Схема постояннотокови двигатели и техните характеристики
1. Отделно развълнуван. възбуждане намотка се захранва от външен източник DC (или възбудител на токоизправител).
2. шънт. поле намотка, свързани в паралел с котвата, ликвидация,
3. серия раната. възбуждащата намотка е свързан последователно с котвата, ликвидация,
4. смесено възбуждане. тя има две намотки възбуждане, една свързани паралелно с котвата намотка, а другият - в серия с него.
Всички тези двигатели имат една и съща структура и се различават само по изпълнението на областта ликвидация. Поле намотка на споменатия двигател се извършва по същия начин, както в съответните генератори.
За постоянен ток с отделен възбуждане
В този мотор (. Фигура 1, а) на котвата намотка е свързан с основната DC източник на захранване (DC мрежа, генератор или токоизправител) с напрежение U, и възбуждане намотка - с допълнителен източник на напрежение в UB. Веригата за възбуждане бобина включени RRV регулиране реостат, а в котвата намотка схема - като се започне резистор радон.
Регулиране на реостат се използва за контрол на скоростта на въртене на котвата на двигателя, както и началната - за ограничаване на тока в котвата ликвидация по време на стартиране. Характерна особеност на мотора е, че неговата възбуда ток Ic не зависи от тока в котвата ликвидация Ия (натоварване ток). Ето защо, да се пренебрегва demagnetizing ефект на реакцията на котвата може да се предположи, че приблизително F и мотор поток е независим от товара. В зависимост електромагнитен въртящ момент М и скорост на въртене п на Ия ток ще бъде линейна (фиг. 2а). Следователно, линейна характеристика е механично и двигател - зависимостта на п (М) (Фигура 2Ь.).
При липса на арматура верига резистори с резистентност радон скорост и механични характеристики ще бъде строг, т.е. с малък наклон към хоризонталната ос, тъй като пада на напрежение Ия # 931; .., Обединен през котвената верига RYA в намотките на машината при номинално натоварване е само 3-5% от ООН. Тези характеристики (линии 1 на фиг. 2, А и В) се наричат естествени. Когато са включени в резистори арматура верига с резистентност Rn ъгъл на тези характеристики се увеличава, чрез което може да се получи семейство характеристики реостат 2, 3 и 4, съответстващ на различни стойности Rn1, RN2 и RN3.
Фиг. 1. Схема постояннотокови двигатели с независими схеми (а) и паралелно (б) възбуждане
Фиг. 2. Характеристики на постояннотокови двигатели с независимо и паралелно възбуждане. и - скорост и момент, б - механично в - .. По-работно съпротивление Rn, толкова по-голям ъгъл на наклона е реостат характеристика, т.е. мек.
Корпуса на реактора за регулиране реостат позволява регулиране поле ток на двигателя Ic и магнитен поток F. Това ще варира и н скорост.
В никакъв възбуждане ликвидация автоматични прекъсвачи и предпазители не са монтирани, тъй като разкъсване на тази верига рязко намалява магнитния поток на двигателя (тя може да тече само от остатъчния магнетизъм) и има авариен режим. Ако двигателят работи на празен ход или малко натоварване на ос, скоростта на въртене се издига рязко (двигателят е състезателни). В същото време значително увеличава тока в намотките на котвата и Ия може да бъде кръгъл огън. За да се избегне тази защита трябва да изключите двигателя от захранването.
Рязкото нарастване на въртене честотата на възбуждане намотка отворена верига дължи на факта, че в този случай драстично намалени магнитни (стойности Faust потока на остатъчния магнетизъм) поток F и Е. г. а. Е и увеличаване на текущата Ия. И тъй като приложеното напрежение U остава постоянна, скорост на въртене н ще се увеличи толкова дълго, колкото е. г. а. E достига стойност приблизително равна на U (което е необходимо за състоянието на равновесие на котвата верига, където Е = U - Ия # 931; RYA.
Когато натоварването на вала близо до номиналната, моторно задвижване верига в случай на разкъсване спирка, тъй като електромагнитната въртящ момент, двигателят може да доведе до значително намаляване на магнитните намалява потока и става по-малко от въртящия момент на натоварването на вала. В този случай, тъй като рязко Ия ток се увеличава, както и машината трябва да се отделят от захранването.
Трябва да се отбележи, че скорост на въртене на n0 отговаря идеално на празен ход, когато двигателят не консумира електрическа енергия от мрежата и нейната електромагнитна момент е нула. В реални условия на празен ход на двигателя използва мрежовия реактивния ток I0, необходима за компенсиране на вътрешните загуби на енергия, и се развива някакъв момент M0, необходима за преодоляване на силите на триене в машината. Ето защо, в действителност скорост на празен ход по-малко n0.
Зависимостта на скорост на въртене п и въртящ момент М на електромагнитния мощност Р2 (фиг. 2с) на вала на двигателя, както следва от обсъжданите отношения, е линейна. Зависимостта на тока и котвата намотка Ия мощност Р1 от Р2 и по същество линейна. Ия ток и мощност на Р1 = 0 Р2 са реактивния ток I0 и P0 мощност, консумирана при празен ход. Curve да. Н. Г. Има характер общи за всички електрически машини.
За постоянен ток с шунт
В този мотор (.. Виж Фигура 1Ь) и намотките на котвата се подават от същия източник на електрическа енергия с напрежение U. верига възбуждане намотка включва корпуса на реактора за адаптиране реостат, и в котвата намотка верига - изходен резистор Rp.
В този електрически двигател се извършва по същество отделни вериги захранване и възбуждане намотките на котвата, при което устройството ток Ic не зависи от котвата намотка ток Ic. Ето защо, двигател с плъзгащи ще има същите характеристики като на двигателя с независимо възбуждане. Въпреки това, двигателят с плъзгащи се работи нормално, само когато се захранва от източник DC с постоянно напрежение.
При хранене мотор с променлива източник на напрежение (генератор или контролирано токоизправител) намаляване на захранващото напрежение U предизвиква съответно намаляване на възбуждане ток Ic и магнитен поток F, което води до увеличаване на котвата намотка ток Ия. Това ограничава възможностите на управление на скоростта на арматура чрез промяна на захранващото напрежение U. Следователно двигатели, предназначени за захранване на генератора или контролираното токоизправител, трябва да има отделен възбуждане.
За постоянен ток с поредица възбуждане
За ограничаване на тока при стартиране на котвата намотка верига включително изходен резистор Rp (Фиг. 3a), и за регулиране на скоростта, успоредна на областта намотка може да се включи RRV регулиране реостат.
Фиг. 3. Схема на моторно DC с поредица възбуждане (а) и зависимостта си от магнитния поток F Ия тока в котвата намотка (б)
Фиг. 4. Характеристики на двигателя DC с поредица възбуждане: а - скорост и момент, б - механични в - работа.
Характерна особеност на този мотор е, че шофирането му ток Ic е равна или пропорционална (когато реостат корпуса на реактора) Ия котвата намотка ток, така магнитния поток F зависи от натоварването на двигателя (фиг. 3б).
На ток на котвата намотка Ия, нисш (0.8-0.9) от номиналния ток Inom магнитна система на машината не е наситен и може да се приеме, че магнитен поток F варира в пряка зависимост от текущия ИЯ. Следователно, характеристиката на скоростта на двигателя ще бъде мек - Ия с увеличаване на честота на въртене п ток ще намали рязко (Фигура 4а.). Намаляването на скорост на въртене п, че се дължи на увеличаване на напрежението Ия # 931; RYA. вътрешното съпротивление на RYA. верига арматура намотка, а също и поради повишена магнитен поток F.
Електромагнитна въртящ момент М Ия с увеличаване на ток ще се увеличи рязко, тъй като в този случай се увеличава и магнитен поток F, т. Е. В момента M ще бъде пропорционално на текущата ИЯ. Следователно Ия в поток от по-малко от (0,8 Н 0,9) В, скорост характеристика има формата на хипербола и Моментът - парабола.
В токове Ия> Inom и М п на линейния Ия, като в този режим, магнитната верига ще бъде наситена и магнитния поток F Ия когато токът не ще варира.
Механичните характеристики, т.е.. Е. Зависимост на п М (Фиг. 4Ь), могат да бъдат конструирани на основата на зависимости от п и М Ия. Други характеристики на природно, могат да бъдат чрез включване в реостат съпротивлението на веригата на котвата намотка Rp получаване на семейството на характеристиките на реостат 2, 3 и 4. Тези характеристики съответстват на различни стойности Rn1, RN2 и RN3, и по-голямата RN, се намира под характеристика.
Механичните характеристики на двигателя DC е мек и има хиперболичен. При ниски натоварвания на магнитния поток F е силно намалена, скорост н увеличава драстично и може да надвишава максималната стойност (двигателят е състезателни). Ето защо, такива двигатели не могат да бъдат използвани за механизмите за задвижване, работещи при празен ход и при малко натоварване (различни машини, транспортни ленти и др.)
Обикновено, минималната допустима натоварване на двигателя е голям и средната мощност е (0,2 .... 0.25) Inom. За да се предотврати възможността за работа на двигателя без натоварване, е свързан неподвижно към задвижващ механизъм (предавка или съединител глух), използването на предаване колан или съединител триене е неприемливо.
Въпреки този недостатък, серийно рана мотори са широко използвани, особено когато има промени в въртящия момент на товара в широк диапазон и тежки начални условия: При всички тягови устройства (електрически локомотиви, дизелови локомотиви, електрически влакове, електрически автомобили, електрически и така нататък.), Както и в предавки за подемни устройства (кранове, асансьори и др.)
Причината е, че меката характеристика увеличението на резултатите от натоварване на въртящия момент в по-малко увеличение в текущата и консумация на енергия в сравнение с двигателите с независима и паралелно възбуждане, така серия от претоварване на двигателя на по-добра поносимост. Освен това, тези мотори са с висок начален въртящ момент от двигатели с независимо и паралелно възбуждане, тъй като с увеличаване на арматура намотка ток по време на старт, и съответно увеличава магнитния поток.
Ако приемем например, че в краткосрочен пусковия ток може 2 пъти номиналното работно ток на машината, както и пренебрегване на ефекта на насищане, реакцията на котвата, и пада на напрежение във веригата на намотката на двигателя, двигателят с поредица възбуждане въртящ момент ще бъде 4 пъти номиналната (в 2-кратно увеличение и на тока и магнитния поток), и по двигатели с независимо и паралелно възбуждане - само 2 пъти повече.
В действителност, поради насищане на магнитопровода на магнитния поток не се увеличава пропорционално на тока, но въпреки торзионен мотор с поредица възбуждане, при равни други условия да бъде значително по-стартов въртящ момент от същия двигател с независимо възбуждане и паралелно.
N и М в зависимост от мощността на Р2 вала на двигателя (фиг. 4с), както следва от горните разпоредби, са нелинейна зависимост от Р1, и Ия # 951; от Р2 има същата форма като тази на двигателите с шунт.
DC мотор със смесено възбуждане
В този двигател. (Фигура 5а) на магнитния поток F, генерирани от комбинираните действия на две намотки възбуждане - паралел (или независим) и последователно включващи възбуждане токове IB1 и Iv2 = Ия
където Fposl - последователно намотка магнитен поток, който зависи от Ия ток АПРР - магнитен поток на успоредни навивки, които не зависят от товара (шофиране ток IB1 се определя).
Механичните характеристики на двигателя с смесен възбуждане (фиг. 5Ь), разположена между характеристиките на двигатели паралелно (линия 1) и последователно (крива 2) възбуждане. В зависимост от съотношението на Магнитна паралелно сили и серийни намотаване на моторните характеристики могат да бъдат приблизително с номинален режим със смесено възбуждане на характерната 1 (кривата 3 при ниска т. D. S. последователни намотки) или характеристика 2 (крива 4 при ниска т. D. с. успоредно ликвидация).
Фиг. 5. Схематична диаграма на двигателя с смесен възбуждане (а) и механични характеристики (б)
Предимство на постояннотоковия двигател със смесения възбуждане е, че, като мека механични характеристики, може да работи на празен когато Fposl = 0. В този режим се определя от скоростта на въртене на котвата магнитен поток АПРР и има ограничена стойност (състезателни двигател не е).