Принцип обратимости машин постоянного тока Любая электрическая машина может быть использована как в режиме генератора так и в режиме двигателя. Г Д n В двигателе сохраним прежнюю полярность главных полюсов и напряжение тока в обмотке якоря. На проводники обмотки якоря с током находящиеся в магнитном поле главных полюсов будут действовать силы определенные по правилу левой руки. Под действием Мвр якорь начинает вращаться. При вращении якоря в активных проводниках обмотки якоря будет наводиться Е, направление которой определяется по правилу правой руки.
Как видно из представленного рисунка для двигателя ЭДС направлено против направления тока и носит название противо-ЭДС. Направление ЭДС указанно рядом с проводником. ЭДС наводится в проводнике обмотки якоря. Выводы : 1. В генераторе генераторный момент действует против вращения якоря и носит название тормозной момент. 2. В обмотке якоря генератора ЭДС и ток якоря сонаправлены. В двигателе ЭДС в обмотке якоря направлено против направления тока и называется противо. ЭДС.
Двигатели постоянного тока Энергетическая диаграмма двигателя P 1 Р 1 – электрическая мощность подводимая к двигателю Р 2 – полезная мощность на валу двигателя ΔPв=Uв Iв P 1=Pэм+ΔPв Pэм ΔPм=Ia 2 Ra ΔPст+ΔPmax P 2 U (Ia+Iв)=Ea Ia + Ia 2 Ra + U Iв U = E a + Ia R a
Электромагнитный момент двигателя - это совокупность M = M 0 + M 2 где М 0 – момент холостого хода, величина которого определяется величиной трений различного рода и уровнем потерь в стали. М 2 – полезный момент валу двигателя. Формула скорости вращения якоря в двигателе U = E a + Ia R a Ea = E 0 - ΔE Ea = E 0 = Ce n. Ф В представленной формуле видно, что скорость вращения якоря зависит прямопропорционально от напряжения, подводимого к двигателю и обратнопропорционально от величины результирующего тока. Следует также отметить, что с увеличением механической нагрузки на валу величина тока якоря возрастает, а скорость вращения якоря уменьшается в нормально выполненных двигателях.
Реостатный способ пуска в ход двигателя постоянного тока На примере двигателя параллельного возбуждения: В отличие от генератора параллельного возбуждения, где обмотки включаются на щетки в двигатели обмотку следует включать на источник питания. Если мы в двигателе соберем схему генераторную, то такой двигатель или пойдет в разнос (скорость вращения возрастает до бесконечности, до момента, когда все заклинивается); или изоляция обмотки якоря сгорает при протекании токов значительно превышающих номинальные. Овш - В 1 момент пуска, когда n = 0, - При протекании тока в обмотке якоря и наличие основного магнитного потока якорь начинает вращаться, появляется противо-ЭДС. n ≠ 0; E = Ce n. Ф; Ток якоря начинает уменьшаться и чтобы поддержать ток на прежнем уровне сопротивление пускового реостата выводим секционно.
- когда якорь достигает номинальных оборотов n = nн; Rп = 0; Таким образом пусковой реостат служит только на период пуска для ограничения пускового тока. P 2↑ ; n↓ ; Ia↑ ; P 1↑ Mсопр = M = Cm. Ia. Ф В 1 -ый момент пуска движок регулировочного реостата должен быть установлен в таком режиме, что Rрег = 0 ; Iв = max ; Ф = max ; Mc < M = Cm. Ia. Ф В дальнейшем движок регулировочного реостата устанавливается при номинальной скорости вращения якоря В точке 2 выводим секцию пускового реостата. После завершения пуска когда Rп=0 величина тока якоря определяется величиной механическая нагрузки на валу.
Характеристики двигателей постоянного тока -U Рассмотрим характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения. Овш 1. Скоростная характеристика при U = const, Iв = const; n =ƒ(Ia) 1) В реальной работе двигателя ток якоря нулю равным быть не может. В дальнейшем при увеличении механической нагрузки на валу, ток якоря возрастает, падение напряжения в цепи обмотки якоря увеличивается, скорость вращения якоря падает.
2) μ = const, ΔE = 0 Т. к. Ia. Ra даже в номинальном режиме составляет не более 5% от величины приложенного напряжения, то скорость вращения якоря уменьшается незначительно, т. е. скоростная характеристика на этом участке жесткая. 3) μ = var, ΔE ≠ 0 В представленной формуле скорости уменьшение результирующего магнитного потока оказывает большее влияние, чем падание напряжения в якоре и скорость вращения якоря увеличивается.
2. Моментная характеристика M = M 0 + M 2 M = Cm. Ia. Ф 1) Холостой ход. M = M 0 = Cm. Iaхх. Ф 2) Когда μ = const, ΔЕ = 0, электромагнитный момент с увеличением механической нагрузки на валу возрастает. ↑M = Cm↑Ia. Ф = const Если бы магнитная цепь двигателя не насыщалась во всем диапазоне изменения тока нагрузки, то магнитная характеристика имела линейный характер. Т. к. при насыщении магнитной цепи результирующий магнитный поток (насыщается зубчатая зона сердечника якоря под набегающими краем главных полюсов) уменьшается по величине, то моментная характеристика отклоняется от прямой вниз.
Характеристики двигателя последовательного возбуждения Как видно из представленной электрической схемы ток якоря равен току возбуждения, тогда: Данная зависимость представляет собой гиперболу, асимптотами которой являются оси координат.
1. Скоростная характеристика n =ƒ(Ia) U = const Если считать, что магнитная цепь машины не насыщается, то скоростная характеристика будет иметь вид гиперболы. В реальных условиях имеет место насыщение магнитной цепи поэтому скоростная характеристика при μ=var отклоняется от гиперболы несколько вверх. При анализе полученной скоростной характеристики следует отметить, 1. - Скоростная характеристика мягкая, что особенно необходимо, если такие движения применяются в подвижном составе. 2. - В режиме холостого хода данного двигателя или в режимах близких к холостому ходу имеет место значительное возрастание скорости вращения якоря, т. е. такой двигатель в указанных режимах идет в разнос.
2. Моментная характеристика. M = Cm. Ia. Ф Ф = k Ia M = C m k Ia 2 M ~ Ia 2 При Ia=0 (теоретический холостой ход) электромагнитный момент равен 0, т. е. характеристика выходит из начала координат. Далее с учетом полученной зависимости, если не учитывать размагничивающее влияние реакции якоря, то магнитная характеристика будет иметь вид параболы. Если учитывать μ=var, то характеристика будет отклоняться. M = M 0 + M 2 M 0 = const Зависимость М 2 = f (Ia) будет располагаться ниже характеристики M = f ( Ia) на величину момента холостого хода (M 0).
Скачать презентацию Принцип обратимости машин постоянного тока Любая электрическая машина
Машины постоянного тока 3.ppt