Что такое якорный двигатель

Что такое якорный двигатель

Диаграмма, поясняющая принцип действия двигателя постоянного тока, имеет вид

Под воздействием приложенного напряжения по обмоткам якоря и возбуждения протекают токи. Ток возбуждения создает магнитный поток. На проводники якоря с током в магнитном поле действует сила, заставляющая якорь вращаться.

Классификация двигателей по способу подключения обмотки возбуждения:

– двигатели независимого возбуждения (ДНВ);

– двигатели с параллельным возбуждением, шунтовые (рис. 3.46, а);

– двигатели с последовательным возбуждением, сериесные (рис. 3.46, б);

– двигатели со смешанным возбуждением, компаундные (рис. 3.46, в).

На рис. 3.46 представлены схемы включения двигателей, где R _о.в – сопротивления в цепи обмотки возбуждения; R _д – добавочное сопротивление в цепи якоря; ОВ _с и ОВ _ш – сериесная и шунтовая обмотки возбуждения.

Рис. 3.46. Схемы включения шунтового ( а),

сериесного ( б) и компаундного ( в) двигателей

Противоэдс в двигателе. При направлении тока, указанном на рис. 3.47, якорь будет вращаться против часовой стрелки (правило левой руки).

Индуцируемая ЭДС будет направлена против тока (правило правой руки).

Рис. 3.47. Направление тока

и ЭДС в обмотке якоря

На основании второго закона Кирхгофа для якорной цепи имеем уравнение электрического равновесия для двигателя

,

из которого находим

.

Зависимость магнитного потока и момента от тока якоря в двигателе. У шунтового двигателя машины Ф = const , так как i _в не зависит от I _я . У сериесного двигателя Ф создается током якоря.

Рис. 3.48. Зависимость магнитного потока ( а) и момента ( б) от тока якоря

( 1 – сериесный двигатель; 2 – компаундный; 3 – шунтовый)

У компаундного двигателя зависимость Ф = f ( I _я ) занимает промежуточное положение между зависимостью для сериесного и шунтового двигателей. При максимальный поток у сериесной машины.

У шунтовой машины , так как . У сериесной машины . Учитывая, что (начальный участок зависимости), получаем . Зависимость M = f ( I _я ) у компаундного двигателя занимает промежуточное положение между этой же зависимостью для сериесного и шунтового двигателей.

При перегрузке максимальный момент – у сериесного двигателя, поэтому он обладает большой перегрузочной способностью, так как при перегрузке развивает максимальный момент.

Механическая характеристика ДТП (рис. 3.49) .Используя соотношения

– электромеханическая характеристика;

– механическая характеристика.

Ремонт электродвигателей переменного
и постоянного тока

Если сравнивать агрегаты на постоянном и переменном токе, то второй тип двигателей менее сложен, однако это не значит, что мероприятия с ним могут выполняться своими силами. Основная сложность чаще всего связана с последовательностью ремонта, который должен выглядеть следующим образом:

• Разборка электрического двигателя;
• Извлечение обгорелых фрагментов обмотки;
• Намотка новых секций;
• Укладка секций в статорные пазы (требует использования особых изоляционных материалов);
• Пропитка намотанного статора специальным составом;
• Сушка электродвигателя;
• Сборка агрегата (при необходимости включает замену подшипников).

Мы занимаемся ремонтом электродвигателей постоянного тока на профессиональном уровне.

Ремонт электродвигателей переменного тока

Основные работы, которые подразумевает ремонт электродвигателей переменного тока, следующие:

• Диагностика состояния электродвигателя;
• Восстановление фазных роторов с заменой обмотки;
• Ремонт статора с заменой обмотки;
• Восстановление или изготовление новой обмотки ротора и статора из нового провода;
• Вакуумная пропитка кремнеорганическим лаком КО – 916;
• Замена сваренных или паяных обмоток ротора;
• Ремонт подшипникового узла, восстановление посадочных мест;
• Испытание отремонтированного оборудования.

В нашей компании доступен также ремонт роторов с дефектами (забоины, риски, заусенцы, износ узловых деталей и др.)

Ремонт электродвигателей постоянного тока

Электрический двигатель постоянного тока – это сложный прибор, который преобразует энергию постоянного электрического тока в механическую энергию (при этом дополнительно происходит выделение тепла). Современные электродвигатели считаются очень надёжными и долговечными, однако даже в этом случае никто не застрахован от поломок и неисправностей, возникающих в процессе их эксплуатации.

Наша компания занимается ремонтом электродвигателей постоянного тока на профессиональном уровне. Специалисты выполняют различные виды ремонтов, включающих в себя:

• Демонтаж основных или добавочных полюсов магнитной системы;
• Замену подшипников скольжения и качения;
• Демонтаж якорной обмотки;
• Удаление изоляции корпуса магнитной системы;
• Изолирование корпусной и витковой изоляции;
• Высоковольтные испытания секций;
• Пайку обмотки якоря, (возможна пайки аргоном);
• Шлифовку и проточку коллектора;
• Испытание двигателя повышенным напряжением;
• Ремонт корпуса и др.

В 2010 году введено в эксплуатацию современное технологичное оборудование: ЭЛСИТ-60П3 ООО “ЭЛСИТ” г. Томск, высокочастотная установка для соединения петушков коллектора с выводами якорных катушек способом индукционного нагрева.

Исполнительные двигатели постоянного тока

Исполнительные двигатели постоянного тока

Исполнительные двигатели постоянного тока. Цель и требования исполнительного органа motor. In новейшие системы автоматики и телемеханики, маломощный исполнительный двигатель от 1 ваттминут до нескольких киловатт переменного тока широко используются в качестве преобразователя для механического вращения электрических сигналов в некоторых автоматизированных устройствах. Наиболее распространенным является двигатель с максимальной мощностью 100 Вт. Маловероятно, что исполнительный двигатель будет работать в номинальном режиме. Для них характерны частые старты, остановки, инверсии. Исполнение автоматической схемы детали работы электродвигателя определяют следующие основные требования к исполнению электродвигателя: Отсутствие самоходно-автоматического торможения двигателя при снятии сигнала (управляющего напряжения).

Несмотря на некоторые существенные недостатки, связанные с наличием скользящих контактов между щеткой и коллектором, в качестве привода широко используется специально разработанный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (часто возбуждение постоянным магнитом). Людмила Фирмаль

• Стабильная работа двигателя в широком диапазоне регулирования скорости. Линейность механических и регулировочных характеристик; Высокий пусковой момент. Управление низкой мощности с механической силой большой достаточно для вала. Высокоскоростной; Надежность работы, небольшие габариты и вес. В СССР, постоянного тока, постоянного тока электродвигатели типа СЛ, Ми, DPM и другие были изготовлены, и конструктивно они изготавливаются таким же образом, как и другие микромашин постоянного тока (см. рис. 1.1).Их магнитная система полностью пополняется из изолированных листов электротехнической стали.

• Если вы перережете обмотку управления или уменьшите ее до нуля, якорь остановится. Отсутствует самоходный двигатель с якорным управлением (6Uy = 0). На рисунке 3.10.6 показана схема, включающая двигатель с полюсом control. In в этом случае обмотка возбуждения представляет собой обмотку якоря с длинным соединением (непосредственно или через балласт Сопротивление)■ток якоря до напряжения 1 / V, здесь ток возбуждения/ V. управляющее напряжение 11y во время испытания подается на полюс winding. In Привод постоянного магнита позволяет только управление анкера. Рассмотрим характеристики исполнительного двигателя с различными методами управления. Двигатель с якорным управлением.

Если учесть отсутствие насыщения в магнитопроводе двигателя и пренебречь пренебрежимо малой реакцией якоря, то можно предположить, что магнитный поток пропорционален току в полярной обмотке или, если сопротивление этой обмотки постоянно, пропорционально напряжению возбуждения.） ： Фвг=Сф[/в. (3.12） Электромагнитный момент двигателя постоянного тока c якорным управлением (3.13） M =С» / UVB =С » СФ / У * / В. Ток якоря согласно уравнению (3.1)、 /, Щиу-СЕСФпив/ои Y / y = ^ = dG ’ (3-14） е. д. якорь с Eu = SBnPf = CESfn1> c, (3.15) и сопротивление/?Y =#i. M = SmSFU1 У-СЕСПП I） И (3.16） Путем присвоения текущего значения выражению (3.13): Для придания характеристикам двигателя универсальности независимо от мощности и конструктивных особенностей при анализе исполнительного двигателя используется система относительных единиц.

Управляемый двигатель полюса, после того, как обмотка управления (обмотка полюса) выключена, крутящий момент двигателя генерируется остаточным потоком полюса и взаимодействием тока/вольта, поэтому можно самостоятельно продвигаться при низкой нагрузке вала. Людмила Фирмаль

Что такое якорный двигатель

Несмотря на ряд существенных недостатков, связанных с наличием скользящего контакта между щеткой и коллектором, исполнительные двигатели постоянного тока широко используются в системах автоматического управления, регулирования и контроля, поскольку обладают и рядом положительных качеств, в частности такими как: плавное, широкое и экономичное регулирование частоты вращения; практическое отсутствие ограничений на максимальную и минимальную частоту вращения; большие пусковые моменты; хорошая линейность механических а при якорном управлении и регулировочных характеристик.

Как и любые исполнительные двигатели, эти имеют две обмотки: обмотку возбуждения и обмотку управления. При этом напряжение управления может подаваться либо на обмотку якоря, либо на обмотку возбуждения. Поэтому различают якорное и полюсное управление.

§ 2.1 Якорное управление исполнительным двигателем

Рис. 2.1. Схема включения исполнительного двигателя при якорном управлении

Схема включения двигателя с якорным управлением показана на рис. 2.1. Напряжение возбуждения подается на обмотку полюсов, напряжение управления — на обмотку якоря. Коэффициент сигнала a здесь равен a = U_у/U_в. Для двигателей с постоянными магнитами a = U_у/U_у.ном. Регулирование частоты вращения осуществляется изменением напряжения управления.

При отсутствии насыщения Ф_в= k_фU_в, а поскольку U_в = const, магнитный поток возбуждения также остается постоянным, т.е. Ф_в = const.

Вращающий момент двигателя

Выразим момент в относительных единицах, приняв за базовый момент пусковой момент, развиваемый двигателем при n = 0 и a = 1

Тогда относительное значение момента m = M/M_б

(2.1)

Частота вращения при холостом ходе (m = 0 и a = 1)

(2.2)

Откуда находим c_еk_ф= 1/n_о. Подставляя это значение в (2.1), получим

(2.3)

где n = n/n_о— относительная частота вращения двигателя.

(2.4)

Уравнение (2.3) есть уравнение механической характеристики исполнительного двигателя при якорном управлении. Решив его относительно n, получим уравнение регулировочной характеристики

Механическая мощность в относительных единицах р_мх = mn = n(a — n). Угловую скорость, при которой наступает максимум мощности, найдем известным приемом (dp_мх/dn = 0), откуда n_м= a/2, а максимальное значение механической мощности будет

Мощность управления

Приняв за базовую единицу мощность управления при коротком замыкании Р_у.к (n = О, a = 1)

получим мощность управления в относительных единицах

На рис. 2.2,а представлены механические, на рис. 2.2,б — регулировочные характеристики, а на рис. 2.3 показана зависимость р_мх = f(n) исполнительного двигателя. Проанализируем свойства двигателя при якорном способе управления.

Механические характеристикилинейные и параллельные, что означает независимость быстродействия от коэффициента сигнала. Пусковой момент и угловая скорость холостого хода пропорциональны коэффициенту сигнала.

Рис.2.2. Механические (а) и регулировочные (б) характеристики исполнительного двигателя постоянного тока при якорном управлении

Рис. 2.3. Зависимость механической мощности от скорости вращения при якорном управлении

Регулировочные характеристикилинейные. Напряжение трогания пропорционально моменту нагрузки. Линейность механических и регулировочных характеристик является важным достоинством якорного управления.

Мощность управления резко возрастает с увеличением коэффициента сигнала. Кроме того, она доходит до 95 % полной потребляемой мощности двигателя, поскольку является мощностью якорной цепи, что характерно для двигателей постоянного тока.

В данном случае это является существенным недостатком якорного управления, ибо предполагает наличие мощных и дорогих усилителей.

Мощность возбуждения остается величиной постоянной, независящей ни от коэффициента сигнала, ни от частоты вращения. К тому же — она небольшая по величине, что также характерно для машин постоянного тока.

Максимум механической мощности в сильной степени зависит от коэффициента сигнала и даже при a = 1 не превышает 1/4 базовой мощности.

§ 2.3. Полюсное управление исполнительным двигателем

Рис. 2.4. Схема включения исполнительного двигателя при полюсном управлении

Схема управления приведена на рис.2.4 Напряжение управления подается на обмотку главных полюсов, напряжение возбуждения — на обмотку якоря, по которой в течение всего времени работы двигателя протекает ток возбуждения. В двигателях, мощностью более 10 Вт, для его ограничения включают дополнительное сопротивление R_д.

Если пренебречь насыщением магнитной цепь, можно считать Ф = k_фU_у = k_фaU_в. Тогда ток якоря

Принимая за базовый момент пусковой (n = 0, a =1))

получим относительное значение момента

С учетом (2.2) уравнение механической характеристики примет вид

Решив его относительно n, получим уравнение регулировочной характеристики

Механическая мощность в относительных единицах р_мх= mn = an — a 2 n 2 . Скорость, при которой наступает максимум мощности n_м = 0,5/a. Тогда максимальная механическая мощность будет

Мощность возбуждения р_в = U_вI_в. Подставляя значение тока, получим

На рис. 2.5,а представлены механические, на рис. 2.5,б — регулировочные характеристики, а на рис. 2.6 показана зависимость р_мх = f(n) исполнительного двигателя при полюсном управлении.

Рис.2.5. Механические (а) и регулировочные (б) характеристики исполнительного двигателя постоянного тока при полюсном управлении

Проанализируем эти графики.

Механические характеристики линейные, но непараллельные, к тому же и неоднозначные (одну и ту же частоту вращения можно получить при разных значениях a). Пусковой момент прямо-, а частота вращения холостого хода обратно пропорциональны коэффициенту сигнала и при малых a может существенно превышать номинальную, что безусловно опасно для двигателя.

Регулировочные характеристикинелинейные, а при m 0,5.

Мощность управления пропорциональна квадрату коэффициента сигнала и не зависит от частоты вращения. Она значительно меньше, чем при якорном управлении, что является достоинством данного способа.

Мощность возбужденияс увеличением частоты вращения уменьшается и тем быстрее, чем больше a.

Максимум механической мощности не зависит от коэффициента сигнала, что также можно отнести к достоинствам полюсного управления.

Несмотря на отмеченные достоинства полюсного управления, предпочтение все-таки следует отдать якорному потому, что оно обеспечивает линейные и однозначные характеристики, в принципе исключает самоход (при полюсном он возможен из-за взаимодействия тока якоря с потоком остаточной намагниченности полюсов), обладает более высоким быстродействием, поскольку индуктивность якоря меньше индуктивности обмотки возбуждения.