Двигатели постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Двигатели постоянного тока

Вопросы

1. Шунтовой двигатель с параллельным возбуждением

1) схема замещения и уравнения электрического состояния

2) решение проблемы пуска двигателя

3) механическая характеристика

4) регулирование частоты вращения

2. Двигатель с последовательным возбуждением

3. Двигатель со смешанным возбуждением

I. Двигатель параллельным возбуждением

1) Принципиальная электрическая схема

Запишем уравнение электрического состояния, которое позволяет определить токи всех ветвей: из этих уравнений найдём токи

2) Решение проблемы пуска ДПТ

Рассмотрим на примере шунтового ДПТ . При пуске Е_Я=(93-97)%U_ПИТ

Этот ток примерно в 40 раз больше номинального значения I_Я.

1. Прямой пуск существует и применяется для двигателей номинальной мощности P_Н<1кВт. Двигатель малой мощности.

2. Реостатный пуск 1кВт<P_Н<100кВт. Двигатель средней мощности. Здесь необходимо ограничение I_Япуск, добавочное сопротивление. , где (1,5-2,5) - пусковой коэффициент и =

3. Пуск при понижении U_ПИТ. Р_Н>100кВт - большой мощности. Для получения пониженного напряжения питания при нагрузке принимают источник питания с регулировочным напряжением в качестве которого используют генератор постоянного тока с независимым напряжением. Возникает пониженное напряжение при помощи тиристорных регуляторов.

Сравним эти методы по экономичности:

Самый простой и дешёвый первый способ, но ограничен по области применения.

Второй способ более распространен, но регулируется в цепи якоря, а значит при таком пуске увеличиваются электрические потери, следовательно этот пуск не экономичен.

Третий пуск дорогой, требует специального оборудования и не применим для двигателей с параллельным возбуждением.

В результате такой регулировки двигатель не регулируется. Поэтому пуск при пониженном напряжении применяется при раздельных обмотках возбуждения и якоря, то есть для двигателя с независимым возбуждением.

Уменьшение пускового тока якоря - это первая проблема, которая решается при пуске. частота вращение двигатель возбуждение

Вторая проблема: , М=С_МI_ЯФ

При пуске

Включим дополнительный резистор:

Последняя проблема при пуске: Ограничение времени пуска а значит необходимо этот двигатель разогнать быстрее.

Для сокращения времени запуска желательно увеличить сопротивление цепи якоря.

Установлена следующая последовательность пуска ДПТ

1. Сопротивление пускового реостата полностью ввести для ограничения пускового тока

2. Сопротивление регулировочного реостата вывести на ноль для увеличения тока возбуждения магнитного потока и пускового момента

3. Нажать кнопку «Пуск»

4. постепенно выводить сопротивление пускового реостата и разгонять двигатель для уменьшения времени запуска.

Таким образом, ДПТ обладают сложным пуском

3) Механическая характеристика:

Механическая характеристика - самая главная характеристика двигателей. Ею называют зависимость частоты вращения якоря т момента сопротивления n(M_c).

Для ДПТ удобно рассматривать зависимость частоты вращения от тока вращения n₂(I_ВР)

1. I_Я=0 тогда

2. n=0, тогда пусковой режим I_Я=I_Япуск

Из механической характеристики следует:

1. Преимущество ДТП - он обладает большим пусковым моментом

2. Обладает широким диапазоном регулирования частоты вращения электрическими методами из механического редуктора.

4) Регулирование частоты вращения

ДТП допускает регулирование частоты вращения тремя способами:

1. Полюсный за счёт изменения магнитного потока Ф. В номинальный режим за номинальный магнитный поток насыщения следовательно регулирование частоты насыщения можно только уменьшая магнитный поток.

Достоинство: регулирование идёт в цепи с магнитным током возбуждения I_B=5%I_Я следовательно электрические потери мощности незначительны. Метод экономичный и часто применяемый для вычисления средней мощности, регулирование осуществляется с помощью регулирования реостата в цепи возбуждения.

2. Реостатное регулирование: за счёт изменения сопротивления в цепи якоря регулирование происходит в цепи с большим током якоря, поэтому применяется исключительно для двигателя малой мощности.

3. Якорное регулирование за счёт изменения распространения питания, при этом частота вращения падает.

Недостатки: применяется только для двигателей с независимым возбуждением.

II. Двигатель с последовательным возбуждением. (Сериесный ДПТ)

1. Принципиальная электрическая схема и схема замещения.

Уравнение электрического состояния

2. Механическая характеристика двигателя

n(I_Я) n(M_c) М=С_МI_ЯФ

Наличие аргумента тока якоря в знаменателе означает, что у данного двигателя механическая характеристика не линейна: при холостом ходе ток якоря равен нулю, а значит частота вращения равна бесконечности, следовательно происходит авария (разнос якоря)

Для устранения этого опасного недостатка с помощью реле скорости двигатель отключается, когда частота вращения соответствует 0,3Ф_НОМ=0,3Ф_НАС. Двигатель отключают от источника питания.

Достоинство:

1. Большой пусковой момент

2. Широкий диапазон электрического регулирования частоты вращения без механического редуктора.

3. Область применения этого двигателя - транспорт.

III. Компаудный ДПТ (Смешанное возбуждение)

1) Принципиальная электрическая схема и схема замещения)

Уравнение электрического состояния:

2) Механическая характеристика

Ф=Ф_ПОС+Ф_ПАР

Теперь в знаменателе токи двух обмоток.

При холостом ходе I_Я=0 n₀= значит n конечное.

Достоинства:

При холостом ходе ротор имеет конечную частоту вращения, но характеристика стала более чёткой, то есть диапазон регулирования частоты вращения сокращается.

Общий вывод по достоинствам:

1. ДПТ единственный, который может работать в регулируемом электроприводе. Причём регулирование осуществляется электрическими методами.

2. Возможность плавного регулирования частоты вращения и положение расчётной скорости перемещения рабочего механизма.

3. Большой пусковой момент.

Недостатки:

1. Из-за наличия коллектора увеличены габариты, вес, материалоёмкость, а следовательно стоимость.

2. Пониженная надёжность из-за искрения на коллекторе

3. Питание двигателя от специального блока постоянного электропитания.

Размещено на Allbest.ru