Κινητήρες παράλληλης διέγερσης. Μοτέρ DC με παράλληλη διέγερση - διάγραμμα λειτουργίας

19.07.2019

Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος, ανάλογα με τις μεθόδους διέγερσής τους, όπως ήδη αναφέρθηκε, χωρίζονται σε κινητήρες με ανεξάρτητο, παράλληλο(παραδιακλάδωση), σταθερός(σειριακή) και μικτή (σύνθετη) διέγερση.

Ανεξάρτητα διεγερμένοι κινητήρες, απαιτούν δύο πηγές ενέργειας (Εικ. 11.9, α). Ένα από αυτά είναι απαραίτητο για την τροφοδοσία της περιέλιξης του οπλισμού (συμπεράσματα Ναι1Και Ναι2), και το άλλο - για τη δημιουργία ρεύματος στην περιέλιξη διέγερσης (ακροδέκτες περιέλιξης Ш1Και Ш2). Πρόσθετη αντίσταση Rdστο κύκλωμα περιέλιξης του οπλισμού είναι απαραίτητο να μειωθεί το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα τη στιγμή που τίθεται σε λειτουργία.

Οι ισχυροί ηλεκτροκινητήρες κατασκευάζονται κυρίως με ανεξάρτητη διέγερση με σκοπό την πιο εύκολη και οικονομική ρύθμιση του ρεύματος διέγερσης. Η διατομή του καλωδίου περιέλιξης πεδίου προσδιορίζεται ανάλογα με την τάση της πηγής ισχύος του. Ένα χαρακτηριστικό αυτών των μηχανών είναι η ανεξαρτησία του ρεύματος διέγερσης, και κατά συνέπεια της κύριας μαγνητικής ροής, από το φορτίο στον άξονα του κινητήρα.

Οι κινητήρες με ανεξάρτητη διέγερση έχουν σχεδόν τα ίδια χαρακτηριστικά με τους κινητήρες με παράλληλη διέγερση.

Παράλληλοι κινητήρεςενεργοποιούνται σύμφωνα με το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχ. 11.9, β. Σφιγκτήρες Ναι1Και Ναι2σχετίζονται με την περιέλιξη του οπλισμού και τους σφιγκτήρες Ш1Και Ш2- στο τύλιγμα διέγερσης (στο τύλιγμα διακλάδωσης). Μεταβλητές Αντίστασης RdΚαι Rвέχουν σχεδιαστεί αντίστοιχα για να αλλάζουν το ρεύμα στην περιέλιξη του οπλισμού και στην περιέλιξη πεδίου. Η περιέλιξη πεδίου αυτού του κινητήρα είναι κατασκευασμένη από μεγάλο αριθμό στροφών χάλκινου σύρματος σχετικά μικρής διατομής και έχει σημαντική αντίσταση. Αυτό σας επιτρέπει να το συνδέσετε στην πλήρη τάση δικτύου που καθορίζεται στα δεδομένα βαθμολόγησης.

Ένα χαρακτηριστικό των κινητήρων αυτού του τύπου είναι ότι κατά τη λειτουργία τους απαγορεύεται η αποσύνδεση της περιέλιξης πεδίου από το κύκλωμα οπλισμού. Διαφορετικά, όταν ανοίξει η περιέλιξη πεδίου, θα εμφανιστεί μια μη αποδεκτή τιμή EMF, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του κινητήρα και τραυματισμό του προσωπικού συντήρησης. Για τον ίδιο λόγο, το τύλιγμα πεδίου δεν μπορεί να ανοίξει όταν ο κινητήρας είναι σβηστός όταν η περιστροφή του δεν έχει σταματήσει ακόμη.

Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα περιστροφής, η πρόσθετη (πρόσθετη) αντίσταση Rd στο κύκλωμα οπλισμού θα πρέπει να μειωθεί και όταν επιτευχθεί σταθερή ταχύτητα περιστροφής, θα πρέπει να αφαιρεθεί εντελώς.

Εικ. 11.9. Τύποι διέγερσης μηχανών συνεχούς ρεύματος,

α - ανεξάρτητη διέγερση, β - παράλληλη διέγερση,

γ - διαδοχική διέγερση, δ - μικτή διέγερση.

OVSh - περιέλιξη διέγερσης διακλάδωσης, OVS - περιέλιξη διέγερσης σειράς, "OVN - περιέλιξη ανεξάρτητης διέγερσης, Rd - πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα περιέλιξης οπλισμού, Rv - πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα περιέλιξης διέγερσης.

Η απουσία πρόσθετης αντίστασης στην περιέλιξη του οπλισμού κατά την εκκίνηση του κινητήρα μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση μεγάλου ρεύματος εκκίνησης, που υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα οπλισμού στο 10...40 φορές .

Μια σημαντική ιδιότητα ενός κινητήρα παράλληλης διέγερσης είναι η σχεδόν σταθερή ταχύτητα περιστροφής του όταν αλλάζει το φορτίο στον άξονα του οπλισμού. Έτσι, όταν το φορτίο αλλάζει από το ρελαντί στην ονομαστική τιμή, η ταχύτητα περιστροφής μειώνεται μόνο κατά (2.. 8)% .

Το δεύτερο χαρακτηριστικό αυτών των κινητήρων είναι ο οικονομικός έλεγχος ταχύτητας, στον οποίο η αναλογία της υψηλότερης προς τη χαμηλότερη ταχύτητα μπορεί να 2:1 , και με ειδική σχεδίαση κινητήρα - 6:1 . Η ελάχιστη ταχύτητα περιστροφής περιορίζεται από τον κορεσμό του μαγνητικού κυκλώματος, το οποίο δεν επιτρέπει την αύξηση της μαγνητικής ροής της μηχανής και το ανώτερο όριο της ταχύτητας περιστροφής καθορίζεται από τη σταθερότητα της μηχανής - με σημαντική εξασθένηση του μαγνητικού ροής, ο κινητήρας μπορεί να πάει "εκτός λειτουργίας".

Κινητήρες σειράς(σειριακή) ενεργοποιούνται σύμφωνα με το διάγραμμα (Εικ. 11.9, γ). συμπεράσματα Γ1Και Γ2αντιστοιχούν στη σειριακή (διαδοχική) περιέλιξη διέγερσης. Κατασκευάζεται από σχετικά μικρό αριθμό στροφών από χάλκινο σύρμα κυρίως μεγάλης διατομής. Η περιέλιξη πεδίου συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη του οπλισμού. Πρόσθετη αντίσταση Rdστο κύκλωμα περιέλιξης οπλισμού και διέγερσης σας επιτρέπει να μειώσετε το ρεύμα εκκίνησης και να ρυθμίσετε τις στροφές του κινητήρα. Τη στιγμή που ο κινητήρας είναι ενεργοποιημένος, πρέπει να έχει τέτοια τιμή ώστε να είναι το ρεύμα εκκίνησης (1.5...2.5)Σε. Αφού ο κινητήρας φτάσει σε σταθερή ταχύτητα, πρόσθετη αντίσταση Rdείναι έξοδος, δηλαδή ορίζεται ίσο με το μηδέν.

Κατά την εκκίνηση, αυτοί οι κινητήρες αναπτύσσουν μεγάλες ροπές εκκίνησης και πρέπει να εκκινούνται με φορτίο τουλάχιστον 25% της ονομαστικής τους τιμής. Δεν επιτρέπεται η εκκίνηση του κινητήρα με λιγότερη ισχύ στον άξονά του, και ειδικά στο ρελαντί. Διαφορετικά, ο κινητήρας μπορεί να αναπτύξει απαράδεκτα υψηλές ταχύτητες, γεγονός που θα προκαλέσει βλάβη. Οι κινητήρες αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται ευρέως σε μηχανισμούς μεταφοράς και ανύψωσης στους οποίους είναι απαραίτητο να μεταβάλλεται η ταχύτητα περιστροφής σε ένα ευρύ φάσμα.

Κινητήρες μεικτής διέγερσης(σύνθετο), καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση μεταξύ παράλληλων και σειριακών κινητήρων διέγερσης (Εικ. 11.9, δ). Το αν ανήκουν στον έναν ή τον άλλο τύπο εξαρτάται από την αναλογία των τμημάτων της κύριας ροής διέγερσης που δημιουργείται από παράλληλες ή σειριακές περιελίξεις διέγερσης. Όταν ο κινητήρας είναι ενεργοποιημένος, για να μειωθεί το ρεύμα εκκίνησης, περιλαμβάνεται μια πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα περιέλιξης του οπλισμού Rd. Αυτός ο κινητήρας έχει καλά χαρακτηριστικά πρόσφυσης και μπορεί να κάνει ρελαντί.

Επιτρέπεται η άμεση (χωρίς αντίσταση) ενεργοποίηση κινητήρων συνεχούς ρεύματος όλων των τύπων διέγερσης με ισχύ όχι μεγαλύτερη από ένα κιλοβάτ.

Ονομασία μηχανών συνεχούς ρεύματος

Επί του παρόντος, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μηχανές DC γενικής χρήσης είναι οι 2Pκαι η νεότερη σειρά 4P.Εκτός από αυτές τις σειρές, παράγονται κινητήρες για γερανούς, εκσκαφείς, μεταλλουργικούς και άλλους μηχανισμούς κίνησης της σειράς ΡΕ.Οι κινητήρες κατασκευάζονται επίσης σε εξειδικευμένες σειρές.

Κινητήρες σειράς 2PΚαι 4Pχωρίζονται ανάλογα με τον άξονα περιστροφής, όπως συνηθίζεται για τους ασύγχρονους κινητήρες AC της σειράς 4Α. Σειρά μηχανών 2PΈχουν 11 διαστάσεις, που διαφέρουν ως προς το ύψος περιστροφής του άξονα από 90 έως 315 mm. Το εύρος ισχύος των μηχανών αυτής της σειράς είναι από 0,13 έως 200 kW για ηλεκτρικούς κινητήρες και από 0,37 έως 180 kW για γεννήτριες. Οι κινητήρες της σειράς 2P και 4P έχουν σχεδιαστεί για τάσεις 110, 220, 340 και 440 V. Οι ονομαστικές ταχύτητες περιστροφής τους είναι 750, 1000, 1500, 2200 και 3000 σ.α.λ.

Καθένα από τα 11 μεγέθη οχημάτων της σειράς 2Pέχει κρεβάτια δύο μήκη (Μ και Λ).

Σειρά Ηλεκτρικών Μηχανών 4Pέχουν κάποιους καλύτερους τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες σε σύγκριση με τη σειρά 2P. πολυπλοκότητα της παραγωγής σειρών 4Pσε σύγκριση με το 2Pμειώθηκε κατά 2,5...3 φορές. Παράλληλα, η κατανάλωση χαλκού μειώνεται κατά 25...30%. Για μια σειρά από χαρακτηριστικά σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου ψύξης, της προστασίας από τις καιρικές συνθήκες και της χρήσης μεμονωμένων εξαρτημάτων και εξαρτημάτων της μηχανής σειράς 4Pενοποιημένος με ασύγχρονους κινητήρες της σειράς 4ΑΚαι Όλα συμπεριλαμβάνονται .

Η ονομασία των μηχανών συνεχούς ρεύματος (τόσο των γεννητριών όσο και των κινητήρων) έχει ως εξής:

ПХ1Х2ХЗХ4,

Οπου 2P- Σειρά μηχανών συνεχούς ρεύματος.

XI- σχεδιασμός ανά τύπο προστασίας: N - προστατευμένο με αυτοαερισμό, F - προστατευμένο με ανεξάρτητο εξαερισμό, B - κλειστό με φυσική ψύξη, O - κλειστό με φύσημα από εξωτερικό ανεμιστήρα.

X2- ύψος του άξονα περιστροφής (διψήφιος ή τριψήφιος αριθμός) σε mm.

HZ- συμβατικό μήκος στάτορα: M - πρώτο, L - δεύτερο, G - με ταχογεννήτρια.

Ένα παράδειγμα είναι η ονομασία του κινητήρα 2PN112MGU- Σειρά κινητήρων συνεχούς ρεύματος 2P, προστατευμένη έκδοση με αυτοαερισμό Ν,112 ύψος του άξονα περιστροφής σε mm, πρώτο μέγεθος στάτορα Μ, εξοπλισμένο με ταχογεννήτρια σολ, χρησιμοποιείται για εύκρατα κλίματα U.

Με βάση την ισχύ τους, οι ηλεκτρικές μηχανές συνεχούς ρεύματος μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:

Μικρομηχανές…………………………κάτω από 100 W,

Μικρές μηχανές…………………………από 100 έως 1000 W,

Μηχανήματα χαμηλής ισχύος…………..από 1 έως 10 kW,

Μηχανές μέσης ισχύος………..από 10 έως 100 kW,

Μεγάλες μηχανές………………………..από 100 έως 1000 kW,

Μηχανήματα υψηλής ισχύος……….πάνω από 1000 kW.

Σύμφωνα με τις ονομαστικές τάσεις, οι ηλεκτρικές μηχανές χωρίζονται συμβατικά ως εξής:

Χαμηλή τάση…………….κάτω από 100 V,

Μέση τάση………….από 100 έως 1000 V,

Υψηλή τάση……………πάνω από 1000V.

Με τη συχνότητα περιστροφής, οι μηχανές συνεχούς ρεύματος μπορούν να αναπαρασταθούν ως:

Χαμηλές στροφές…………….λιγότερο από 250 σ.α.λ.,

Μέση ταχύτητα………από 250 έως 1000 σ.α.λ.,

Υψηλή ταχύτητα………….από 1000 έως 3000 σ.α.λ.

Σούπερ υψηλή ταχύτητα…..πάνω από 3000 σ.α.λ.

Εργασία και μεθοδολογία για την εκτέλεση της εργασίας.

1.Μελετήστε τη δομή και τον σκοπό επιμέρους τμημάτων ηλεκτρικών μηχανών συνεχούς ρεύματος.

2. Προσδιορίστε τους ακροδέκτες της μηχανής DC που σχετίζονται με την περιέλιξη του οπλισμού και την περιέλιξη πεδίου.

Οι ακροδέκτες που αντιστοιχούν σε μια συγκεκριμένη περιέλιξη μπορούν να προσδιοριστούν με μέγερ, ωμόμετρο ή χρησιμοποιώντας λαμπτήρα. Όταν χρησιμοποιείτε ένα megger, το ένα άκρο του συνδέεται με έναν από τους ακροδέκτες των περιελίξεων και τα άλλα άκρα αγγίζονται εναλλάξ με τα άλλα. Μια μετρημένη αντίσταση μηδέν θα υποδεικνύει ότι οι δύο ακροδέκτες της ίδιας περιέλιξης αντιστοιχούν.

3. Αναγνωρίστε την περιέλιξη του οπλισμού και την περιέλιξη πεδίου από τους ακροδέκτες. Προσδιορίστε τον τύπο της περιέλιξης διέγερσης (παράλληλη διέγερση ή σειρά).

Αυτό το πείραμα μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα συνδεδεμένο σε σειρά με τις περιελίξεις, η τάση συνεχούς ρεύματος θα πρέπει να εφαρμόζεται ομαλά, αυξάνοντάς την σταδιακά στην καθορισμένη ονομαστική τιμή στο διαβατήριο του μηχανήματος.

Λαμβάνοντας υπόψη τη χαμηλή αντίσταση της περιέλιξης του οπλισμού και της περιέλιξης διέγερσης σειράς, ο λαμπτήρας θα ανάψει έντονα και η αντίστασή τους, μετρημένη με μέγερ (ή ωμόμετρο), θα είναι πρακτικά ίση με μηδέν.

Ένας λαμπτήρας συνδεδεμένος σε σειρά με τύλιγμα παράλληλου πεδίου θα ανάψει αμυδρά. Η τιμή αντίστασης της περιέλιξης του παράλληλου πεδίου πρέπει να είναι εντός των ορίων 0,3...0,5 kOhm .

Οι ακροδέκτες της περιέλιξης του οπλισμού μπορούν να αναγνωριστούν συνδέοντας το ένα άκρο του μεγομόμετρου στις βούρτσες, ενώ αγγίζετε το άλλο άκρο στους ακροδέκτες των περιελίξεων στον πίνακα της ηλεκτρικής μηχανής.

Οι ακροδέκτες των περιελίξεων της ηλεκτρικής μηχανής θα πρέπει να αναφέρονται στη συμβατική ετικέτα ακροδεκτών που εμφανίζεται στην αναφορά.

Μετρήστε την αντίσταση περιέλιξης και την αντίσταση μόνωσης. Η αντίσταση των περιελίξεων μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα αμπερόμετρου και βολτόμετρου. Η αντίσταση μόνωσης μεταξύ των περιελίξεων και των περιελίξεων σε σχέση με το περίβλημα ελέγχεται με ένα megger ονομαστικό για τάση 1 kV. Η αντίσταση μόνωσης μεταξύ της περιέλιξης του οπλισμού και της περιέλιξης πεδίου και μεταξύ αυτών και του περιβλήματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,5 MOhm. Εμφανίστε τα δεδομένα μέτρησης στην αναφορά.

Σχεδιάστε χονδρικά μια διατομή των κύριων πόλων με το τύλιγμα πεδίου και τον οπλισμό με τις στροφές περιέλιξης που βρίσκονται κάτω από τους πόλους (παρόμοια με το Σχ. 11.10). Πάρτε ανεξάρτητα την κατεύθυνση του ρεύματος στο πεδίο και τις περιελίξεις του οπλισμού. Υπό αυτές τις συνθήκες, υποδείξτε την κατεύθυνση περιστροφής του κινητήρα.

Ρύζι. 11.10. Διπολική μηχανή DC:

1 - κρεβάτι? 2 - άγκυρα? 3 - κύριοι πόλοι. 4 - περιέλιξη διέγερσης. 5 - κομμάτια πόλων. 6 - περιέλιξη οπλισμού. 7 - συλλέκτης? F - κύρια μαγνητική ροή. F είναι η δύναμη που ασκεί στους αγωγούς της περιέλιξης του οπλισμού.

Ερωτήσεις τεστ και εργασίες για αυτοδιδασκαλία

1: Εξηγήστε τη δομή και την αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος και μιας γεννήτριας.

2. Εξηγήστε τον σκοπό του εναλλάκτη μηχανής DC.

3.Δώστε την έννοια της πολικής διαίρεσης και δώστε μια έκφραση για τον ορισμό της.

4.Ονομάστε τους κύριους τύπους περιελίξεων που χρησιμοποιούνται σε μηχανές συνεχούς ρεύματος και μάθετε πώς να τις κάνετε.

5.Να αναφέρετε τα κύρια πλεονεκτήματα των κινητήρων παράλληλης διέγερσης.

6. Ποια είναι τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά μιας περιέλιξης παράλληλου πεδίου σε σύγκριση με μια περιέλιξη σειράς;

7. Ποια είναι η ιδιαιτερότητα της εκκίνησης κινητήρων συνεχούς ρεύματος με διέγερση σειράς;

8. Πόσους παράλληλους κλάδους έχουν οι περιελίξεις απλού κύματος και απλού βρόχου των μηχανών συνεχούς ρεύματος;

9. Πώς ορίζονται οι μηχανές συνεχούς ρεύματος; Δώστε ένα παράδειγμα σημειογραφίας.

10. Ποια είναι η επιτρεπόμενη αντίσταση μόνωσης μεταξύ των περιελίξεων των μηχανών συνεχούς ρεύματος και μεταξύ των περιελίξεων και του περιβλήματος;

11.Ποια τιμή μπορεί να φτάσει το ρεύμα τη στιγμή της εκκίνησης του κινητήρα απουσία πρόσθετης αντίστασης στο κύκλωμα περιέλιξης του οπλισμού;

12.Ποιο είναι το επιτρεπόμενο ρεύμα εκκίνησης για τον κινητήρα;

13. Σε ποιες περιπτώσεις επιτρέπεται η εκκίνηση κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα περιέλιξης του οπλισμού;

14. Πώς μπορείτε να αλλάξετε το EMF μιας ανεξάρτητης γεννήτριας διέγερσης;

15.Ποιος είναι ο σκοπός των πρόσθετων πόλων μιας μηχανής συνεχούς ρεύματος;

16. Κάτω από ποια φορτία επιτρέπεται η ενεργοποίηση ενός κινητήρα με διέγερση σειράς;

17. Πώς προσδιορίζεται το μέγεθος της κύριας μαγνητικής ροής;

18.Γράψτε εκφράσεις για το emf της γεννήτριας και τη ροπή του κινητήρα. Δώστε την έννοια των συστατικών τους.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ 12.

Υπάρχουν διάφοροι πιθανοί τύποι κατασκευής ηλεκτροκινητήρων που λειτουργούν από πηγή σταθερής τάσης. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι η ίδια, αλλά οι διαφορές έγκεινται στα χαρακτηριστικά σύνδεσης της περιέλιξης πεδίου (OB) και του οπλισμού (I).

Ο ηλεκτροκινητήρας συνεχούς ρεύματος με παράλληλη διέγερση έλαβε το όνομά του επειδή οι περιελίξεις I και OB του συνδέονται μεταξύ τους με αυτόν τον τρόπο. Ένας ηλεκτροκινητήρας αυτού του τύπου παρέχει τους απαιτούμενους τρόπους λειτουργίας, ξεπερνώντας τα προϊόντα διαδοχικών και μικτών τύπων όταν απαιτείται σχεδόν σταθερή ταχύτητα λειτουργίας του.

συμπέρασμα

Κατασκευή του κινητήρα και το πεδίο εφαρμογής του

Το διάγραμμα του ηλεκτροκινητήρα του εν λόγω τύπου φαίνεται παρακάτω.

το συνολικό ρεύμα που καταναλώνει ο ηλεκτροκινητήρας από την πηγή είναι I = I I + I V, όπου I I, I V είναι τα ρεύματα μέσω του οπλισμού και της περιέλιξης πεδίου, αντίστοιχα.
ταυτόχρονα το I B δεν εξαρτάται από το I I, δηλαδή δεν εξαρτάται από το φορτίο.

Η συσκευή χρησιμοποιείται όταν η εκκίνηση δεν απαιτεί υψηλή ροπή, δηλαδή όταν οι τρόποι λειτουργίας των μηχανισμών κίνησης δεν συνεπάγονται τη δημιουργία μεγάλων φορτίων εκκίνησης. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για εργαλειομηχανές και ανεμιστήρες.

Για πρακτική, τέτοιες χρήσιμες παράμετροι έλξης τέτοιων ηλεκτρικών μηχανισμών όπως

σταθερότητα λειτουργίας υπό διακυμάνσεις φορτίου.
υψηλή απόδοση λόγω του γεγονότος ότι δεν ρέω μέσω του OB.

Η εκκίνηση σε περίπτωση ανεπαρκούς ροπής εξασφαλίζεται με τη μετάβαση σε κύκλωμα μικτού τύπου.

Συμπεριφορά ηλεκτροκινητήρα όταν αλλάζουν τα φορτία

Το μηχανικό χαρακτηριστικό δείχνει τη σταθερότητα του ηλεκτροκινητήρα σε ένα ευρύ φάσμα μεταβολών φορτίου, περιγράφοντας την εξάρτηση της ροπής που δημιουργεί ο ηλεκτροκινητήρας από την ταχύτητα λειτουργίας του άξονα.

Τα χαρακτηριστικά έλξης του μηχανισμού αυτού του τύπου καθιστούν δυνατή τη διατήρηση του μεγέθους της ροπής με σημαντικές αλλαγές στον αριθμό των στροφών. Συνήθως, οι παράμετροι έλξης της μονάδας θα πρέπει να εξασφαλίζουν μείωση αυτής της παραμέτρου κατά όχι περισσότερο από 5%. Μια απλή μελέτη δείχνει ότι οι ανασταλτικές παράμετροι αποδεικνύονται παρόμοιες λόγω της αναστρεψιμότητας των διεργασιών. Οι διατάξεις αυτές ισχύουν και για την περίπτωση μικτής διέγερσης.

Με άλλα λόγια, ένας τέτοιος ηλεκτροκινητήρας χαρακτηρίζεται από ένα άκαμπτο χαρακτηριστικό. Αυτή η φύση της εργασίας θεωρείται σημαντικό πλεονέκτημα της μονάδας αυτού του τύπου.

Ποικιλία προσεγγίσεων για τον έλεγχο της ταχύτητας

Για εξοικονόμηση στους λογαριασμούς ρεύματος, οι αναγνώστες μας προτείνουν το Κουτί Εξοικονόμησης Ηλεκτρικής Ενέργειας. Οι μηνιαίες πληρωμές θα είναι 30-50% λιγότερες από ό,τι πριν χρησιμοποιήσετε την αποταμίευση. Αφαιρεί το αντιδραστικό στοιχείο από το δίκτυο, με αποτέλεσμα τη μείωση του φορτίου και, κατά συνέπεια, της κατανάλωσης ρεύματος. Οι ηλεκτρικές συσκευές καταναλώνουν λιγότερο ρεύμα και το κόστος μειώνεται.

Η αρχή λειτουργίας της παράλληλης σύνδεσης περιελίξεων εξασφαλίζει ομαλή εκκίνηση σε συνδυασμό με μεγάλο εύρος μεταβολών στροφών κατά τη λειτουργία με χρήση ρεοστάτη. Εξασφαλίζουν επίσης κανονική εκκίνηση του κινητήρα περιορίζοντας το ρεύμα.

Για μονάδες παράλληλου τύπου, χρησιμοποιούνται μέθοδοι για τον έλεγχο της ταχύτητας λειτουργίας αλλάζοντας:

μαγνητική ροή των κύριων πόλων.
αντίσταση κυκλώματος οπλισμού.
τάση που παρέχεται σε αυτό.

Τα αντικείμενα επιρροής είναι η περιέλιξη διέγερσης, η περιέλιξη του οπλισμού και η τάση λειτουργίας της.

Η αλλαγή της μαγνητικής ροής πραγματοποιείται με τη χρήση ενός ρεοστάτη σειράς R P. Καθώς αυξάνεται η αντίστασή του, το OB περνά λιγότερο ρεύμα, το οποίο συνοδεύεται από μείωση της μαγνητικής ροής. Η εξωτερική εκδήλωση αυτής της δράσης είναι η αύξηση της ταχύτητας του εγώ στο ρελαντί. Η μελέτη δείχνει ότι η κλίση του χαρακτηριστικού αυξάνεται.

Η δεύτερη αρχή βασίζεται στη συμπερίληψη ενός πρόσθετου ρεοστάτη σειριακού ελέγχου στο κύκλωμα ισχύος του οπλισμού. Όσο αυξάνεται η αντίστασή του, η ταχύτητα περιστροφής του I μειώνεται, ενώ το φυσικό μηχανικό του χαρακτηριστικό αποκτά μεγαλύτερη κλίση. Λόγω της σειριακής σύνδεσης μιας πρόσθετης αντίστασης με την κύρια περιέλιξη του ρεοστάτη, στην οποία διαχέεται σημαντική ισχύς, εμφανίζεται μια αισθητή πτώση της απόδοσης.

Η τρίτη αρχή συνοδεύεται από μια ορισμένη περιπλοκή των λύσεων κυκλώματος και απαιτεί τη χρήση ξεχωριστής ρυθμιζόμενης πηγής ισχύος, διατηρώντας παράλληλα τη δυνατότητα ξεχωριστής ρύθμισης. Εάν χρησιμοποιείται σε πραγματικές συνθήκες, είναι δυνατή μόνο μείωση της ταχύτητας περιστροφής του άξονα.

Ανεξάρτητα διεγερμένος κινητήρας

Ένας ανεξάρτητα διεγερμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος εφαρμόζει την τρίτη προσέγγιση ρύθμισης και είναι ενδιαφέρον από το ότι τα OB και M τροφοδοτούνται από διαφορετικές πηγές.

Για κινητήρες σε αυτό το σχέδιο, το Iv έχει ρυθμιστεί αμετάβλητο και αλλάζει μόνο η τάση που εφαρμόζεται στο M Αυτό συνοδεύεται από αλλαγή στην ταχύτητα ρελαντί, αλλά η ακαμψία του χαρακτηριστικού δεν αλλάζει.

Η αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας μονάδας λόγω της ανεξάρτητης λειτουργίας δύο πηγών αποδεικνύεται πιο περίπλοκη. Ωστόσο, η χρήση του παρέχει τόσο σημαντικά πλεονεκτήματα για πρακτική όπως

ομαλός, οικονομικός έλεγχος της ταχύτητας λειτουργίας με μεγάλο βάθος.
εκκίνηση του κινητήρα με μειωμένη τάση χωρίς ρεοστάτη.

Εάν η εκκίνηση συμβεί σε κανονική τάση, ο ρεοστάτης περιορίζει την τιμή του Iv.

Η μελέτη δείχνει ότι ο μέγιστος αριθμός στροφών περιορίζεται μόνο από την αντίσταση M και ο ελάχιστος από τις συνθήκες για την αφαίρεση της παραγόμενης θερμότητας κατά τη λειτουργία.

Τα χαρακτηριστικά ως προς την κατανάλωση ενέργειας και την ταχύτητα απόκρισης του συστήματος ελέγχου βελτιώνονται στην περίπτωση διαδοχικής σύνδεσης με Μ διαφόρων ρυθμιστών θυρίστορ. Για να ρυθμίσετε τον αριθμό των περιστροφών του άξονα και να τις σταθεροποιήσετε στη διαδικασία οδήγησης διαφόρων μηχανισμών, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι. Το κοινό χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό είναι η συμπερίληψη ενός ρυθμιστή θυρίστορ στο κύκλωμα αρνητικής ανάδρασης συχνότητας. Η έναρξη μιας τέτοιας μονάδας απαιτεί την εφαρμογή ειδικών διαδικασιών.

συμπέρασμα

Ο κινητήρας διακλάδωσης είναι ένας πολύ εύκαμπτος μηχανισμός μετάδοσης κίνησης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα πολύ ευρύ φάσμα εφαρμογών όπου δεν απαιτούνται υψηλές ροπές εκκίνησης. Διαθέτει απλά και αξιόπιστα κυκλώματα ελέγχου ταχύτητας περιστροφής και είναι εύκολο στην εκκίνηση.

Ένας ηλεκτροκινητήρας παράλληλης διέγερσης είναι ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος του οποίου η περιέλιξη πεδίου συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη του οπλισμού (Εικ. 1). Κατά τη λήψη χαρακτηριστικών, η ονομαστική τάση U n =const παρέχεται στο κύκλωμα οπλισμού.

Ρύζι. 1 - Διάγραμμα κινητήρα παράλληλης διέγερσης

Το ρεύμα που καταναλώνεται από τον κινητήρα από το δίκτυο καθορίζεται από το άθροισμα I = I a + I v, το ρεύμα διέγερσης είναι συνήθως ίσο με I v = (0,03...0,04) I n. Όλα τα χαρακτηριστικά του κινητήρα λαμβάνονται με σταθερή αντίσταση στα κυκλώματα διέγερσης r σε =const και οπλισμό

Ταχύτητα χαρακτηριστικό.

Εξάρτηση n=f (I a) για U n =const και I σε =const

Από την εξίσωση EMF για έναν ηλεκτροκινητήρα

Όπως φαίνεται από την έκφραση, η ταχύτητα του κινητήρα εξαρτάται από δύο παράγοντες - αλλαγές στο ρεύμα φορτίου και τη ροή. Καθώς το ρεύμα φορτίου αυξάνεται, η πτώση τάσης στην αντίσταση του κυκλώματος οπλισμού αυξάνεται και η ταχύτητα του κινητήρα μειώνεται.

Η εγκάρσια αντίδραση του οπλισμού απομαγνητίζει τον κινητήρα, δηλ. Καθώς αυξάνεται το ρεύμα Ia, η ροή μειώνεται και, κατά συνέπεια, αυξάνονται οι στροφές του κινητήρα. Έτσι, και οι δύο παράγοντες δρουν αντίθετα σε σχέση με την ταχύτητα της μηχανής και ο τύπος των χαρακτηριστικών ταχύτητας θα καθοριστεί από τη δράση που προκύπτει.

Στο Σχ. Το σχήμα 2 δείχνει τρία διαφορετικά χαρακτηριστικά ταχύτητας του κινητήρα (καμπύλες 1,2,3). Καμπύλη 1 - χαρακτηριστικό ταχύτητας όταν κυριαρχεί η επίδραση του I a ∑r, καμπύλη 2 - και οι δύο παράγοντες είναι κατά προσέγγιση ισορροπημένοι, καμπύλη 3 - κυριαρχεί ο παράγοντας της απομαγνητιστικής επίδρασης της αντίδρασης οπλισμού.

Ρύζι. 2 - Χαρακτηριστικά παράλληλου κινητήρα

Λόγω του γεγονότος ότι στους πραγματικούς κινητήρες η αλλαγή στη ροή F είναι ασήμαντη, το χαρακτηριστικό ταχύτητας είναι σχεδόν ευθεία. Σε ορισμένες σύγχρονες μηχανές παράλληλης διέγερσης, για να αντισταθμιστεί η επίδραση της αντίδρασης εγκάρσιου οπλισμού, εγκαθίσταται μια πρόσθετη περιέλιξη σταθεροποιητικού πεδίου, η οποία αντισταθμίζει πλήρως ή εν μέρει την επίδραση της αντίδρασης οπλισμού.

Η κανονική μορφή του χαρακτηριστικού ταχύτητας, που εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία του κινητήρα, είναι το χαρακτηριστικό της καμπύλης τύπου 1.

Η κλίση του χαρακτηριστικού καθορίζεται από την τιμή της αντίστασης του κυκλώματος οπλισμού Σr χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αντίδραση οπλισμού. Όταν δεν περιλαμβάνεται πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα οπλισμού, το χαρακτηριστικό ονομάζεται φυσικό. Το φυσικό χαρακτηριστικό ενός κινητήρα παράλληλης διέγερσης είναι αρκετά άκαμπτο. Συνήθως, όπου n o είναι η ταχύτητα ρελαντί. Όταν στο κύκλωμα οπλισμού περιλαμβάνονται πρόσθετες αντιστάσεις Rr, η κλίση των χαρακτηριστικών αυξάνεται, γίνονται «μαλακές» και ονομάζονται τεχνητές ή ρεοστατικές.

Χαρακτηριστικό ροπής– αυτή είναι η εξάρτηση M=f (I a) με r σε =const, U=U n και Σr=const. Σε σταθερή κατάσταση λειτουργίας κινητήρα σύμφωνα με

έχουμε M em = M 2 +M 0 = c m I a F. Αν η ροή F δεν άλλαζε κατά τη λειτουργία του μηχανήματος, τότε το χαρακτηριστικό ροπής θα ήταν μια ευθεία γραμμή (χαρακτηριστικό 4, Σχήμα 2). Στην πραγματικότητα, η ροή Ф μειώνεται ελαφρώς με την αύξηση του ρεύματος Ia λόγω της απομαγνητιστικής επίδρασης της αντίδρασης του οπλισμού, επομένως το χαρακτηριστικό ροπής είναι ελαφρώς κεκλιμένο προς τα κάτω (καμπύλη 5). Το χαρακτηριστικό της χρήσιμης ροπής βρίσκεται κάτω από την καμπύλη ηλεκτρομαγνητικής ροπής με την τιμή της ροπής ρελαντί (καμπύλη 6).

Χαρακτηριστικά αποτελεσματικότηταςη=f (I a) αφαιρείται στο U=U n, r σε =const, Σr=const και έχει τυπική μορφή για ηλεκτροκινητήρες (χαρακτηριστικό 7 στο Σχ. 2). Η απόδοση αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση του φορτίου από το ρελαντί σε 0,25R n, φτάνει στη μέγιστη τιμή της στο P = (0,5...0,75) R n και στη συνέχεια παραμένει σχεδόν αμετάβλητη έως ότου P = P n. Τυπικά σε κινητήρες χαμηλής ισχύος η = 0,75...0,85, και σε κινητήρες μέσης και υψηλής ισχύος η = 0,85...0,94.

Μηχανικά χαρακτηριστικάαντιπροσωπεύει την εξάρτηση n=f (M) με U=U n, I σε =const και Σr=const. Μια αναλυτική έκφραση για τα μηχανικά χαρακτηριστικά μπορεί να ληφθεί από την εξίσωση EMF του ηλεκτροκινητήρα

Έχοντας καθορίσει το ρεύμα I a από την έκφραση M = c e I a Ф και αντικαθιστώντας αυτήν την τιμή ρεύματος στην παραπάνω παράσταση, λαμβάνουμε

Εάν παραμελήσουμε την αντίδραση του οπλισμού και υποθέσουμε ότι η ροή Φ δεν αλλάζει, τότε τα μηχανικά χαρακτηριστικά του ηλεκτροκινητήρα παράλληλης διέγερσης μπορούν να παρασταθούν με τη μορφή ευθειών γραμμών (Εικ. 3), η κλίση των οποίων εξαρτάται από την τιμή της αντίστασης R r που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα οπλισμού. Όταν Rr =0 το χαρακτηριστικό ονομάζεται φυσικό.

Ρύζι. 3 - Μηχανικά χαρακτηριστικά κινητήρα παράλληλης διέγερσης

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι εάν το κύκλωμα διέγερσης I σπάσει = 0, οι στροφές του κινητήρα είναι n→∞, δηλ. ο κινητήρας «πέφτει», επομένως πρέπει να αποσυνδεθεί αμέσως από το δίκτυο.

Ρύζι. 1 - Διάγραμμα κινητήρα παράλληλης διέγερσης

Ταχύτητα χαρακτηριστικό.

Εξάρτηση n=f(I a) για U n =const και I σε =const

Από την εξίσωση EMF για έναν ηλεκτροκινητήρα

Στο Σχ. Το σχήμα 2 δείχνει τρεις διαφορετικές γραμμές στροφών κινητήρα (καμπύλες 1,2,3). Καμπύλη 1 - χαρακτηριστικό ταχύτητας όταν κυριαρχεί η επίδραση του I a ∑r, καμπύλη 2 - και οι δύο παράγοντες είναι κατά προσέγγιση ισορροπημένοι, καμπύλη 3 - κυριαρχεί ο παράγοντας της απομαγνητιστικής επίδρασης της αντίδρασης οπλισμού.

Ρύζι. 2 - Χαρακτηριστικά παράλληλου κινητήρα

Λόγω του γεγονότος ότι στις πραγματικές μηχανές η μεταβολή της ροής F είναι ασήμαντη, το χαρακτηριστικό ταχύτητας είναι σχεδόν ευθεία γραμμή. Σε ορισμένες σύγχρονες μηχανές παράλληλης διέγερσης, για να αντισταθμιστεί η επίδραση της αντίδρασης εγκάρσιου οπλισμού, εγκαθίσταται μια πρόσθετη περιέλιξη σταθεροποιητικού πεδίου, η οποία αντισταθμίζει πλήρως ή εν μέρει την επίδραση της αντίδρασης οπλισμού.

Η κανονική μορφή του χαρακτηριστικού ταχύτητας, που εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία του κινητήρα, έχει τη μορφή καμπύλης 1.

Χαρακτηριστικό ροπής

Αυτή είναι η εξάρτηση M=f(I a) με r σε =const, U=U n και Σr=const. Σε σταθερή κατάσταση λειτουργίας κινητήρα σύμφωνα με

έχουμε M em = M 2 +M 0 = c m I a F. Εάν η ροή F δεν άλλαζε κατά τη λειτουργία του μηχανήματος, τότε το χαρακτηριστικό ροπής θα ήταν μια ευθεία γραμμή (γραμμή 4, Σχήμα 2). Στην πραγματικότητα, η ροή Ф μειώνεται ελαφρώς με την αύξηση του ρεύματος Ia λόγω της απομαγνητιστικής επίδρασης της αντίδρασης του οπλισμού, επομένως το χαρακτηριστικό ροπής είναι ελαφρώς κεκλιμένο προς τα κάτω (καμπύλη 5). Το χαρακτηριστικό της χρήσιμης ροπής βρίσκεται κάτω από την καμπύλη ηλεκτρομαγνητικής ροπής με την τιμή της ροπής ρελαντί (καμπύλη 6).

Χαρακτηριστικά αποτελεσματικότητας

η=f(I a) αφαιρείται στο U=U n, r σε =const, Σr=const και έχει τυπική μορφή για ηλεκτροκινητήρες (χαρακτηριστικό 7 στο Σχ. 2). Η απόδοση αυξάνεται γρήγορα καθώς το φορτίο αυξάνεται από το ρελαντί σε 0,25R n, φτάνει στη μέγιστη τιμή του στο P = (0,5...0,75)R n και στη συνέχεια παραμένει σχεδόν αμετάβλητο μέχρι το P = P n. Τυπικά σε κινητήρες χαμηλής ισχύος η = 0,75...0,85, και σε κινητήρες μέσης και υψηλής ισχύος η = 0,85...0,94.

Μηχανικά χαρακτηριστικά

Αντιπροσωπεύει την εξάρτηση n=f(M) με U=U n, I σε =const και Σr=const. Μια αναλυτική έκφραση για τα μηχανικά χαρακτηριστικά μπορεί να ληφθεί από την εξίσωση EMF του ηλεκτροκινητήρα

Ρύζι. 3 - Μηχανικά χαρακτηριστικά κινητήρα παράλληλης διέγερσης

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι εάν το κύκλωμα διέγερσης I σπάσει = 0, οι στροφές είναι n→∞, δηλ. ο κινητήρας «πέφτει», επομένως πρέπει να αποσυνδεθεί αμέσως από το δίκτυο.

Διάλεξη Νο. 9

κινητήρες συνεχούς ρεύματος

Με διαστάσεις?

Σύμφωνα με τη μέθοδο προστασίας.

Με δύναμη?

Με ταχύτητα περιστροφής.

Τα κυκλώματα διέγερσης για ηλεκτρικούς κινητήρες συνεχούς ρεύματος φαίνονται στο σχήμα.

Ρύζι. 9.1 Κυκλώματα διέγερσης για ηλεκτρικούς κινητήρες συνεχούς ρεύματος: a - ανεξάρτητο, b - παράλληλο, c - σειριακό, d - μικτό

Βασικοί τύποι και εξισώσεις

Αν πάρουμε την ταχύτητα περιστροφής του οπλισμού στο σύστημα SI (rad/s), τότε ο τύπος 4.13 από τη διάλεξη Νο. 4 θα πάρει τη μορφή

Μ -ηλεκτρομαγνητική ροπήΜηχανές συνεχούς ρεύματος, N/m (newton διαιρούμενο με μέτρο)

κ- σταθερή τιμή για μια δεδομένη μηχανή.

F - κύρια μαγνητική ροή, Wb (weber)

R -αριθμός ζευγών πόλων περιέλιξης οπλισμού

N είναι ο αριθμός των πλευρών με σχισμή της περιέλιξης του οπλισμού

ΕΝΑ -αριθμός ζευγών παράλληλων κλάδων της περιέλιξης του οπλισμού

εγώ ή απλώς Εγώ- ρεύμα οπλισμού, A;

Για έναν κινητήρα που λειτουργεί με σταθερή ταχύτητα, μπορεί κανείς να αποκτήσει εξίσωση στρες(EMF) για το κύκλωμα οπλισμού γεννήτριας:

Αυτή η εξίσωση προκύπτει με βάση τον δεύτερο νόμο του Kirchhoff

. (9.3)

Το άθροισμα των αντιστάσεων όλων των τμημάτων του κυκλώματος οπλισμού:

Περιελίξεις οπλισμού r a ή r i

Περιελίξεις πρόσθετων πόλων r d,

Περιέλιξη αντιστάθμισης r σε,

Περιέλιξη πεδίου σειράς r s

Επαφή μεταβατικής βούρτσας r shch.

Εάν το μηχάνημα δεν έχει καμία από τις υποδεικνυόμενες περιελίξεις, το (9.4) δεν περιλαμβάνει τους αντίστοιχους όρους.

Από το (9.3) προκύπτει ότι η τάση που παρέχεται στον κινητήρα εξισορροπείται από το πίσω EMF της περιέλιξης του οπλισμού και την πτώση τάσης στο κύκλωμα οπλισμού.

Με βάση το (9.3), λαμβάνουμε τον τύπο ρεύματος οπλισμού

. (9.5)

Πολλαπλασιάζοντας και τις δύο πλευρές της εξίσωσης (9.3) με το ρεύμα οπλισμού Ia, λαμβάνουμε την εξίσωση ισχύος για το κύκλωμα οπλισμού:

, (9.6)

, (9.7)

(9.8)

ω - γωνιακή συχνότητα περιστροφής του οπλισμού.

Ηλεκτρομαγνητική ισχύς του κινητήρα.

Επομένως, η έκφραση αντιπροσωπεύει την ηλεκτρομαγνητική ισχύ του κινητήρα.

Χαρακτηριστικά απόδοσης

Τα χαρακτηριστικά απόδοσης του κινητήρα φαίνονται στο Σχ. 9.2β

Οι στροφές του κινητήρα μειώνονται με την αύξηση του φορτίου P2 και γράφημα ω= f(P 2)αποκτά πτώση όψη. Για να δώσουν ένα σχήμα καμπύλης πτώσης στο χαρακτηριστικό ταχύτητας, ορισμένοι κινητήρες διακλάδωσης χρησιμοποιούν μια ελαφριά (λίγες στροφές) περιέλιξη πεδίου σειράς, η οποία ονομάζεται περιέλιξη σταθεροποίησης. Όταν αυτή η περιέλιξη ενεργοποιείται σε συνεννόηση με την περιέλιξη παράλληλης διέγερσης, το MMF του αντισταθμίζει την απομαγνητιστική επίδραση της αντίδρασης οπλισμού έτσι ώστε η ροή F να παραμένει πρακτικά αμετάβλητη σε ολόκληρο το εύρος φορτίου.

Αλλαγή της ταχύτητας περιστροφήςτου κινητήρα κατά τη μετάβαση από το ονομαστικό φορτίο στο ρελαντί, εκφραζόμενη ως ποσοστό, ονομάζεται ονομαστική αλλαγή στην ταχύτητα:

, (9.12)

∆ω nom = 100

όπου 0 (n 0) είναι η ταχύτητα του κινητήρα σε κατάσταση ρελαντί.

Συνήθως για κινητήρες παράλληλης διέγερσης Δω nom = 2-8%, επομένως το χαρακτηριστικό ταχύτητας του κινητήρα παράλληλης διέγερσης ονομάζεται σκληρός.

Η εξάρτηση της χρήσιμης ροπής από το φορτίο καθορίζεται από τον τύπο . Στο πρόγραμμα θα φαινόταν ευθεία. Ωστόσο, όσο αυξάνεται το φορτίο, μειώνονται οι στροφές του κινητήρα και επομένως η εξάρτηση καμπυλόγραμμος.

Γράφημα εξάρτησης M el = f(P 2)τρέχει παράλληλα με την καμπύλη M 2 = f(P 2).

Εκκίνηση του κινητήρα

Το ρεύμα οπλισμού κινητήρα καθορίζεται από τον τύπο

Στην αρχική στιγμή της εκκίνησης, ο οπλισμός του κινητήρα είναι ακίνητος και δεν προκαλείται EMF E a = 0 στην περιέλιξή του. Επομένως, όταν ο κινητήρας συνδέεται απευθείας στο δίκτυο, προκύπτει ρεύμα εκκίνησης στην περιέλιξη του οπλισμού του

I p = (9.13)

Συνήθως η αντίσταση είναι μικρή, οπότε το ρεύμα εκκίνησης φτάνει σε απαράδεκτα υψηλές τιμές, 10-20 φορές το ονομαστικό ρεύμα του κινητήρα.

Ένα τόσο μεγάλο ρεύμα εκκίνησης είναι πολύ επικίνδυνο για τον κινητήρα. Πρώτον, μπορεί να προκαλέσει κυκλική πυρκαγιά στο αυτοκίνητο και δεύτερον, με ένα τέτοιο ρεύμα, αναπτύσσεται μια υπερβολικά μεγάλη ροπή εκκίνησης στον κινητήρα, η οποία έχει επίδραση κραδασμού στα περιστρεφόμενα μέρη του κινητήρα και μπορεί να τα καταστρέψει μηχανικά. Και τέλος, αυτό το ρεύμα προκαλεί απότομη πτώση της τάσης στο δίκτυο, η οποία επηρεάζει αρνητικά τη λειτουργία άλλων καταναλωτών που περιλαμβάνονται σε αυτό το δίκτυο. Επομένως, η εκκίνηση του κινητήρα με απευθείας σύνδεση με το δίκτυο (εκκίνηση χωρίς αντίσταση) χρησιμοποιείται συνήθως για κινητήρες με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 0,7-1,0 kW. Σε αυτούς τους κινητήρες, λόγω της αυξημένης αντίστασης της περιέλιξης του οπλισμού και των μικρών περιστρεφόμενων μαζών, το ρεύμα εκκίνησης είναι μόνο 3-5 φορές υψηλότερο από το ονομαστικό ρεύμα, το οποίο δεν αποτελεί κίνδυνο για τον κινητήρα.

Όσον αφορά τους κινητήρες υψηλότερης ισχύος, κατά την εκκίνηση τους, χρησιμοποιούνται ρεοστάτες εκκίνησης (PR) για τον περιορισμό του ρεύματος εκκίνησης, συνδεδεμένοι σε σειρά με το κύκλωμα οπλισμού (ρεοστατική εκκίνηση).

Πριν ξεκινήσετε τον κινητήρα, είναι απαραίτητο να εισαγάγετε έναν ρεοστάτη, δηλαδή να ορίσετε την υψηλότερη αντίσταση. Στη συνέχεια ενεργοποιήστε τον διακόπτη και μειώστε σταδιακά την αντίσταση του ρεοστάτη.

Ρύζι. 9.4. Διάγραμμα σύνδεσης ρεοστάτη εκκίνησης

Ρεύμα οπλισμού εκκίνησης στη συνολική αντίσταση του ρεοστάτη εκκίνησης

. (9.14)

Η αντίσταση του ρεοστάτη εκκίνησης επιλέγεται συνήθως έτσι ώστε το μέγιστο ρεύμα εκκίνησης να υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα όχι περισσότερο από 2-3 φορές.

Για την εκκίνηση κινητήρων υψηλότερης ισχύος, δεν συνιστάται η χρήση ρεοστάτη εκκίνησης, καθώς αυτό θα προκαλούσε σημαντικές απώλειες ενέργειας. Επιπλέον, οι ρεοστάτες εκκίνησης θα ήταν ογκώδεις. Επομένως, σε κινητήρες υψηλής ισχύος, η εκκίνηση του κινητήρα χωρίς ρεοστατικά χρησιμοποιείται με μείωση της τάσης.

Παραδείγματα αυτού είναι η εκκίνηση των κινητήρων έλξης μιας ηλεκτρικής ατμομηχανής με εναλλαγή τους από σειριακή σύνδεση κατά την εκκίνηση σε παράλληλη σύνδεση κατά την κανονική λειτουργία ή εκκίνηση κινητήρα σε κύκλωμα γεννήτριας-μοτέρ.

Κινητήρες όπισθεν

Η αναστροφή του κινητήρα αλλάζει την κατεύθυνση περιστροφής του οπλισμού.

Η αναστροφή του κινητήρα πραγματοποιείται είτε αλλάζοντας την πολικότητα της τάσης στην περιέλιξη του οπλισμού είτε στην περιέλιξη πεδίου. Και στις δύο περιπτώσεις, αλλάζει το πρόσημο της ηλεκτρομαγνητικής ροπής του κινητήρα M em και, κατά συνέπεια, η φορά περιστροφής του οπλισμού.

Αποδοτικότητα μηχανών συνεχούς ρεύματος

η = P 2 /P 1 , (9,20)

P 2 είναι η χρήσιμη ισχύς του μηχανήματος (για μια γεννήτρια είναι η ηλεκτρική ισχύς που δίνεται στον δέκτη, για έναν κινητήρα είναι η μηχανική ισχύς στον άξονα).

P 1 είναι η ισχύς που παρέχεται στη μηχανή (για μια γεννήτρια είναι η μηχανική ισχύς που της παρέχεται από τον κύριο κινητήρα, για έναν κινητήρα είναι η ισχύς που καταναλώνει από μια πηγή συνεχούς ρεύματος· εάν η γεννήτρια έχει ανεξάρτητη διέγερση, τότε P 1 περιλαμβάνει επίσης την ισχύ που απαιτείται για κυκλώματα περιέλιξης πεδίου τροφοδοσίας).

Προφανώς, η ισχύς P 1 μπορεί να εκφραστεί ως εξής: P 1 = P 2 + ΣΔP,

όπου ΔP είναι το άθροισμα των απωλειών ισχύος που αναφέρονται παραπάνω.

Λαμβάνοντας υπόψη την τελευταία έκφραση

η = P 2 /(P 2 + ΣΔP). (9.21)

Όταν το μηχάνημα βρίσκεται στο ρελαντί, η ωφέλιμη ισχύς P 2 είναι μηδέν και η = 0. Η φύση της μεταβολής της απόδοσης με την αύξηση της ωφέλιμης ισχύος εξαρτάται από την τιμή και τη φύση της μεταβολής των απωλειών ισχύος. Ένα κατά προσέγγιση γράφημα της εξάρτησης η=f(P 2) φαίνεται στο Σχ. 9.5.

Καθώς αυξάνεται η ωφέλιμη ισχύς, η απόδοση πρώτα αυξάνεται σε μια ορισμένη τιμή P2, φτάνει στην υψηλότερη τιμή της και στη συνέχεια μειώνεται. Το τελευταίο εξηγείται από μια σημαντική αύξηση των μεταβλητών απωλειών, ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος. Οι μηχανές υπολογίζονται συνήθως με τέτοιο τρόπο ώστε η υψηλότερη τιμή απόδοσης να βρίσκεται στην περιοχή κοντά στην ονομαστική ισχύ P 2nom. Η ονομαστική τιμή απόδοσης των μηχανών με ισχύ από 1 έως 100 kW κυμαίνεται περίπου στο εύρος από 0,74 έως 0,92, αντίστοιχα.

Λογοτεχνία: Katsman M.M. Ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Κεφάλαιο 29.

§29.1, 29.2, 29.3, 29.4, 29.5, 29.6, 29.8, 29.10

Διάλεξη Νο. 9

κινητήρες συνεχούς ρεύματος

Μέθοδοι για συναρπαστικούς κινητήρες DC

Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία όταν είναι απαραίτητο να ρυθμιστεί η ταχύτητα της ηλεκτρικής κίνησης (ηλεκτρική κίνηση). Χρησιμοποιούνται κυρίως συστήματα UC-D (ελεγχόμενος ανορθωτής-μοτέρ), τα οποία παρέχουν έλεγχο ταχύτητας υψηλής ποιότητας.

Σύμφωνα με τη μέθοδο διέγερσης, οι ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίζονται σε τέσσερις ομάδες:

1. Με ανεξάρτητη διέγερση, στην οποία το τύλιγμα διέγερσης ΝΟ τροφοδοτείται από εξωτερική πηγή συνεχούς ρεύματος.

2. Με παράλληλη διέγερση (shunt), στην οποία η περιέλιξη διέγερσης SHOV συνδέεται παράλληλα με την πηγή ισχύος της περιέλιξης του οπλισμού.

3. Με διαδοχική διέγερση (σειριακή), στην οποία η περιέλιξη διέγερσης SOV συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη του οπλισμού.

4. Κινητήρες με μικτή διέγερση (σύνθετος), που έχουν σειρά MOV και παράλληλο MOV της περιέλιξης διέγερσης.

Οι κινητήρες με ανεξάρτητη διέγερση και παράλληλη διέγερση έχουν τις ίδιες ιδιότητες, επομένως αυτές οι ομάδες συνδυάζονται και ταξινομούνται σε μία ομάδα: κινητήρες με ανεξάρτητη διέγερση που προορίζονται για λειτουργία σε ελεγχόμενους ηλεκτρικούς κινητήρες.

Η βιομηχανία παράγει κινητήρες συνεχούς ρεύματος των κύριων γενικών βιομηχανικών σειρών 2P και 4P που χωρίζονται σύμφωνα με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Με διαστάσεις?

Σύμφωνα με τη μέθοδο προστασίας.

Με δύναμη?

Με ταχύτητα περιστροφής.

Με τάση οπλισμού (110V, 220V, 340V, 440V);

Στην τάση της περιέλιξης διέγερσης (110 και 220 V).

Εάν η τάση στον οπλισμό και στην περιέλιξη πεδίου (OB) συμπίπτουν, τότε η περιέλιξη πεδίου συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη του οπλισμού.

Εκτός από τις σειρές 2P και 4P παράγονται και άλλες εξειδικευμένες σειρές.