ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
нением (7), представляет собой прямую ли нию, то при разных значениях сопротивления якорной цепи R получается семейство прямых, характеризующих механические свойства дан ного электродвигателя.
На рисунке 3 представлено указанное се мейство характеристик n = f(M) при разных R. Чем больше внешнее сопротивление, введен ное в цепь якоря двигателя, тем круче идет характеристика. Характеристика без внешнего добавочного сопротивления (пусковые или ре гулировочные реостаты) в цепи якоря назы вается основной, или естественной, а осталь ные— реостатными, или искусственными.
Как видно из уравнения (6), при М = 0 все
характеристики |
проходят через одну точку, |
лежащую на осп |
ординат. Скорость в этой точ |
ке имеет вполне |
определенное значение, не |
зависящее от величины сопротивления якор ной цепи. Эта скорость при моменте, равном нулю, носит название скорости идеального холостого хода (п0) .
Скорость идеального холостого хода полу чается при отсутствии тока в якорной цепи, т. е. когда э.д.с. якоря, направленная навстре чу приложенному напряжению, равна послед нему по абсолютному значению. Величина этой скорости определяется напряжением сети и магнитным потоком двигателя, что вытекает
из уравнений (3 |
и 6). Действительно, |
нри |
М = 0 получается |
выражение для скорости |
|
идеального холостого хода: |
|
|
|
СеФ |
(8) |
10
Второй член уравнения (б) характеризует со бой перепад скорости:
= |
' <9> |
Таким образом, уравнение для скорости мо жет быть записано так:
п = По—Ап. |
(10) |
Двигатель параллельного возбуждения принадлежит к числу двигателей с жесткой характеристикой, у которых число оборотов при увеличении нагрузки меняется незначи тельно. Степень жесткости механической ха рактеристики характеризуется отношением:
<- _ п0 —п
п0
где по— число оборотов при холостом ходе; п — число оборотов при нагрузке.
Перегрузочная способность двигателя оп ределяется отношением
1 Мтах К- ~ Ѣ Г '
гдеЖв„ — максимальный момент, развивае мый двигателем;
Мн — номинальный момент двигателя.
У двигателя параллельного возбуждения величина К равна 2—2,5. Перегрузка больше чем 2—2,5 раза вызывает ухудшение условий коммутации, сопровождающейся сильным иск рением на коллекторе. Величина ее ограничи вает предел механической прочности двигате ля. Максимальное значение пускового момен-
11
Рис. I. Механические характеристики электрических
двигателей.
----------------------- •
Рис. 2. Схема включения двигателя постоянного тока
параллельного возбуждения.
--------------------- •
Рис. 3. Естественная характеристика и семейство рео
статных механических характеристик двигателя парал лельного возбуждения.
----------------------- •
Рис. 4. Схема включения двигателя постоянного тока
последовательного возбуждения.
Рис. 5. Механические характеристики серпесіюго
двигателя.
--------------------- •
Рис. 6. Схемы включения двигателеіі постоянного тока с параллельным (а) и последовательным (б) возбужде
нием.
12
та получается при выведенном реостате в цегіп возбуждения, поэтому при пуске двигателя рукоятку этого реостата устанавливают таким образом, чтобы обмотка возбуждения оказа лась под полным напряжением сети. Это соот ветствует максимальному току в цепи обмотки возбуждения и максимальному значению маг нитного потока, а следовательно, и максималь ному значению пускового момента.
Механические характеристики электро двигателя постоянного тока последо вательного возбуждения
Двигатель постоянного тока последователь ного возбуждения состоит из якоря и обмотки возбуждения, включенной последовательно с якорем (рис. 4). Уравнение скорости враще ния, так же как и в случае двигателя парал лельного возбуждения, имеет вид:
|
U |
I„R |
|
п = СеФ |
(JeФ5 (3 ) |
где R — суммарное сопротивление |
якорной |
|
цепи, состоящее |
из сопротивления |
|
обмотки якоря, |
обмотки |
возбужде |
ния и внешнего сопротивления рео стата.
Так как Ія —Ів и магнитный поток пропорцио
нален токѵ возбуждения |
а/„ |
(11) |
ф = я/ я = |
||
то, подставляя уравнение (11) в |
уравнение |
|
(4), получим |
|
|
AI == І'и или A l —о.КІ~я, |
(12) |
t4
т. е. вращающий момент двигателя последова
тельного возбуждения пропорционален квад рату тока якоря.
Подставив в равенство для скорости двига теля (3) значение из последнего уравнения (12), получим искомое выражение для меха нической характеристики:
п -
постоянные величины.
Отсюда следует, что уравнение механиче ской характеристики двигателя выражается уравнением кривой (рис. 5), из которого вид но, что с уменьшением нагрузки резко увели чивается скорость двигателя, и наоборот.
Пользуясь различными значениями сопро тивления пускового или пускорегулировочного реостата, получим ряд зависимостей n=f ( M) , представляющих механические характеристи ки электродвигателя с последовательным воз буждением.
Как и в двигателе с параллельным возбуж дением, механическая характеристика при отсутствии внешнего сопротивления называет ся естественной, а остальные — искусственны ми. Из естественной характеристики видно, что двигатель последовательного возбужде ния, снижая свои обороты, способен прини мать большие перегрузки. Это весьма ценное свойство двигателей с последовательным воз-
15
Суждением позволяет использовать их в каче стве тяговых двигателей в подъемно-транс портных устройствах.
Из уравнения (3)— рисунок 5 — видно, что этот двигатель при холостом ходе и при малых нагрузках, когда ток в якоре, а следовательно, и магнитный поток невелики, идет вразнос, т. е. число его оборотов увеличивается до не допустимых пределов. Поэтому двигатель по следовательного возбуждения рекомендуется включать только под нагрузкой не менее 25% от номинальной. По этой же причине не реко мендуется соединять двигатель с рабочей ма шиной ременной передачей, так как ремень может соскочить во время работы н двигатель пойдет вразнос.
Из механических характеристик видно, что с изменением нагрузки двигатель может ме нять число оборотов в больших пределах. Та кая характеристика, как было сказано выше, -называется мягкой.
Для ограничения пускового тока включают пусковой реостат. Сопротивление реостата вы бирается таким образом, чтобы пусковой мо мент равнялся (2-т-2,5) Мн.
Регулирование скорости |
электродвигателей |
|||
|
|
|
постоянного тока |
|
т t |
и |
— |
МЯя + я ѵ) |
|
Из равенства /г= ^ |
|
—■ |
л> видно; |
|
что регулирование скорости можно |
добиться |
|||
следующими тремя способами: |
|
16
1.Изменением напряжения U, подводимого
кклеммам двигателя.
2.Изменением сопротивления Rx в цепи якоря.
3.Изменением величины магнитного пото
ка Ф.
Первый способ регулирования скорости двигателей дает возможность получить любую скорость двигателя от нуля до предельно до пустимой.
Недостатком этого способа является необ ходимость иметь специальный генератор по стоянного тока с широкой регулировкой на пряжения для питания рабочего двигателя, что сильно удорожает и усложняет установку.
Сущность, второго способа заключается в том, что если в цепь якоря любого из указан ных электродвигателей ввести сопротивление Rx, жесткость характеристики уменьшится. Тем самым можно регулировать скорость вра щения якоря двигателя в сторону умень шения.
На рисунках 3 и 5 представлены семейства механических характеристик двигателя парал лельного и последовательного возбуждений, построенных для нескольких значений регули ровочного сопротивления Rx в цепи якоря. Верхняя характеристика показывает, как из меняется скорость двигателя в зависимости от нагрузки при Rx—0, и нижняя —при Rx= R max, остальные при некоторых значениях промежу точных Rx.
Так как в регулировочных сопротивлениях Rx теряется значительная мощность, то дан ный способ регулирования скорости применя-
2—1 1 1 4 ___________ и ------ ----------------
ГО С .П У 6 И И М Н А Я
МАУЧИО-Т1іХ...с.ЕСН_*Я
ют лишь тогда, когда ее понижение произво дится кратковременно или более совершенные способы регулирования экономически нецеле сообразны.
Третий способ регулирования скорости осу ществляется ослаблением магнитного потока. Для этого последовательно или параллельно с обмоткой возбуждения включается сопро тивление гв (рис. 6). Первая схема приме няется для двигателей параллельного возбуж дения, вторая для последовательного возбуж дения. При ослаблении магнитного потока, как следует из уравнений (3) и (6), получают ско рости выше идеального холостого хода. Мак симальное значение скорости ограничивается величиной статического момента, конструктив ными данными машин, условиями их нагрева и коммутации. Для машин нормального испол нения серии ПН допускается повышение ско рости вращения на 25—100% от номинальной, а у двигателей с последовательным возбужде нием при номинальной нагрузке допускается повышение скорости вращения только на 50%, что объясняется значительным остаточным на
магничиванием |
этих машин. |
У двигателей |
с параллельным |
возбуждением |
специальной |
конструкции можно повысить скорости в 3—- 5 раз выше номинальной.
Этот способ регулирования является более экономичным по сравнению с предыдущими, он обусловливает меньшую потерю мощности, плавность регулирования и почти неизменную жесткость механических характеристик двига теля.
18
Реверсйрование электродвигателей постоянного тока
Изменение направления вращения (ревер сирование) двигателей постоянного тока мо жет быть достигнуто изменением направления тока или только в обмотке якоря, или только в обмотке возбуждения. Обычно меняется на правление тока в якоре. На приведенной схе ме (рис. 7) реверсирование осуществляется переключением концов обмотки якоря. Тогда изменяется направление действия вращающе го момента, в результате чего получается ре верс.
Торможение электродвигателей постоянного тока
Возможность быстрой и плавной остановки электродвигателей имеет немаловажное зна чение в деле повышения производительности труда п уменьшения времени простоев ма шины.
Из большого числа способов торможения электродвигателей для сельскохозяйственных электроприводов практический интерес пред ставляют следующие три способа: генератор ное торможение с отдачей энергии в сеть, ди намическое торможение п торможение протнвовключеннем.
Генераторное торможение с отдачей энер гии в сеть осуществляется в том случае, когда скорость двигателя оказывается выше скоро сти идеального холостого хода и э. д. с. его Е
2* |
19 |