод, ось которого может перемещаться в заданное положение.

Управление здесь соединено печатной платой, двигателем постоянного тока и потенциометром (датчиком). Редуктор преобразует электричество в механическое действие. В результате скорость, с которой вращается выходной вал, снижается до необходимого значения.

Способы возбуждения машин постоянного тока

Согласно третьему закону электромеханики все электрические машины обратимы. Иначе говоря, они могут работать и как генератор, и как двигатель. Этой способностью электрические машины выгодно отличаются от других преобразователей энергии. Например, от дизельных двигателей или двигателей внутреннего сгорания. Ярким примером работы электромашины в разных режимах является двигатель электровоза. При движении электровоза его двигатель забирает электроэнергию из сети, как и любой другой электродвигатель. Но при торможении он наоборот отдает электроэнергию в сеть. То есть, работает в генераторном режиме.

Электрические машины постоянного тока тоже не являются исключением из этого правила. К примеру, если по обмоткам возбуждения и якоря пропустить постоянный ток, то ротор будет вращаться. (Чем отличается ротор от якоря можно прочитать здесь .) То есть, электрическая машина постоянного тока в данном случае будет электродвигателем.

Читать еще:  Шум при работе двигателя чери амулет

Однако, если к обмотке возбуждения подключить источник постоянного тока и при этом вращать ротор, то в обмотке якоря создается переменная ЭДС. Иначе говоря, по обмотке якоря начинает протекать переменный электрический ток . Это ток снимают посредством проводников с щетками подключенными к контактным кольцам ротора. Если контактные кольца заменить полукольцами, то появляется возможность снимать выпрямленный электрический ток. То есть, в этом случае электромашина постоянного тока будет работать в режиме генератора.

Наличие магнитного поля позволяет обеспечивать работу электрических машин. Обычно магнитное поле у машин постоянного тока создается обмоткой возбуждения. Разумеется, что обмотка возбуждения питается постоянным током. От того, каким образом подключается в цепь обмотка возбуждения, по большому счету зависят основные свойства машины постоянного тока. Иначе говоря, электрические машины постоянного тока подразделяются по способу возбуждения.

1) Электрические машины постоянного тока последовательного возбуждения. То есть, это такие машины, у которых обмотка возбуждения и обмотка якоря соединяются последовательно. Двигатель постоянного тока, у которого обмотки подключены подобным образом может выдерживать перегрузки. Потому как даже при небольшом увеличении силы тока в якоре вращающий момент на валу сильно возрастает.

2) Электрические машины постоянного тока с параллельным возбуждением. Иначе говоря, в таких машинах обмотка якоря и обмотка возбуждения соединяются параллельно. У двигателей постоянного тока с подобным подключением обмоток скорость вращения мало изменяется при изменении механической нагрузки на валу.

3) Электрические машины постоянного тока со смешанным возбуждением. В таких машинах имеются две обмотки возбуждения. Одна из обмоток возбуждения подключается последовательно с обмоткой якоря. Другая обмотка возбуждения включается параллельно с обмоткой якоря. У двигателей с таким подключением обмоток существует умеренная зависимость скорости вращения от силы тока в обмотке якоря.

Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока

В этой разновидности электрических двигателей применяются специальные обмотки, которые называются «обмотками возбуждения». Они приводят в действие сам механизм двигателя.

Независимое возбуждение

При данном типе подключения обмотка накручивается напрямую к источнику питания, при этом, характеристики двигателя с таким способом возбуждения схожи с характеристиками двигателей на постоянных магнитах.

Параллельное возбуждение

Обмотка возбуждения и ротор соединены с одним и тем же источником тока параллельным способом. В этой схеме ток обмотки возбуждения ниже, чем ток Ротора. Последовательное возбуждение. Обмотка последовательно соединяется с якорем. Скорость работы двигателя зависит от его нагрузки.

Смешанное возбуждение

Данная схема предполагает использование двух обмоток возбуждения, расположенных попарно на каждом полюсе электродвигателя. Обмотки могут быть соединены двумя способами: с суммированием или с вычитанием потоков.


Какие существуют способы возбуждения двигателей постоянного тока

Способы возбуждения двигателя постоянного тока.

Под возбуждением электрических машин понимают создание в них магнитного поля, необходимого для работы электродвигателя. Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока показаны на рисунке.

Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока: а — независимое, б — параллельное, в — последовательное, г — смешанное

По способу возбуждения электрические двигатели постоянного тока делят на четыре группы:

1. С независимым возбуждением, у которых обмотка возбуждения НОВ питается от постороннего источника постоянного тока.

2. С параллельным возбуждением (шунтовые), у которых обмотка возбуждения ШОВ включается параллельно источнику питания обмотки якоря.

3. С последовательным возбуждением (сериесные), у которых обмотка возбуждения СОВ включена последовательно с якорной обмоткой.

4. Двигатели со смешаным возбуждением (компаундные), у которых имеется последовательная СОВ и параллельная ШОВ обмотки возбуждения.

Порядок установки переносных заземлений в электроустановках до 1000 В.

4,5 1, Устанавливать заземления на токоведущие части необходимо непосредственно после проверки отсутствия напряжения.

4.5.2. Переносные заземления сначала нужно присоединить к заземляющему устройству,а затем, после проверки отсутствия напряжения, установить на токоведущие части.Снимать переносное заземление необходимо в обратной последовательности:сначала снять его с токоведущих частей, а затем от заземляющего устройства.

4.5.3. Установка и снятие переносных заземлений должны выполняться в диэлектрических перчатках с применением в электроустановках выше 1000 В изолирующей штанги. Закреплять зажимы переносных заземлений следует этой же штангой или непосредственно руками в диэлектрических перчатках.

4.5.4. Запрещается пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными для этой Дели, а также присоединять заземления посредством скрутки.

БИЛЕТ № 18

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи – эмпирический (полученный из эксперимента) закон, который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи.

При проведении реальных исследований электрических характеристик цепей с постоянным током необходимо учитывать сопротивление самого источника тока. Таким образом в физике осуществляется переход от идеального источника тока к реальному источнику тока, у которого есть свое сопротивление (см. рис. 1).

Рис. 1. Изображение идеального и реального источников тока

Рассмотрение источника тока с собственным сопротивлением обязывает использовать закон Ома для полной цепи.

Сформулируем закона Ома для полной цепи так (см. рис. 2): сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, где под полным сопротивлением понимается сумма внешних и внутренних сопротивлений.

Рис. 2. Схема закона Ома для полной цепи.

Осуществление переключения и контроля двигателей

Данная разновидность двигателей имеет два режима: они могут быть включёнными, либо отключёнными. Такое переключение делается переключателями, реле, транзисторами или же МОП-транзисторами.

В схеме управления используется биполярный транзистор, он играет ключевую роль в переключении режимов.

Контроль скорости двигателя

Потому как скорость данной разновидности двигателей является пропорциональной напряжению на клеммах, можно использовать транзистор для регулирования напряжения на них. Эти два транзистора подключены как пара для управления током главного ротора.

Будет интересно➡ Что такое асинхронный двигатель и принцип его действия

Регулировка скорости импульса

Скорость вращения данной разновидности электрических двигателей является пропорциональной среднему давлению на второй клемме.

Изменение направления движения двигателя постоянного тока

Есть много преимуществ в управлении скоростью данной разновидности электрических двигателей, но есть один большой недостаток: направление вращения всегда одно и то же. Во многих случаях машина действует по простому принципу, чтобы двигаться вперед и назад. H-мостовая схема двигателя.

Базовая конфигурация четырех переключателей, будь то электромеханические реле или транзисторы, аналогична букве Н с двигателем, расположенным на шине посередине.

Какие существуют схемы подключения электродвигателей постоянного тока

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Зато они всегда устанавливаются в детских игрушках, которые летают, ездят, шагают и т.д. Всегда они стоят в автомобилях: в различных приводах и вентиляторах. В электротранспорте чаще всего используют тоже их.

Другими словами, применяются двигатели постоянного тока там, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости и точность ее поддержания.

Особенности эксплуатации

Двигатель оснащен механизмами защиты от перегрузки. Предохранение необходимо сделать с задержкой по времени. Защита должна действовать в отрыве, или сигнально, или вентиляционно, если возможен такой вариант.


Схема Н-моста


Подробная таблица истинности Н-моста электродвигателя

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector