병렬 여자 모터. 병렬 여자가 있는 DC 모터 - 작동 다이어그램

19.07.2019

이미 언급한 바와 같이 여자 방법에 따라 DC 모터는 모터로 구분됩니다. 독립적인, 평행한(분로), 일관된(직렬) 및 혼합(복합) 여기.

독립적으로 여자되는 모터, 두 개의 전원이 필요합니다 (그림 11.9, a). 그중 하나는 전기자 권선에 전원을 공급하는 데 필요합니다 (결론 야1그리고 야2) 및 다른 하나 - 여자 권선에 전류를 생성합니다 (권선 단자 Ш1그리고 Ш2). 추가 저항 로드전기자 권선 회로에서는 모터가 켜지는 순간 모터의 시동 전류를 줄이는 것이 필요합니다.

강력한 전동기는 여자 전류를 보다 편리하고 경제적으로 조절하기 위해 주로 독립 여자 방식으로 제작됩니다. 계자 권선의 단면적은 전원 전압에 따라 결정됩니다. 이러한 기계의 특징은 모터 샤프트의 부하로부터 여자 전류 및 그에 따른 주 자속이 독립된다는 것입니다.

독립 여자 모터는 특성이 병렬 여자 모터와 거의 동일합니다.

병렬 모터그림 11.9에 표시된 다이어그램에 따라 켜집니다. b. 클램프 야1그리고 야2전기자 권선 및 클램프와 관련됩니다. Ш1그리고 Ш2- 여자 권선(션트 권선). 저항 변수 로드그리고 Rв전기자 권선과 계자 권선의 전류를 각각 변경하도록 설계되었습니다. 이 모터의 계자 권선은 상대적으로 작은 단면적을 가진 많은 수의 구리선으로 구성되며 상당한 저항을 갖습니다. 이를 통해 정격 데이터에 지정된 전체 네트워크 전압에 연결할 수 있습니다.

이 유형의 엔진의 특징은 작동 중에 전기자 회로에서 계자 권선을 분리하는 것이 금지되어 있다는 것입니다. 그렇지 않으면 계자 권선이 열리면 허용할 수 없는 EMF 값이 나타나 엔진 고장이 발생하고 유지 보수 담당자가 부상을 입을 수 있습니다. 같은 이유로 엔진의 회전이 아직 멈추지 않은 상태에서 엔진을 끄면 계자 권선을 열 수 없습니다.

회전 속도가 증가함에 따라 전기자 회로의 추가(추가) 저항 Rd는 감소해야 하며, 일정한 회전 속도에 도달하면 완전히 제거되어야 합니다.

그림 11.9. DC 기계의 여기 유형,

a - 독립 여기, b - 병렬 여기,

c - 순차 여기, d - 혼합 여기.

OVSh - 션트 여자 권선, OVS - 직렬 여자 권선, "OVN - 독립 여자 권선, Rd - 전기자 권선 회로의 추가 저항, Rv - 여자 권선 회로의 추가 저항.

엔진 시동 시 전기자 권선에 추가 저항이 없으면 정격 전기자 전류를 초과하는 큰 시동 전류가 나타날 수 있습니다. 10~40배 .

병렬 여자 모터의 중요한 특성은 전기자 샤프트의 부하가 변할 때 회전 속도가 거의 일정하다는 것입니다. 따라서 부하가 공회전에서 공칭 값으로 변경되면 회전 속도는 (2.. 8)% .

이 엔진의 두 번째 특징은 경제적인 속도 제어로, 최고 속도와 최저 속도의 비율이 2:1 , 그리고 특별한 엔진 디자인으로 - 6:1 . 최소 회전 속도는 기계의 자속 증가를 허용하지 않는 자기 회로의 포화에 의해 제한되며 회전 속도의 상한은 기계의 안정성에 따라 결정됩니다. 즉 자기가 크게 약화됩니다. 플럭스, 엔진이 "고장"될 수 있습니다.

시리즈 모터(직렬)은 다이어그램 (그림 11.9, c)에 따라 켜집니다. 결론 C1그리고 C2직렬(순차) 여자 권선에 해당합니다. 이는 대부분 큰 단면의 구리선을 상대적으로 적은 수의 감음으로 만들어집니다. 계자 권선은 전기자 권선과 직렬로 연결됩니다.. 추가 저항 로드전기자 및 여자 권선 회로에서 시동 전류를 줄이고 엔진 속도를 조절할 수 있습니다. 엔진을 켤 때 시동 전류가 다음과 같은 값을 가져야 합니다. (1.5...2.5)에서. 엔진이 일정한 속도에 도달하면 추가 저항이 발생합니다. 로드즉, 0으로 설정됩니다.

시동 시 이러한 모터는 큰 시동 토크를 발생시키므로 정격 값의 최소 25% 부하에서 시동해야 합니다. 샤프트의 출력이 적은 상태에서, 특히 유휴 모드에서 엔진을 시동하는 것은 허용되지 않습니다. 그렇지 않으면 엔진 속도가 너무 빨라져 엔진이 고장날 수 있습니다. 이 유형의 모터는 넓은 범위 내에서 회전 속도를 변경해야 하는 운송 및 리프팅 메커니즘에 널리 사용됩니다.

혼합 여자 모터(화합물)은 병렬 여자 모터와 직렬 여자 모터 사이의 중간 위치를 차지합니다(그림 11.9, d). 한 유형에 속하는지 다른 유형에 속하는지 여부는 병렬 또는 직렬 여자 권선에 의해 생성된 주요 여자 흐름 부분의 비율에 따라 달라집니다. 엔진을 켜면 시동 전류를 줄이기 위해 전기자 권선 회로에 추가 저항이 포함됩니다. 로드. 이 엔진은 견인력이 좋고 공회전이 가능합니다.

모든 유형의 여기 DC 모터를 직접(무저항) 켜는 것은 1kW 이하의 전력으로 허용됩니다.

DC 기계의 지정

현재 가장 널리 사용되는 범용 DC 기계는 2P그리고 최신 시리즈 4P.이 시리즈 외에도 크레인, 굴삭기, 야금 및 기타 시리즈 드라이브용 엔진이 생산됩니다. 디.엔진은 특수 시리즈로도 제조됩니다.

시리즈 엔진 2P그리고 4P시리즈의 비동기 AC 모터에 대한 관례와 같이 회전축에 따라 구분됩니다. 4A. 기계 시리즈 2P축의 회전 높이가 90mm에서 315mm까지 다른 11개의 치수를 가지고 있습니다. 이 시리즈 기계의 출력 범위는 전기 모터의 경우 0.13~200kW, 발전기의 경우 0.37~180kW입니다. 2P 및 4P 시리즈의 모터는 110, 220, 340 및 440V의 전압용으로 설계되었습니다. 정격 회전 속도는 750, 1000, 1500, 2200 및 3000rpm입니다.

시리즈의 11개 차량 크기 각각 2P두 가지 길이의 침대가 있어요 (M과 L).

전기 기계 시리즈 4P시리즈에 비해 더 나은 기술 및 경제 지표를 가지고 있습니다. 2P. 연속 생산의 복잡성 4P와 비교하다 2P 2.5...3배 감소했습니다. 동시에 구리 소비량은 25~30% 감소합니다. 냉각 방법, 날씨 보호, 시리즈 기계의 개별 부품 및 구성 요소 사용을 포함한 다양한 설계 기능 4P시리즈의 비동기 모터와 통합 4A그리고 일체 포함 .

DC 기계(발전기와 모터 모두)의 명칭은 다음과 같습니다.

ПХ1Х2ХЗХ4,

어디 2P- DC 기계 시리즈;

11- 보호 유형별 설계: N - 자체 환기로 보호, F - 독립 환기로 보호, B - 자연 냉각으로 폐쇄, O - 외부 팬의 송풍으로 폐쇄;

X2- 회전축 높이(2자리 또는 3자리 숫자)(mm)

HZ- 기존 고정자 길이: M - 첫 번째, L - 두 번째, G - 타코제너레이터 포함;

예를 들면 엔진 지정입니다. 2PN112MGU- DC 모터 시리즈 2P, 자체 환기 기능이 있는 보호 버전 N,112 회전축 높이(mm), 첫 번째 고정자 크기 중, 타코제너레이터 장착 G, 온대 기후에 사용 유.

전력에 따라 DC 전기 기계는 다음 그룹으로 나눌 수 있습니다.

마이크로머신..........................................100W 미만,

소형 기계 .......................... 100W에서 1000W까지,

저전력 기계............1~10kW,

중전력 기계………..10~100kW,

대형 기계............................100~1000kW,

고출력 기계……….1000kW 이상.

정격 전압에 따라 전기 기계는 일반적으로 다음과 같이 나뉩니다.

저전압...........100V 미만,

중간 전압...........100~1000V,

고전압……… 1000V 이상.

회전 주파수에 따라 DC 기계는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

저속..............250rpm 미만.,

평균 속도………250~1000rpm,

고속……….1000~3000rpm.

초고속…..3000rpm 이상.

작업 수행을 위한 작업 및 방법론.

1.직류 전기 기계의 개별 부품의 구조와 목적을 연구합니다.

2. 전기자 권선 및 계자 권선과 관련된 DC 기계의 단자를 결정합니다.

특정 권선에 해당하는 단자는 메가, 저항계 또는 전구를 사용하여 확인할 수 있습니다. 메가를 사용할 때 한쪽 끝은 권선의 단자 중 하나에 연결되고 다른 쪽 끝은 다른 쪽 끝과 교대로 접촉됩니다. 측정된 저항이 0이면 동일한 권선의 두 단자가 일치함을 나타냅니다.

3. 단자별로 전기자 권선과 계자 권선을 인식합니다. 여자 권선 유형(병렬 여자 또는 직렬)을 결정합니다.

이 실험은 권선과 직렬로 연결된 전구를 사용하여 수행할 수 있습니다. DC 전압은 원활하게 적용되어야 하며 점차적으로 기계 여권에 지정된 공칭 값까지 증가해야 합니다.

전기자 권선과 직렬 여자 권선의 낮은 저항을 고려하면 전구가 밝게 켜지고 메거(또는 저항계)로 측정한 저항은 거의 0과 같습니다.

병렬 계자 권선과 직렬로 연결된 전구는 희미하게 빛납니다. 병렬 여자 권선의 저항 값은 한계 내에 있어야 합니다. 0.3...0.5k옴 .

전기자 권선의 단자는 절연저항계의 한쪽 끝을 브러시에 연결하고 다른 쪽 끝을 전기 기계 패널의 권선 단자에 접촉하면 인식할 수 있습니다.

전기 기계 권선의 단자는 보고서에 표시된 기존 단자 라벨에 표시되어야 합니다.

권선저항과 절연저항을 측정합니다. 권선의 저항은 전류계 및 전압계 회로를 사용하여 측정할 수 있습니다. 권선과 하우징에 대한 권선 사이의 절연 저항은 1kV 전압 정격 메가로 점검됩니다. 전기자 권선과 계자 권선 사이, 그리고 이들과 하우징 사이의 절연 저항은 최소한 0.5MOhm. 보고서에 측정 데이터를 표시합니다.

여자 권선이 있는 주 극과 극 아래에 있는 권선의 회전이 있는 전기자를 대략적으로 단면으로 그립니다(그림 11.10과 유사). 계자 및 전기자 권선의 전류 방향을 독립적으로 취하십시오. 이러한 조건에서 엔진의 회전 방향을 나타냅니다.

쌀. 11.10. 이중 극 DC 기계:

1 - 침대; 2 - 앵커; 3 - 메인 폴; 4 - 여자 권선; 5 - 극 조각; 6 - 전기자 권선; 7 - 수집가; F - 주 자속; F는 전기자 권선의 도체에 작용하는 힘입니다.

자율 학습을 위한 시험 문제 및 과제

1: DC 모터와 발전기의 구조와 작동 원리를 설명합니다.

2. DC 기계 정류자의 목적을 설명하십시오.

3.극분할의 개념을 제시하고 그 정의를 표현하시오.

4.DC 기계에 사용되는 주요 권선 유형을 설명하고 만드는 방법을 알아보세요.

5. 병렬 여자 모터의 주요 장점을 나타냅니다.

6. 직렬 권선에 비해 병렬 계자 권선의 설계 특징은 무엇입니까?

7. 직렬 여자 DC 모터 시동의 특징은 무엇입니까?

8. DC 기계의 단순 파동 및 단순 루프 권선에는 몇 개의 병렬 분기가 있습니까?

9.DC 기계는 어떻게 지정되나요? 표기법의 예를 들어보세요.

10.DC 기계의 권선 사이 및 권선과 하우징 사이에 허용되는 절연 저항은 얼마입니까?

11.전기자 권선 회로에 추가 저항이 없을 때 엔진을 시동하는 순간 전류는 어떤 값에 도달할 수 있습니까?

12.모터에 허용되는 시동 전류는 얼마입니까?

13. 전기자 권선 회로에 추가 저항 없이 DC 모터를 시동하는 것이 허용되는 경우는 무엇입니까?

14. 독립 여기 발생기의 EMF를 어떻게 변경할 수 있습니까?

15.DC 기계의 추가 극의 목적은 무엇입니까?

16. 직렬 여자 모터를 켜는 것이 허용되는 부하는 무엇입니까?

17. 주 자속의 크기는 어떻게 결정됩니까?

18.발전기의 EMF와 엔진의 토크에 대한 식을 쓰십시오. 구성 요소의 개념을 제공하십시오.

실험실 작업 12.

정전압원으로 작동하는 전기 모터의 구성에는 여러 가지 유형이 있습니다. 작동 원리는 동일하지만 계자 권선(OB)과 전기자(I)를 연결하는 특징에 차이가 있습니다.

병렬 여자 DC 전기 모터는 I 권선과 OB 권선이 이러한 방식으로 서로 연결되어 있기 때문에 그 이름을 얻었습니다. 이 유형의 전기 모터는 거의 일정한 작동 속도가 필요할 때 순차 및 혼합 유형의 제품을 능가하는 필수 모드를 제공합니다.

결론

엔진의 구성과 그 범위

해당 유형의 전기 모터 다이어그램은 다음과 같습니다.

소스에서 전기 모터가 소비하는 총 전류는 I = I I + IV입니다. 여기서 I I, I V는 각각 전기자와 계자 권선을 통과하는 전류입니다.
동시에 I B는 I I에 의존하지 않습니다. 즉, 부하에 의존하지 않습니다.

이 장치는 시동에 높은 토크가 필요하지 않을 때, 즉 구동 메커니즘의 작동 모드가 큰 시동 부하 생성을 포함하지 않을 때 사용됩니다. 이는 공작 기계 및 팬에 일반적입니다.

연습을 위해 다음과 같은 전기 메커니즘의 유용한 견인 매개변수를 사용합니다.

부하 변동 시 작동 안정성;
OB를 통해 흐르지 않기 때문에 효율성이 높습니다.

혼합형 회로로 전환하여 토크가 부족한 경우에도 시동이 보장됩니다.

부하가 변할 때 전기 모터의 동작

기계적 특성은 광범위한 부하 변화에 대한 전기 모터의 안정성을 보여주며, 전기 모터에 의해 생성된 토크가 샤프트의 작동 속도에 미치는 영향을 설명합니다.

이 유형의 메커니즘의 견인 특성으로 인해 회전 수의 상당한 변화로 토크의 크기를 유지할 수 있습니다. 일반적으로 장치의 견인 매개변수는 이 매개변수의 감소를 5% 이하로 보장해야 합니다. 간단한 연구에 따르면 프로세스의 가역성으로 인해 억제 매개변수가 유사한 것으로 나타났습니다. 이 조항은 혼합 여기의 경우에도 적용됩니다.

즉, 이러한 전기 모터는 견고한 특성을 특징으로 합니다. 이러한 작업 특성은 이 유형의 단위의 중요한 장점으로 간주됩니다.

속도 제어에 대한 다양한 접근 방식

전기요금을 절약하기 위해 독자들은 전기절약박스를 추천합니다. 월 납입금은 Saver를 사용하기 전보다 30~50% 낮아집니다. 이는 네트워크에서 반응성 구성 요소를 제거하여 부하를 줄이고 결과적으로 전류 소비를 줄입니다. 전기제품은 전기를 덜 소비하고 비용이 절감됩니다.

권선 병렬 연결의 작동 원리는 가변 저항을 사용하여 작동하는 동안 다양한 속도 변화와 함께 원활한 시작을 보장합니다. 또한 전류를 제한하여 정상적인 엔진 시동을 보장합니다.

병렬형 장치의 경우 다음을 변경하여 작동 속도를 제어하는 방법이 사용됩니다.

주극의 자속;
전기자 회로 저항;
그것에 공급되는 전압.

영향을 받는 대상은 여자 권선, 전기자 권선 및 작동 전압입니다.

자속의 변화는 직렬 가변저항기 R P를 사용하여 수행됩니다. 저항이 증가함에 따라 OB는 더 적은 전류를 통과하며 이는 자속의 감소를 동반합니다. 이 행동의 외부 표현은 유휴 상태에서 자아의 속도가 증가하는 것입니다. 연구에 따르면 특성의 기울기가 증가하는 것으로 나타났습니다.

두 번째 원리는 전기자 전원 회로에 추가 직렬 제어 가변 저항을 포함하는 것입니다. 저항이 증가함에 따라 I의 회전 속도는 감소하는 반면, 자연스러운 기계적 특성은 더 큰 기울기를 얻습니다. 상당한 전력이 소비되는 가변 저항의 주 권선과 추가 저항의 직렬 연결로 인해 눈에 띄는 효율성 저하가 발생합니다.

세 번째 원칙은 회로 솔루션의 특정 복잡성을 수반하며 별도의 조정 가능성을 유지하면서 별도의 조정된 전원을 사용해야 합니다. 실제 상황에서 사용하면 샤프트 회전 속도의 감소만 가능합니다.

독립적으로 여자되는 모터

독립적으로 여자되는 DC 모터는 조절에 대한 세 번째 접근 방식을 구현하며 OB와 M이 서로 다른 소스에서 전력을 공급받는다는 점에서 흥미롭습니다. 해당 다이어그램은 다음과 같습니다.

이 설계의 모터에서는 Iv는 변경되지 않고 M에 인가되는 전압만 변경됩니다. 이는 공회전 속도의 변경을 동반하지만 특성의 강성은 변경되지 않습니다.

두 소스의 독립적인 기능으로 인해 이러한 장치의 작동 원리는 더욱 복잡해졌습니다. 그러나 그 사용은 연습에 다음과 같은 중요한 이점을 제공합니다.

매우 심도 있게 작동 속도를 부드럽고 경제적으로 제어합니다.
가변 저항 없이 감소된 전압에서 모터를 시동합니다.

정상 전압에서 시동이 발생하면 가변저항기는 Iv 값을 제한합니다.

연구에 따르면 최대 회전수는 저항 M에 의해서만 제한되고 최소 회전수는 작동 중 발생하는 열을 제거하는 조건에 따라 제한됩니다.

다양한 사이리스터 레귤레이터를 M과 순차적으로 연결할 경우 제어 시스템의 에너지 소비 및 응답 속도 측면에서 특성이 향상됩니다. 다양한 메커니즘을 구동하는 과정에서 샤프트 회전수를 설정하고 안정화시키기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 일반적인 특징은 주파수 네거티브 피드백 회로에 사이리스터 조정기가 포함되어 있다는 것입니다. 그러한 단위를 시작하려면 특별한 절차를 실행해야 합니다.

결론

션트 모터는 매우 유연한 구동 메커니즘이며 높은 시동 토크가 필요하지 않은 매우 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 간단하고 안정적인 회전 속도 제어 회로를 갖추고 있으며 시동이 쉽습니다.

병렬 여자 전동기는 계자 권선이 전기자 권선에 병렬로 연결된 DC 모터입니다(그림 1). 특성을 취하면 정격 전압 Un =const가 전기자 회로에 공급됩니다.

쌀. 1 - 병렬 여자 모터 다이어그램

네트워크에서 모터가 소비하는 전류는 I = I a + I v의 합으로 결정되며 여자 전류는 일반적으로 I v = (0.03...0.04) I n과 같습니다. 모든 엔진 특성은 여자 회로 r in =const 및 전기자에서 일정한 저항으로 취해집니다.

속도 특성.

Un =const 및 I in =const에 대한 종속성 n=f (I a)

전기 모터의 EMF 방정식에서

표현식에서 알 수 있듯이 엔진 속도는 부하 전류와 자속의 변화라는 두 가지 요소에 따라 달라집니다. 부하 전류가 증가하면 전기자 회로 저항의 전압 강하가 증가하고 모터 속도가 감소합니다.

전기자의 횡방향 반응으로 인해 모터가 탈자됩니다. 전류 Ia가 증가하면 유량이 감소하고 결과적으로 엔진 속도가 증가합니다. 따라서 두 요소 모두 기계 속도와 관련하여 반작용으로 작용하며 속도 특성의 유형은 결과적인 작용에 따라 결정됩니다.

그림에서. 그림 2는 엔진의 세 가지 다른 속도 특성(곡선 1,2,3)을 보여줍니다. 곡선 1 - I a ∑r의 영향이 우세할 때의 속도 특성, 곡선 2 - 두 요소가 대략 균형을 이루고, 곡선 3 - 전기자 반응의 자기소거 효과 요소가 우세합니다.

쌀. 2 - 병렬 모터 특성

실제 엔진에서는 흐름 F의 변화가 미미하기 때문에 속도 특성은 거의 직선입니다. 다수의 최신 병렬 여기 기계에는 횡 전기자 반응의 영향을 보상하기 위해 추가 안정화 계자 권선이 설치되어 전기자 반응의 영향을 완전히 또는 부분적으로 보상합니다.

엔진의 안정적인 작동을 보장하는 속도 특성의 일반적인 형태는 곡선 유형 1의 특성입니다.

특성의 기울기는 전기자 반응을 고려하지 않고 전기자 회로 저항 Σr의 값에 의해 결정됩니다. 전기자 회로에 추가 저항이 포함되지 않은 경우 특성을 자연이라고 합니다. 병렬 여자 모터의 자연스러운 특성은 매우 견고합니다. 일반적으로 no는 유휴 속도입니다. 추가 저항 Rr이 전기자 회로에 포함되면 특성의 기울기가 증가하고 "부드럽게" 되며 인공 또는 저항 저항이라고 합니다.

토크 특성– 이는 r in =const, U=U n 및 Σr=const에 대한 종속성 M=f(I a)입니다. 다음에 따른 정상 상태 엔진 작동에서

M em = M 2 +M 0 = c m I a F가 있습니다. 기계 작동 중에 흐름 F가 변경되지 않은 경우 모멘트 특성은 직선이 됩니다(특성 4, 그림 2). 실제로 자속 Ф는 전기자 반응의 감자 효과로 인해 전류 Ia가 증가함에 따라 약간 감소하므로 토크 특성은 아래쪽으로 약간 기울어집니다(곡선 5). 유용한 토크 특성은 유휴 토크 값만큼 전자기 토크 곡선 아래에 위치합니다(곡선 6).

효율성 특성 eta=f(I a)는 U=U n, r in =const, Σr=const에서 제거되며 전기 모터에 대한 일반적인 형태를 갖습니다(그림 2의 특성 7). 부하가 유휴 상태에서 0.25Rn으로 증가함에 따라 효율성은 급격히 증가하고 P = (0.5...0.75)Rn에서 최대값에 도달한 다음 P = Pn까지 거의 변하지 않습니다. 일반적으로 저출력 엔진에서는 eta = 0.75...0.85이고, 중간 및 고출력 엔진에서는 eta = 0.85...0.94입니다.

기계적 특성 U=U n, I in =const 및 Σr=const에 대한 종속성 n=f(M)을 나타냅니다. 기계적 특성에 대한 해석적 표현은 전기 모터의 EMF 방정식으로부터 얻을 수 있습니다.

M = c e I a Ф 표현식에서 전류 I a를 결정하고 이 전류 값을 위 표현식에 대체하면 다음을 얻습니다.

전기자의 반응을 무시하고 흐름 Ф가 변하지 않는다고 가정하면 병렬 여자 전기 모터의 기계적 특성은 직선 형태로 표현될 수 있으며(그림 3), 그 기울기는 다음에 따라 달라집니다. 전기자 회로에 포함된 저항 R r의 값. Rр =0일 때 특성을 자연이라고 합니다.

쌀. 3 - 병렬 여자 모터의 기계적 특성

내가 여자 회로를 차단하면 = 0이면 엔진 속도는 n → , 즉 엔진이 "행상" 중이므로 즉시 네트워크 연결을 끊어야 합니다.

병렬 여자 전동기는 계자 권선이 전기자 권선에 병렬로 연결된 DC 모터입니다(그림 1). 특성을 취하면 정격 전압 Un =const가 전기자 회로에 공급됩니다.

쌀. 1 - 병렬 여자 모터 다이어그램

속도 특성.

Un =const 및 I in =const에 대한 종속성 n=f(I a)

전기 모터의 EMF 방정식에서

그림에서. 그림 2는 세 가지 다른 엔진 속도 선(곡선 1,2,3)을 보여줍니다. 곡선 1 - I a ∑r의 영향이 우세할 때의 속도 특성, 곡선 2 - 두 요소가 대략 균형을 이루고, 곡선 3 - 전기자 반응의 자기소거 효과 요소가 우세합니다.

쌀. 2 - 병렬 모터 특성

실제 기계에서는 흐름 F의 변화가 미미하기 때문에 속도 특성은 거의 직선입니다. 다수의 최신 병렬 여기 기계에는 횡 전기자 반응의 영향을 보상하기 위해 추가 안정화 계자 권선이 설치되어 전기자 반응의 영향을 완전히 또는 부분적으로 보상합니다.

엔진의 안정적인 작동을 보장하는 속도 특성의 일반적인 형태는 곡선 1의 형태를 갖습니다.

토크 특성

이는 r in =const, U=U n 및 Σr=const에 대한 종속성 M=f(I a)입니다. 다음에 따른 정상 상태 엔진 작동에서

M em = M 2 +M 0 = c m I a F가 있습니다. 기계 작동 중에 흐름 F가 변경되지 않은 경우 모멘트 특성은 직선이 됩니다(그림 2의 4선). 실제로 자속 Ф는 전기자 반응의 감자 효과로 인해 전류 Ia가 증가함에 따라 약간 감소하므로 토크 특성은 아래쪽으로 약간 기울어집니다(곡선 5). 유용한 토크 특성은 유휴 토크 값만큼 전자기 토크 곡선 아래에 위치합니다(곡선 6).

효율성 특성

eta=f(I a)는 U=U n, r in =const, Σr=const에서 제거되며 전기 모터에 대한 일반적인 형태를 갖습니다(그림 2의 특성 7). 부하가 유휴 상태에서 0.25R n으로 증가하고 P = (0.5...0.75)R n에서 최대값에 도달한 다음 P = P n까지 거의 변하지 않고 유지됨에 따라 효율이 급격히 증가합니다. 일반적으로 저출력 엔진에서는 eta = 0.75...0.85이고, 중간 및 고출력 엔진에서는 eta = 0.85...0.94입니다.

기계적 특성

U=U n, I in =const 및 Σr=const에 대한 종속성 n=f(M)을 나타냅니다. 기계적 특성에 대한 해석적 표현은 전기 모터의 EMF 방정식으로부터 얻을 수 있습니다.

M = c e I a Ф 표현식에서 전류 I a를 결정하고 이 전류 값을 위 표현식에 대체하면 다음을 얻습니다.

쌀. 3 - 병렬 여자 모터의 기계적 특성

I가 차단한 여기 회로 = 0이면 회전 수는 n → , 즉 다음과 같습니다. 엔진이 "행상" 중이므로 즉시 네트워크 연결을 끊어야 합니다.

9번 강의

DC 모터

차원별

보호 방법에 따르면;

힘으로;

회전 속도에 따라;

DC 전기 모터의 여자 회로가 그림에 나와 있습니다.

쌀. 9.1 DC 전기 모터의 여자 회로: a - 독립, b - 병렬, c - 직렬, d - 혼합

기본 공식 및 방정식

SI 시스템에서 뼈대의 회전 속도(rad/s)를 취하면 강의 4번의 공식 4.13은 다음과 같은 형식을 취합니다.

중 -전자기 토크 DC 기계, N/m(뉴턴을 미터로 나눈 값)

케이- 주어진 기계에 대한 상수 값;

F - 주 자속, Wb(웨버)

R-전기자 권선 극 쌍의 수

N은 전기자 권선의 슬롯 측면 수입니다.

ㅏ -전기자 권선의 평행 분기 쌍 수

나는 아니면 그냥 나- 전기자 전류, A;

일정한 속도로 작동하는 엔진의 경우 다음을 얻을 수 있습니다. 응력 방정식(EMF) 발전기 전기자 회로용:

이 방정식은 Kirchhoff의 제2법칙에 기초하여 구해집니다.

. (9.3)

전기자 회로의 모든 섹션 저항의 합:

전기자 권선 r a 또는 r i

추가 극의 권선 r d,

보상 권선 r ~,

직렬 계자 권선 r s

전환 브러시 접점 r shch.

기계에 표시된 권선이 없는 경우 (9.4)에는 해당 용어가 포함되지 않습니다.

(9.3)에서 모터에 공급되는 전압은 전기자 권선의 역기전력과 전기자 회로의 전압 강하에 의해 균형을 이룹니다.

(9.3)을 바탕으로 전기자 전류 공식을 얻습니다.

. (9.5)

방정식 (9.3)의 양쪽에 전기자 전류 Ia를 곱하면 전기자 회로의 전력 방정식을 얻습니다.

, (9.6)

, (9.7)

(9.8)

Ω - 전기자의 회전 각주파수;

엔진의 전자기력.

따라서 이 표현은 모터의 전자기력을 나타냅니다.

성능 특성

엔진 성능 특성은 그림 9.2b에 나와 있습니다.

부하 P2가 증가하면 엔진 속도가 감소하고, 그래프 Ω= f(P 2)획득하다 떨어지는 모습. 속도 특성에 하강 곡선 모양을 제공하기 위해 일부 션트 모터는 안정화 권선이라고 하는 가벼운(몇 회전) 직렬 계자 권선을 사용합니다. 이 권선이 병렬 여자 권선과 함께 켜지면 MMF는 전기자 반응의 자기소거 효과를 보상하여 자속 F가 전체 부하 범위에 걸쳐 실질적으로 변하지 않게 유지됩니다.

회전 속도 변경정격 부하에서 공회전으로 전환하는 동안 엔진의 백분율로 표현되는 속도의 공칭 변화를 말합니다.

, (9.12)

ΔΩ 공칭 = 100

여기서 0(n 0)은 유휴 모드의 엔진 속도입니다.

일반적으로 병렬 여자 모터의 경우 ΔΩ nom = 2-8%이므로 병렬 여자 모터의 속도 특성을 다음과 같이 부릅니다. 힘든.

부하에 대한 유용한 토크의 의존성은 다음 공식에 의해 설정됩니다. . ~에 일정 똑바로 보일 것입니다. 그러나 부하가 증가함에 따라 엔진 속도는 감소하므로 의존성은 곡선의.

의존성 그래프 M el = 에프(P2)곡선 M 2 =와 평행하게 진행됩니다. 에프(P2).

엔진 시동

모터 전기자 전류는 공식에 의해 결정됩니다

시동 초기에 모터 전기자는 정지되어 있으며 EMF E a = 0이 권선에 유도되지 않습니다. 따라서 모터가 네트워크에 직접 연결되면 전기자 권선에 시동 전류가 발생합니다.

나 p = (9.13)

일반적으로 저항은 작기 때문에 시동 전류는 모터 정격 전류의 10-20배에 달하는 허용할 수 없을 정도로 높은 값에 도달합니다.

이렇게 큰 시동 전류는 엔진에 매우 위험합니다. 첫째, 자동차에 원형 화재가 발생할 수 있고, 둘째, 이러한 전류로 인해 엔진에 지나치게 큰 시동 토크가 발생하여 엔진의 회전 부품에 충격 영향을 미치고 기계적으로 파손될 수 있습니다. 그리고 마지막으로 이 전류는 네트워크의 전압을 급격하게 떨어뜨려 이 네트워크에 포함된 다른 소비자의 작동에 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 네트워크에 직접 연결하여 엔진을 시동하는 방법(무저항 시동)은 일반적으로 출력이 0.7-1.0kW 이하인 엔진에 사용됩니다. 이러한 모터에서는 전기자 권선의 저항이 증가하고 회전 질량이 작기 때문에 시동 전류가 정격 전류보다 3~5배 높으므로 모터에 위험을 초래하지 않습니다.

더 높은 출력의 엔진의 경우 시동 시 시동 전류를 제한하기 위해 시동 가변 저항(PR)이 사용되며 전기자 회로에 직렬로 연결됩니다(가감 저항 시동).

엔진을 시동하기 전에 가변 저항을 도입해야 합니다. 즉, 가장 높은 저항을 설정해야 합니다. 그런 다음 스위치를 켜고 가변 저항의 저항을 점차적으로 줄이십시오.

쌀. 9.4. 가변 저항 연결 다이어그램 시작

시동 가변 저항의 총 저항에서 시동 전기자 전류

. (9.14)

시동 가변 저항의 저항은 일반적으로 최대 시동 전류가 정격 전류를 2-3배 이하로 초과하도록 선택됩니다.

더 높은 출력의 엔진을 시동하려면 시동 가변 저항을 사용하는 것이 바람직하지 않습니다. 이는 상당한 에너지 손실을 초래할 수 있기 때문입니다. 또한 가변 저항을 시작하면 부피가 커집니다. 따라서 고출력 엔진에서는 전압을 낮추어 무저항 엔진 시동을 사용합니다.

이에 대한 예로는 시동 중 직렬 연결에서 정상 작동 중 병렬 연결로 전환하여 전기 기관차의 견인 모터를 시동하거나 발전기-모터 회로에서 엔진을 시동하는 등이 있습니다.

역회전 엔진

모터를 역전시키면 전기자의 회전 방향이 변경됩니다.

모터 역전은 전기자 권선 또는 계자 권선의 전압 극성을 변경하여 수행됩니다. 두 경우 모두 모터 M em의 전자기 토크 기호와 그에 따라 전기자의 회전 방향이 변경됩니다.

DC 기계의 효율성

θ = P 2 /P 1 , (9.20)

P 2는 기계의 유효 동력입니다(발전기의 경우 수신기에 제공되는 전력이고, 엔진의 경우 샤프트의 기계적 동력입니다).

P 1은 기계에 공급되는 전력입니다(발전기의 경우 1차 엔진에 의해 공급되는 기계적 전력이고, 엔진의 경우 직류 소스에서 소비하는 전력입니다. 발전기에 독립적인 여기가 있는 경우 P 1에는 전원 공급 장치 계자 권선 회로에 필요한 전력도 포함됩니다.

분명히, 전력 P 1은 다음과 같이 표현될 수 있습니다: P 1 = P 2 + ΣΔP,

여기서 ΔP는 위에 나열된 전력 손실의 합입니다.

마지막 표현을 고려하면

θ = P 2 /(P 2 + ΣΔP). (9.21)

기계가 공회전 중일 때 유효 전력 P 2는 0이고 θ = 0입니다. 유효 전력 증가에 따른 효율 변화의 성격은 전력 손실 변화의 값과 성격에 따라 달라집니다. 의존성 θ=f(P 2)의 대략적인 그래프가 그림 1에 나와 있습니다. 9.5.

유효 전력이 증가함에 따라 효율은 먼저 특정 P2 값에서 증가하고 최고 값에 도달한 다음 감소합니다. 후자는 전류의 제곱에 비례하는 가변 손실의 상당한 증가로 설명됩니다. 기계는 일반적으로 정격 전력 P 2nom에 가까운 영역에 가장 높은 효율 값이 있도록 계산됩니다. 1~100kW의 전력을 가진 기계의 공칭 효율 값은 대략 각각 0.74~0.92 범위에 있습니다.

문학: Katsman M.M. 전기차. 29장.

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

9번 강의

DC 모터

DC 모터를 여자시키는 방법

DC 모터는 전기 구동(전기 구동)의 속도를 조절해야 할 때 산업계에서 사용됩니다. 주로 고품질의 속도 제어를 제공하는 UC-D(제어 정류기-모터) 시스템이 사용됩니다.

여자 방법에 따라 DC 전기 모터는 네 가지 그룹으로 나뉩니다.

1. 여자 권선 NO가 외부 직류 전류원으로부터 전원을 공급받는 독립적 여자의 경우.

2. SHOV 여자 권선이 전기자 권선의 전원에 병렬로 연결되는 병렬 여자(션트)의 경우.

3. 여자 권선 SOV가 전기자 권선과 직렬로 연결되는 순차 여자(직렬)의 경우.

4. 여자 권선의 직렬 MOV와 병렬 MOV를 갖는 혼합 여자(복합) 모터.

독립 여자 모터와 병렬 여자 모터는 동일한 특성을 가지므로 이러한 그룹은 제어되는 전기 모터에서 작동하도록 고안된 독립 여자 모터라는 하나의 그룹으로 결합 및 분류됩니다.

업계에서는 주요 일반 산업용 시리즈 2P 및 4P의 DC 모터를 생산하며 다음과 같은 특성에 따라 분류됩니다.

차원별

보호 방법에 따르면;

힘으로;

회전 속도에 따라;

전기자 전압별(110V, 220V, 340V, 440V)

여자 권선의 전압 (110 및 220V)

전기자와 계자 권선(OB)의 전압이 일치하면 계자 권선은 전기자 권선과 병렬로 연결됩니다.

2P, 4P 시리즈 외에 다른 특수 시리즈도 생산됩니다.