Avtoargon.ru

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

Как измерить сопротивление обмоток двигателя постоянного тока

Как измерить сопротивление обмоток двигателя постоянного тока

Электродвижущая сила (ЭДС) и электромагнитный момент машины постоянного тока

2014-04-15 4808 ЭДС машины постоянного тока
наводится в обмотке якоря основным магнитным потоком Ф = [Ср×2р]/[π×D×lя] (магнитный поток одного полюса). Она прямо пропорциональна магнитной индукции на полюсном делении

Вср = [Ф×2р]/[π×D×lя], числу проводников одной параллельной ветви якоря Nп=N/2а (N — общее число проводников в обмотке, 2а – число параллельных ветвей), длине якоря lя (активная длина одного проводника якоря) и скорости движения проводников якоря v=[π·D·n]/60 (D – диаметр якоря, n – частота вращения):

Е =[Вср×N]/[××v],или Е=.

Если щётки расположены на геометрических нейтралях, то:

Е = се×n×Ф,

где се = [р×N]/[60×а] – постоянная для данной машины величина, обусловленная её конструкцией и размерами.

Отсюда следует, что ЭДС машины постоянного тока пропорциональна числу оборотов якоря n, основному магнитному потоку Ф и постоянной машины се.

Электромагнитный момент машины постоянного тока

М образуется при прохождении электрического тока по пазовым обмоткам якоря и зависит от основного магнитного потока Ф тока якоря Iя и постоянной для данной машины см = р×N/2а, обусловленной её конструкцией и размерами:

М = см×Ф×Iя.

Электромагнитный момент машины постоянного тока является тормозящим в генераторах и вращающим в двигателях.

Какие электродвигатели можно проверить мультиметром

Если двигатель не имеет очевидных внешних повреждений, то есть вероятность того, что произошел внутренний обрыв цепи или произошло короткое замыкание. Но не все электродвигатели можно просто проверить на эти дефекты мультиметром.

Например, может возникнуть сложности в диагностике электродвигателей постоянного тока, так как их обмотка имеет практически нулевое сопротивление и его можно проверить только косвенным методом по специальной схеме: одновременно снимают показания с амперметра и вольтметра с вычислением результирующего значения сопротивления по закону Ома.

Таким образом проверяют все сопротивления обмоток якоря и замеряют значения между пластинами коллектора. Если сопротивления обмоток якоря различаются, то имеется неполадки, так как в исправной машине эти значения одинаковые. Разность в значениях сопротивления между соседними пластинами коллектора должна быть не больше 10%, тогда двигатель будет считаться исправным (но если в конструкции предусмотрена уравнительная обмотка, то это значение может достигать до 30%).

Электрические машины переменного тока разделяют на:

  • синхронные: имеющие обмотки статора, расположенные под одинаковым углом смещения между собой, что позволяет двигаться с частотой, синхронной скорости вращения приложенной силы;
  • асинхронные с короткозамкнутым ротором (одно- или трехфазные);
  • асинхронные с фазным ротором, имеющие трехфазную обмотку;
  • коллекторные.

Все эти типы двигателей доступны для диагностики с помощью измерительных приборов, в том числе с помощью мультиметров. В целом, двигатели переменного тока достаточно надежные машины и неисправности в них возникают достаточно редко, но все же такое случается.

Электродвижущая сила и электромагнитный момент машины постоянного тока

Формула ЭДС машины. При вращении обмотки якоря в магнитном поле полюсов в проводниках обмотки, как указывалось, наводится ЭДС:

Среднее значение этой ЭДС за половину периода

где – среднее значение магнитной индукции в воздушном зазоре, определяемое по кривой (рис. 1.7); – магнитный поток одного полюса; и определены ранее. ЭДС машины, как было показано, равна ЭДС одной параллельной ветви, поэтому, если обмотка якоря имеет N проводников, ее ЭДС

где – число параллельных ветвей.

Учитывая, что

где – диаметр якоря; – частота вращения якоря, об/мин; – число полюсов, получаем:

Таким образом, ЭДС обмотки якоря пропорциональна частоте вращения якоря и магнитному потоку главных полюсов машины.

Постоянная для данной машины величина называется конструктивным коэффициентом ЭДС.

Формула электромагнитного момента машины. При протекании тока по обмотке якоря сила взаимодействия тока в проводнике с магнитным полем определяется по закону Ампера выражением

Основные параметры электродвигателя постоянного тока

  • Постоянная момента
  • Постоянная ЭДС
  • Постоянная электродвигателя
  • Жесткость механической характеристики

Постоянная момента

  • где M — момент электродвигателя, Нм,
  • – постоянная момента, Н∙м/А,
  • I — сила тока, А

Постоянная ЭДС

Направление ЭДС определяется по правилу правой руки. Направление наводимой ЭДС противоположно направлению протекающего в проводнике тока.

Наведенная ЭДС последовательно изменяется по направлению из-за перемещения проводников в магнитном поле. Суммарная ЭДС, равная сумме ЭДС в каждой катушке, прикладывается к внешним выводам двигателя. Это и есть противо-ЭДС. Направление противо-ЭДС противоположно приложенному к двигателю напряжению. Значение противо-ЭДС пропорционально частоте вращения и определяется из следующего выражения: [1]

  • где — электродвижущая сила, В,
  • – постоянная ЭДС, В∙с/рад,
  • — угловая частота, рад/с
Читать еще:  Что такое принцип действия двигателя постоянного тока

Постоянные момента и ЭДС в точности равны между собой KT = KE. Постоянные KT и KE равны друг другу, если они определены в единой системе едениц.

Постоянная электродвигателя

Одним из основных параметров электродвигателя постоянного тока является постоянная электродвигателя Kм. Постоянная электродвигателя определяет способность электродвигателя преобразовывать электрическую энергию в механическую.

  • где — постоянная электродвигателя, Нм/√ Вт ,
  • R — сопротивление обмоток, Ом,
  • – максимальный момент, Нм,
  • — мощность потребляемая при максимальном моменте, Вт

Постоянная электродвигателя не зависит от соединения обмоток, при условии, что используется один и тот же материал проводника. Например, обмотка двигателя с 6 ветками и 2 параллельными проводами вместо 12 одиночных проводов удвоят постоянную ЭДС, при этом постоянная электродвигателя останется не изменой.

Жесткость механической характеристики двигателя

  • где — жесткость механической характеристики электродвигателя постоянного тока

Напряжение электродвигателя

Уравнение баланса напряжений на зажимах двигателя постоянного тока имеет вид (в случае коллекторного двигателя не учитывается падение напряжения в щеточно-коллекторном узле):

  • где U — напряжение, В.

Уравнение напряжения выраженное через момент двигателя будет выглядеть следующим образом:

Соотношение между моментом и частотой вращения при двух различных напряжениях питания двигателя постоянного тока неизменно. При увеличении частоты вращения момент линейно уменьшается. Наклон этой функции KTKE/R постоянный и не зависит от значения напряжения питания и частоты вращения двигателя.

Благодаря таким характеристикам упрощается управление частотой вращения и углом поворота двигателей постоянного тока. Это характерно для коллекторных и вентильных двигателей постоянного тока, что нельзя сказать о двигателях переменного тока и шаговых двигателях [1].

Мощность электродвигателя постоянного тока

Упрощенная модель электродвигателя выглядит следующим образом:

  • где I – сила тока, А
  • U — напряжение, В,
  • M — момент электродвигателя, Н∙м
  • R — сопротивление токопроводящих элементов, Ом,
  • L — индуктивность, Гн,
  • Pэл — электрическая мощность (подведенная), Вт
  • Pмех — механическая мощность (полезная), Вт
  • Pтеп — тепловые потери, Вт
  • Pинд — мощность затрачиваемая на заряд катушки индуктивности, Вт
  • Pтр — потери на трение, Вт

Электромагнитный момент машины постоянного тока.

Момент возникает всегда, если в обмотке протекает ток, а она сама находится в магнитном поле. Однако роль электромагнитного момента в генераторе и двигателе различна. В двигателе момент является вращательным, а в генераторе тормозным, т. е противодействующим вращению якоря. Поэтому часто говорят, что генератор работает в режиме тормозящего момента, а двигатель в режиме противо – ЭДС.

Реакция якоря машины постоянного тока.

Воздействие намагничивающей силы якоря на основное поле называется реакцией якоря.

В машине результирующее поле одно, оно определяется совместным действием главного поля (создаваемого катушками возбуждения) и поля от реакции якоря.

Реакция якоря проявляется при работе машины под нагрузкой. Проявление реакции зависит от режима работы (двигатель или генератор):

1) От положения щёток относительно геометрической нейтрали

2) От насыщения магнитной цепи

Реакция якоря искажает основное поле машины. Реакция якоря может уменьшить основное поле машины, если магнитопровод насыщен.

Радикальным средством уменьшения реакции якоря является установка компенсационной обмотки, которая размещается в пазах башмаков главных полюсов и включается последовательно с обмоткой якоря. Но так, чтобы её намагничивающая сила была направлена противоположно намагничивающей силе якоря. Тогда результирующая кривая будет похожа на кривую при холостом ходе.

Компенсационная обмотка является радикальным средством, уничтожающим искажающее действие реакции якоря.

Другим, менее радикальным средством ослабления реакции якоря является увеличение зазора под краями главных полюсов.

Коммутация машин постоянного тока.

Коммутация – совокупность процессов, связанных с изменением тока в секции якоря при переходе её из одной параллельной ветви в другую. Процесс этот происходит под щёткой. Сопровождается этот процесс искрением. Искрение классифицируется ГОСТом.

Расчёт коммутации – переключение.

Для искрения ГОСТ 183-74.

  1. Механические
  2. Электромагнитного характера
  3. Потенциального характера

еср – среднее межламельное напряжение.

Дата добавления: 2019-09-08 ; ; Мы поможем в написании вашей работы!

Принцип работы

Двигатели постоянного тока

На статоре находится индукторная обмотка (обмотка возбуждения), на которую подаётся постоянный ток — в результате создаётся постоянное магнитное поле (поле возбуждения). В двигателях с постоянными магнитами поле возбуждения создаётся постоянными магнитами.

В обмотку ротора (якорная обмотка) также подаётся постоянный ток, на который со стороны магнитного поля статора действует сила Ампера — создаётся вращающий момент, который поворачивает ротор на 90 электрических градусов, после чего щёточно-коллекторный узел коммутирует обмотки ротора – вращение продолжается.

Читать еще:  Гремит в двигателе на холостых оборотах

По способу возбуждения двигатели постоянного тока делятся на четыре группы:

  • С независимым возбуждением — обмотка возбуждения питается от независимого источника
  • С параллельным возбуждением — обмотка возбуждения включается параллельно источнику питания обмотки якоря
  • С последовательным возбуждением — обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря
  • Со смешанным возбуждением — у двигателя есть две обмотки: параллельная и последовательная.

Пуск двигателя постоянного тока

При прямом пуске ток якоря может на порядок превышать номинальный, поэтому при пуске в цепь якоря вводится пусковое сопротивление пусковой реостат. Для плавного пуска реостат делают ступенчатым — в первый момент включаются все ступени (максимальное сопротивление), по мере разгона двигателя растёт противо-ЭДС, ток якоря уменьшается — ступени выключаются одна за другой.

Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока

  • Скорость ниже номинальной регулируется напряжением на якоре (мощность при этом пропорциональна скорости, момент неизменен)
  • Скорость выше номинальной регулируется током обмотки возбуждения — чем слабее поле возбуждения, тем выше скорость (момент падает при постоянной мощности)

Регулирование питания якоря и обмотки возбуждения осуществляется с помощью тиристорных преобразователей (приводов постоянного тока).

46. Вращающий момент двигателя постоянного тока

Вращающий момент двигателя постоянного тока создается взаимодействием магнитного потока индуктора Ф с током якоряIя. При числе параллельных ветвей обмотки якоря 2а сила тока в каждой из них будет равна По формуле вращающий момент, создаваемый каждым стержнем обмотки

где D – диаметр якоря и l – активная длина стержня в м. Полный электромагнитный вращающий момент двигателя в ньютонометрах получим, помножив т на число стержней, в обмотке N:

Обозначив полюсное деление через τ, можем написать:

где постоянный коэффициент

Вращающий момент двигателя постоянного тока пропорционален произведению магнитного потока индуктора на ток якоря.

Механическая мощность на валу двигателя, согласно равенству , выразится формулой

47 Основной характеристикой для оценки электромеханических свойств электродвигателя является механическая характеристика, представляющая собой зависимость n=f(М) или = f(М). Иногда используется так называемая скоростная характеристика, представляющая собой зависимость n=f(I). или= f(I).

Рис. 2. Механические характеристики двигателя постоянного тока при различных сопротивлениях цепи якоря (а) и напряжениях (б)

Изменяя сопротивление реостата в цепи якоря можно получить при номинальной нагрузке различные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — ω1, ω2, ω3

48 Пуск двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока пускаются в ход с помощью пускового реостата, ограничивающего пусковой ток. Из уравнения электрического равновесия

Так как в момент пуска n = 0, то E = с Ф n = 0 и, следовательно

Сопротивление якоря Rя очень мало (десятые, а то и сотые доли ома) и потому пусковой ток якоря Iяn получается очень большим, во много раз превышающим номинальный. Чтобы ограничить пусковой ток, на время пуска последовательно с якорем включается пусковой реостат Rn.

Величина сопротивления Rn выбирается по допустимому пусковому току якоря, обычно

По мере разгона двигателя пусковой реостат ступень за ступенью выводится. Металлические проволочные пусковые реостаты входят в комплект поставки двигателя. При пуске двигателя параллельная обмотка возбуждения включается на полное напряжение, то есть регулировочный реостат Rpeг в цепи параллельной обмотки выводится полностью, пуск осуществляется при максимальном потоке Ф, что увеличивает пусковой момент и облегчает запуск. Реверсирование — изменение направления вращения двигателя — производится путем изменения направления действия вращающего момента. Для этого требуется изменить направление магнитного потока двигателя постоянного тока, т. е. переключить обмотку возбуждения или якорь, при этом в якоре будет протекать ток другого направления. При переключении и цепи возбуждения, и якоря направление вращения останется прежним.

Расчетные формулы параметров машин постоянного тока

В таблице 1 представлены расчетные формулы для определения основных параметров машин постоянного тока.

В данной таблице собраны все формулы, которые касаются расчета параметров машин постоянного тока.

Таблица 1 — Расчетные формулы для определения основных параметров машин постоянного тока

1. Справочная книга электрика. В.И. Григорьева, 2004 г.

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «PayPal» .

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Читать еще:  Stels atv 500 gt какой двигатель

Рассмотрим пример выбора выключателя в сети 6(10) кВ. В нашем случае, нужно выбрать элегазовый.

В наше время все большей популярностью пользуются автоматические выключатели (АВ) как иностранных так.

В данном примере требуется выбрать сечение проводов (по нагреву, по току и по потере напряжения) для.

Разобравшись в предыдущей статье с принципом действия и конструкцией УЗО. Теперь перейдем.

В данном примере нужно будет определить реактивную мощность трансформатора при холостом ходе и при.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Что такое номинальный момент двигателя постоянного тока

Электродвигатели ОМЕС МОТОРС, модификации и комплектующие

Замена двигателей постоянного тока на переменный

Несмотря на повсеместное распространение моторов переменного тока, двигатели на постоянном токе все еще пользуются популярностью. В немалой степени эта популярность – заслуга наличия современных преобразователей (тиристоров), которые дают возможность менять напряжение на обмотках или якоре и тем самым осуществлять регулировку вращения.

Однако у моторов постоянного тока присутствуют и весомые недостатки. Так, подобный двигатель имеет достаточно сложную конструкцию – следовательно, высока и его цена. Второй существенный минус – наличие щеточно-коллекторного узла. И, наконец, обслуживание этих довольно громоздких устройств также представляет собой непростую задачу.

В связи с наличием указанных выше недостатков, двигатели постоянного тока все-таки уступают моторам, работающим на переменном токе. Они более дешевы, а их обслуживание требуется реже и занимает не так много времени.

Приобретая асинхронный мотор на замену двигателю постоянного тока, важно иметь в виду различие в характеристиках этих систем. А это означает, что для правильного выбора требуется учитывать ключевые параметры двигателя. Какие – перечислим далее в этой статье.

Номинальная скорость вращения

Выбирая асинхронный электродвигатель, необходимо отдавать предпочтение тому мотору, который имеет равный или больший диапазон смены частот вращения по сравнению с используемым мотором постоянного тока.

Момент

Ключевая характеристика для выбора – момент (номинальный, максимальный и пусковой). Подбирая мотор на замену, важно выбрать тот, у которого момент больше аналогичного показателя мотора постоянного тока. В крайнем случае, момент должен быть равным. Это относится ко всем трем типам перечисленных моментов.

На иллюстрации ниже приведены характеристики двух видов моторов: постоянного тока и асинхронного. Обратите внимание на то, что при малой скорости у асинхронного мотора момент значительно ниже номинального. У двигателя постоянного тока такой закономерности не прослеживается.

Рис.1 Механическая характеристика асинхронного двигателя

Рис.2 Механическая характеристика двигателя постоянного тока

Рабочий режим

Во время работы мотор имеет свойство нагреваться. До какой температуры он нагреется, зависит от продолжительности работы и от периодичности остановок. Кроме того, значение также имеет, полная ли дана нагрузка или нет, как часто мотор запускается и т.д.

Принято выделять рабочие режимы следующих типов:

  1. S1 – продолжительный. При таком режиме мотор работает с постоянной нагрузкой до тех пор, пока его температура не поднимется до неизменной величины. Мощность при таком режиме определяется в зависимости от того, какую мощность потребляет вся система.
  2. S2 – кратковременный. В этом режиме двигатель не успевает нагреться до неизменной температуры, а при остановке мотор охлаждается, и его температура сравнивается с температурой окружающей среды. Для работы в данном режиме выпускаются специальные моторы, имеющие различный период работы – от 15 до 90 минут. Для каждого временного отрезка предусмотрена конкретная мощность.
  3. S3 – так называемый повторно-кратковременный рабочий режим. Он означает, что двигатель отключается на незначительное время и не успевает ни нагреться до стабильной температуры, ни полностью остыть. Мощность мотора, работающего в таком режиме, вычисляется по методике эквивалентных величин, при этом в расчет берутся потери и паузы.
  4. Режимы S4 и S5 – аналогичные предыдущему.
  5. S6 – перемежающийся рабочий режим. Мотор в таком режиме выполняет одинаковые последовательные циклы, сменяющие друг друга: холостой ход и постоянная нагрузка. Продолжительность типового цикла – 10 минут.

Защита и требования к условиям эксплуатации

Согласно ГОСТ 17498-87, каждый асинхронный электродвигатель обязан иметь ту или иную степень защиты. Защита обозначается символами IP, за которыми следуют две цифры. Эти цифры указывают на те условия, в которых данный конкретный мотор может эксплуатироваться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector