Виды возбуждения и схемы включения двигателей постоянного тока

Виды возбуждения и схемы включения двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока в зависимости от способов их воз­буждения, как уже отмечалось, делятся на двигатели с независимым, параллельным (шунтовым), последовательным (сериесным) и смешанным (компаундным) возбуждением.

Двигатели независимого возбуждения, требуют два источника питания (рис.11.9,а). Один из них необходим для питания обмотки якоря (выводы Я1 и Я2 ), а другой — для создания тока в обмотке возбуждения (выводы обмотки Ш1 и Ш2). Дополнительное сопротивление Rд в цепи обмотки якоря необходимо для уменьшения пускового тока двигателя в момент его включения.

С независимым возбуждением выполняются в основном мощные электрические двигатели с целью более удобного и экономичного регулирования тока возбуждения. Сечение провода обмотки возбуждения определяется в зависимости от напряжения ее источника питания. Особенностью этих машин является независимость тока возбуждения, а соответственно и основного магнитного потока, от нагрузки на валу двигателя.

Двигатели с независимым возбуждением по своим характеристикам практически совпадают с двигателями параллельного возбуждения.

Двигатели параллельного возбуждения включаются в соответствии со схемой, показанной на рис.11.9,б. Зажимы Я1 и Я2относятся к обмотке якоря, а зажимы Ш1 иШ2 — к обмотке возбуждения (к шунтовой обмотке). Переменные сопротивления Rд и Rвпредназначены соответственно для изменения тока в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. Обмотка возбуждения этого двигателя выполняется из большого количества витков медного провода сравнительно малого сечения и имеет значительное сопротивление. Это позволяет подключать ее на полное напряжение сети, указанное в паспортных данных.

Особенностью двигателей этого типа является то, что при их работе запрещается отсоединять обмотку возбуждения от якорной цепи. В противном случае при размыкании обмотки возбуждения в ней появится недопустимое значение ЭДС, которое может привести к выходу из строя двигателя и к поражению обслуживающего персонала. По той же причине нельзя размыкать обмотку возбуждения и при выключении двигателя, когда его вращение еще не прекратилось.

С увеличением частоты вращения добавочное (дополнительное) сопротивление Rд в цепи якоря следует уменьшать, а при достижении установившейся частоты вращения – вывести полностью.

Рис.11.9. Виды возбуждения машин постоянного тока,

а — независимого возбуждения , б — параллельного возбуждения,

в — последовательного возбуждения, г — смешанного возбуждения.

ОВШ — обмотка возбуждения шунтовая, ОВС — обмотка возбуждения сериесная,’ ОВН — обмотка независимого возбуждения, Rд -дополнительное сопротивление в цепи обмотки якоря, Rв- дополнительное сопротивление в цепи обмотки возбуждения.

Отсутствие дополнительного сопротивления в обмотке якоря в момент пуска двигателя может привести к появлению большого пускового тока, превышающего номинальный ток якоря в 10. 40 раз [1,2].

Важным свойством двигателя параллельного возбуждения служит практически постоянная его частота вращения при изменении нагрузки на валу якоря. Так при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения частота вращения уменьшается всего лишь на (2.. 8)% [1,12].

Второй особенностью этих двигателей служит экономичное регулирование частоты вращения, при котором отношение наибольшей скорости к наименьшей может составлять 2:1, а при специальном исполнении двигателя — 6:1. Минимальная частота вращения ограничивается насыщением магнитной цепи, которое не позволяет уже увеличивать магнитный поток машины, а верхний предел частоты вращения определяется устойчивостью машины — при значительном ослаблении магнитного потока двигатель может пойти «вразнос» [1,3,4,6].

Двигатели последовательного возбуждения (сериесные) включаются по схеме, (рис.11.9, в). Выводы С1 и С2 соответствуют сериесной (последовательной) обмотке возбуждения. Она выполняется из сравнительно малого числа витков в основном медного провода большого сечения. Обмотка возбуждения соединяется последовательно с обмоткой якоря. Дополнительное сопротивление Rд в цепи обмоток якоря и возбуждения позволяет уменьшить пусковой ток и производить регулирование частоты вращения двигателя. В момент включения двигателя оно должно иметь такую величину, при которой пусковой ток будет составлять (1,5. 2,5)Iн. После достижения двигателем установившейся частоты вращения дополнительное сопротивление Rд выводится, то есть устанавливается равным нулю.

Эти двигатели при пуске развивают большие пусковые моменты вращения и должны запускаться при нагрузке не менее 25% ее номинального значения. Включение двигателя при меньшей мощности на его валу и тем более в режиме холостого хода не допускается. В противном случае двигатель может развить недопустимо большие обороты, что вызовет выход его из строя [1,6,12 ]. Двигатели этого типа широко применяются в транспортных и подъемных механизмах, в которых необходимо изменять частоту вращения в широких пределах.

Двигатели смешанного возбуждения (компаундные), занимают промежуточное положение между двигателями параллельного и последовательного возбуждения (рис.11.9, г). Большая принадлежность их к тому или другому виду зависит от соотношения частей основного потока возбуждения, создаваемых параллельной или последовательной обмотками возбуждения. В момент включения двигателя для уменьшения пускового тока в цепь обмотки якоря включается дополнительное сопротивление Rд. Этот двигатель обладает хорошими тяговыми характеристиками и может работать в режиме холостого хода.

Прямое (безреостатаное) включение двигателей постоянного тока всех видов возбуждения допускается мощностью не более одного киловатта.

Обозначение машин постоянного тока

В настоящее время наиболее широкое распространение получили машины постоянного тока общего назначения серии 2П и наиболее новой серии 4П. Кроме этих серий выпускаются двигатели для крановых, экскаваторных, металлургических и других приводов серии Д. Изготавливаются двигатели и специализированных серий [5,6,8].

Двигатели серий 2П и 4Пподразделяются по оси вращения, как это принято для асинхронных двигателей переменного тока серии4А. Машины серии2П имеют 11 габаритов, отличающихся по высоте вращения оси от 90 до 315 мм. Диапазон мощностей машин этой серии составляет от 0,13 до 200 кВт для электрических двигателей и от 0,37 до 180 кВт для генераторов. Двигатели серий 2П и 4П рассчитываются на напряжение 110, 220, 340 и 440 В. Их номинальные частоты вращения составляют 750, 1000, 1500,2200 и 3000 об/мин.

Каждый из 11 габаритов машин серии 2П имеет станины двух длин ( М и L ).

Электрические машины серии 4П имеют лучшие некоторые технико — экономические показатели по сравнению с серией 2П. трудоемкость изготовления серии 4П по сравнению с 2П снижена в 2,5. 3 раза. При этом расход меди снижается на 25. 30 %. По ряду конструктивных особенностей, в том числе по способу охлаждения, по защите от атмосферных воздействий, по использованию отдельных деталей и узлов машины серии 4П унифицированы с асинхронными двигателями серии 4АиАИ [10,11].

Обозначение машин постоянного тока (как генераторов, так и двигателей) представляется следующим образом:

ПХ1Х2ХЗХ4 ,

где 2П — серия машины постоянного тока;

XI — исполнение по типу защиты: Н — защищенное с само­вентиляцией, Ф — защищенное с независимой вентиля­цией, Б — закрытое с естественным охлаждением, О — закрытое с обдувом от постороннего вентилятора;

Х2 — высота оси вращения ( двухзначное или трехзначное число) в мм;

ХЗ— условная длина статора: М — первая, L — вторая, Г — с тахогенератором;

Х4 — климатическое исполнение и категория размеще­ния: У — умеренный климат, Т — тропический климат.

В качестве примера можно привести обозначение двигателя 2ПН112МГУ — двигатель постоянного тока серии 2П, защищенного исполнения с самовентиляцией Н,112 высота оси вращения в мм, первый размер статораМ, укомплектован тахогенератором Г, используется для умеренного климатаУ.

По мощностям электрические машины постоянного тока условно могут быть подразделены на следующие группы [12]:

Микромашины ………………………. меньше 100 Вт,

Мелкие машины ………………………от 100 до 1000 Вт,

Машины малой мощности…………..от 1 до 10 кВт,

Машины средней мощности………..от 10 до 100 кВт,

Крупные машины……………………..от 100 до 1000 кВт,

Машины большой мощность……….более 1000 кВт.

По номинальным напряжениям электрические машины подразделяются условно следующим образом:

Низкого напряжения…………….меньше 100 В,

Среднего напряжения ………….от 100 до 1000 В,

Высокого напряжения……………выше 1000В.

По частоте вращения машины постоянного тока могут быть представлены как:

Тихоходные…………….менее 250 об/мин.,

Средней скорости………от 250 до 1000 об/мин.,

Быстроходные………….от 1000 до 3000 об/мин.

Сверхбыстроходные…..выше 3000 об/мин.

Задание и методика выполнения работы.

1.Изучить устройство и назначение отдельных частей электри­ческих машин постоянного тока.

2.Определить выводы машины постоянного тока, относящиеся к обмотке якоря и к обмотке возбуждения.

Выводы, соответствующие той или иной обмотке, могут быть определены мегомметром, омметром или с помощью электрической лампочки. При использовании мегомметра один его конец присоединяется к одному из выводов обмоток, а другим поочередно касаются к остальным. Измеренное сопротивление, равное нулю, укажет на соответствие двух выводов одной обмотки.

3.Распознать по выводам обмотку якоря и обмотку возбуждения. Определить вид обмотки возбуждения (параллельного возбуждения или последовательного).

Этот опыт можно осуществить с помощью электрической лампочки, подключаемой последовательно с обмотками Постоянное напряжение следует подавать плавно, постепенно повышая его до указанного номинального значения в паспорте машины.

С учетом малого сопротивления якорной обмотки и обмотки последовательного возбуждения лампочка загорится ярко, а их сопротивления, измеренные мегомметром (или омметром) будут практически равны нулю.

Лампочка, соединенная последовательно с параллельной обмоткой возбуждения, будет гореть тускло. Значение сопротивления параллельной обмоткой возбуждения должно находиться в пределах 0,3. 0,5 кОм [17].

Выводы якорной обмотки можно распознать путем присоединения одного конца мегомметра к щеткам, касаясь при этом другим его концом к выводам обмоток на щитке электрической машины.

Выводы обмоток электрической машины следует обозначить на изображенной в отчете условной этикетке выводов.

Измерить сопротивления обмоток и сопротивление изоляции. Сопротивление обмоток можно измерить по схеме амперметра и вольтметра. Сопротивление изоляции между обмотками и обмотками относительно корпуса проверяется мегомметром, рассчитанным на напряжение 1 кВ. Сопротивление изоляции между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения и между ними и корпусом должно быть не ниже 0,5 МОм [17]. Данные замеров отобразить в отчете.

Изобразить условно в поперечном разрезе главные полюсы с обмоткой возбуждения и якорь с витками обмотки, находящимися под полюсами (подобно рис.11.10). Самостоятельно принять направление тока в обмотках возбуждения и якоря. Указать при этих условиях направление вращения двигателя.

Рис. 11.10. Двухполюсная машина постоянного тока:

1 — станина; 2 -якорь; 3 — главные полюсы; 4 — об­мотка возбуждения; 5 — полюсные наконечники; 6 — обмотка якоря; 7 — коллектор; Ф — основной магнитный поток; F — сила, действующая на проводники обмотки якоря.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной подготовки

1: Объяснить устройство и принцип действия двигателя и гене­ратора постоянного тока.

2. Пояснить назначение коллектора машин постоянного тока.

3.Дать понятие полюсного деления и привести выражение для его определения.

4.Назвать основные виды обмоток, применяемых в машинах постоянного тока, и знать способы их выполнения.

5.Указать основные достоинства двигателей параллельного воз­буждения.

6.Каковы конструктивные особенности обмотки параллельного возбуждения по сравнению с обмоткой последовательного возбуждения?

7.В чем особенность пуска двигателей постоянного тока после­довательного возбуждения?

8.Сколько параллельных ветвей имеют простая волновая и простая петлевая обмотки машин постоянного тока?

9.Как обозначаются машины постоянного тока? Привести пример обозначения.

10.Какой величины допускается сопротивление изоляции между обмотками машин постоянного тока и между обмотками и корпусом?

11.Какой величины может достигнуть ток в момент пуска двигателя при отсутствии дополнительного сопротивления в цепи обмотки якоря?

12.Какой величины допускается пусковой ток двигателя?

13.В каких случаях допускается пуск двигателя постоянного тока без дополнительного сопротивления в цепи обмотки якоря?

14.За счет чего можно изменить ЭДС генератора независимого возбуждения?

15.Каково назначение дополнительных полюсов машины постоянного тока?

16.При каких нагрузках допускается включение двигателя пос­ледовательного возбуждения?

17.Чем определяется величина основного магнитного пото­ка?

18.Написать выражения ЭДС генератора и момента вращения двигателя. Дать понятие входящих в них составляющих.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Шунтовая обмотка

В шунтовую обмотку включен реостат, которым можно регулировать частоту вращения. [16]

ШОРН — шунтовая обмотка РН ; РОГ — реле обратного тока; ШООТ, COOT, COPOT, ШОРОТ — обмотки реле обратного тока; В, 2 — аккумуляторные батареи; А — амперметр; 1ПР, 2ПР, ЗПР — предохранители; СОСТ — обмотки стартера; РСт — реле пуска стартера; / 777 С — промежуточное реле стартера; КСТ, ДКСТ — кнопки стартера основная и дублирующая; ПД, СПД — узел подогрева дизеля; КПД, ДКПД — кнопки подогрева дизеля; ДТВ, ДТМ, ДТТ — датчики температуры воды, масла, давления масла и температуры топлива; ТВ, ТМ, ДМ, ТТ — указатели температуры и давления; КВС — конечный выключатель стрелы; ЭМ — электромагнит управления золотником турботрансформатора; К, — кнопка шунтирования конечного выключателя КВС; ЗС — звуковой сигнал; КЗС, РЗС — кнопка и реле звукового сигнала; ШР — штепсельная розетка; 1СП, 2СП, ПЛ, ССЭ — осветительные приборы; 1П — переключатель; 1Ф 2Ф — фары; ПФ — переключатель фар; IB, 5B — выключатели: MB — двигатель вентилятора; МО — двигатель вентилятора обогрева. [17]

Один конец шунтовой обмотки выведен на клемму Ш, а другой — на клемму Дтенератора. [19]

К концу шунтовой обмотки должен быть прикручен и припаян припоем ПОС-61 ГОСТ 1499 — 54 гибкий медный провод ПЩ сечением 0 15 мм2 ТУ ОМВ 505119 — 61, длиной 55 — 59 мм. На провод должна быть надета полихлорвиниловая трубка диаметром 1 3 — 1 7 мм ВТУ МЭП ОАА 503021 — 53, длиной 45 — 49 мм. Полихлорвиниловая трубка должна закрывать место пайки. [20]

Оба конца шунтовой обмотки включают на шун-товой регулятор. [22]

При обрыве шунтовой обмотки регулятора напряжения с увеличением числа оборотов резко увеличивается напряжение генератора. Обрыв такой же обмотки реле обратного тока вызывает прекращение зарядки аккумуляторной батареи. При межвитковом замыкании регулятор напряжения поддерживает повышенное напряжение, обмотка нагревается. Обрыв, окисление, нарушение пайки проводов, обмоток реле обратного тока и ограничителя напряжения приводят к тому, что реле работает, но аккумуляторная батарея не заряжается Обрыв выравнивающей обмотки регулятора нарушает цепь обмотки возбуждения генератора. Обрывы и меж-витковые замыкания замеряют омметром: при обрыве прибор показывает сопротивление больше нормального, при замыкании — меньше. [23]

На сердечник намотаны шунтовая обмотка и сериесная обмотка с числом витков, необходимым для получения характеристики, соответствующей смешанному регулированию, напряжения. Кроме того, в цепи реле обратного тока имеется еще сериесная обмотка 8, по которой проходит ток генератора. Магнитные угольники, якорьки, а также кронштейны основания выполнены из листового металла. Регулятор напряжения выполнен двухступенчатым; для компенсации изменений температуры в нем предусмотрена биметаллическая пружина, воздействующая на контакты. В нижней части реле-регулятора имеются кронштейны, позволяющие устанавливать реле-регулятор непосредственно на генераторе. [24]

Регулятор напряжения имеет шунтовую обмотку 16, включенную параллельно щеткам генератора, и дополнительную обмотку 17 ( выравнивающую), соединенную последовательно с обмоткой возбуждения генератора. Ток в шунтовой обмотке 16 зависит от напряжения генератора, а в обмотке 17 — от тока в обмотке возбуждения. [25]

Выключатель ВШ закорачивает шунтовую обмотку возбудителя , чем достигается снятие напряжения на выходных зажимах генератора. Выключатель установлен в блоке САРН. Пользоваться им следует только при необходимости снятия напряжения во время ремонта систем отопления и вентиляции. [26]

Реле РП-23 с шунтовой обмоткой имеет четыре я. Контакты могут размыкать 0 5 а при l 220 a и 4 а при ПО в в цепи постоянного тока с постоянной времени Т 5 10 — 3 сек. На переменном гоке контакты размыкают 5 а при 220 в и 10 а при НО в. [27]

В этом положении контроллера шунтовая обмотка возбуждения окажется включенной параллельно цепи якоря электродвигателя и двигатель будет работать как компаундный. [28]

Вторично меняется полярность выводов шунтовой обмотки и производится полное перемагничивание генератора в описанном порядке. [30]

3.10 Двигатель смешанного возбуждения

и его рабочие характеристики

Двигатель смешанного возбуждения, называемый также компаунднымДПТ, содержит шунтовую и сериесную обмотки возбуждения (рис.3.15,а). Совместным действием обоих обмоток возбуждения создается суммарный поток

а) Ф_ОВ=Ф_Ш±Ф_С– для ДПТ параллельно-последовательного возбуждения, если потокФ_Шшунтовой обмотки больше потокаФ_Ссериесной (Ф_Ш>Ф_С);

б) Ф_ОВ=Ф_С+Ф_Ш– для ДПТ последовательно-параллельного возбуждения, если потокФ_Ссериесной обмотки больше потокаФ_Шшунтовой (Ф_С>Ф_Ш).

У первого типа ДПТ возможно как согласное включение шунтовой и сериесной обмоток (потоки Ф_ШиФ_Сскладываются), так и встречное (потокиФ_ШиФ_Свычитаются). У второго типа ДПТ применяется только согласное включение шунтовой и сериесной обмоток (потокиФ_СиФ_Шскладываются).

ДПТ параллельно-последовательного возбуждения.

Механическая характеристика, созданная основной, шунтовой обмоткой является прямой линией 2(рис.3.15,б).

При согласном включении шунтовой и сериесной обмоток (Ф_ОВ=Ф_Ш+Ф_С) суммарный магнитный потокФ_ОВпревышает поток шунтовойФ_Ш. Так как в выражения МХ магнитный поток входит в знаменатель обоих слагаемых (формулы (3.23) и (3.25)), то результирующая МХ3проходит ниже характеристики2. Кроме того МХ сериесной обмотки является мягкой и, поэтому, результирующая МХ3также мягче МХ2.

При встречном включении шунтовой и сериесной обмоток (Ф_ОВ=Ф_Ш-Ф_С) суммарный магнитный потокФ_ОВменьше потока шунтовогоФ_Ш. Так как в выражения МХ магнитный поток входит в знаменатель обоих слагаемых (формулы (3.23) и (3.25)), то результирующая МХ1проходит выше характеристики2. Кроме того, МХ сериесной обмотки является мягкой и вычитаетсяиз МХ шунтовой обмотки, поэтому результирующая МХ 1 также жестче МХ 2.

Согласное включение ОВШ и ОВС применяют для повышения нагрузочной способности ДТ при незначительном увеличении тока якоря. Встречное включение ОВШ и ОВС применяют для увеличения жесткости МХ, что позволяет практически стабилизировать частоту вращения ДПТ при изменении нагрузки в широких пределах изменения механической нагрузки двигателя.

ДПТ последовательно-параллельного возбуждения.

Механическая характеристика, созданная основной, сериесной обмоткой является гиперболой 4(рис.3.15,в). Согласное включение шунтовой обмотки позволяет исключить снижение результирующего потокаФ_ОВдо нуля при значительной разгрузке ДПТ по моменту. Это позволяет избежать «разноса» ДПТ (МХ5на рис.3.15,в).

Компаундные ДПТ с МХ типа 5применяют преимуществе в электротранспорте, как обладающие наилучшими тяговыми свойствами.

Вопросы и задания

1. Какие способы включения шунтовой и сериесной обмоток применяют в компаундном ДПТ?

2. Поясните особенности МХ компаундного ДПТ с параллельно-последовательным возбуждением.

3. Поясните особенности МХ компаундного ДПТ с последовательно-параллельным возбуждением.

3.11 Способы пуска дпт

Существуют три основных способа пуска ДПТ:

2. Разгон с пусковым сопротивлением в цепи якоря.

3. Разгон с плавным повышением якорного напряжения.

Критериями выбора способа пуска являются:

— ограничение тока во время разгона ДПТ на уровне, который является безопасным для щеточно-коллекторного узла;

— получение большого вращающего момента на всем интервале разгона.

Ограничение тока снижает искрение щеток и коллектора, чем продлевается ресурс эксплуатации ДПТ. Повышение вращающего момента ДПТ сокращает время разгона ДПТ с неподвижного состояния до номинальной частоты вращения, что сокращает время, в течение ток ДПТ был выше номинальным и, следовательно, уменьшает разогрев обмоток и наиболее чувствительной его части – изоляции обмоток. Этим также продлевается ресурс эксплуатации ДПТ.

Схема прямого пуска приведена на рис.3.16.

Обмотка возбуждения ОВ предварительно подключается к питающему напряжениюU_Я. По истечении некоторого времени, когда ток в ОВ установится, замыкают ключSA. На якорь напрямую подается полное напряжение питанияU_Я. Пусковой ток достигает максимального для ДПТ значения

(3.31)

Этот способ наиболее простой, но проходит при большом токе якоря. Прямой пуск применяется для маломощных ДПТ с мощностью до нескольких сотен ватт, у которых пусковой ток не превышает 15. 20 А. Такой ток ниже сварочного тока (от40 Аи выше). Поэтому, коллектор хотя и разогреваются во время разгона ДПТ, но не оплавляется.

Разгон с пусковым сопротивлением в цепи якоря.

Схема пуска приведена на рис.3.17,а.

В цепь якоря последовательно с его обмоткой включены 3. 5ступеней пускового сопротивленияR_Пxс шунтирующими их контактамиKxконтакторов (х=1, 2, . ). На МХ ДПТ назначаются два момента:

— момент М_П1– максимальный момент в процессе разгона ДПТ, который принимают равнымс_ФI_Я.мах, гдеI_Я.мах– максимально допустимый ток якоря ДПТ (каталожная величина);

— момент М_П2– минимальный момент в процессе разгона ДПТ, который принимают равным (1,1. 1,3)I_Я.ном, гдеI_Я.ном– номинальный ток якоря ДПТ (каталожная величина).

Процесс разгона заключается в последовательном выведении ступеней пусковых сопротивлений R_Пxпутем шунтирования их контактамиКх:

1). Разгон по первой искусственной механической характеристике М_И1(рис.3.17,б), когда все контактыК1, К2 иК3разомкнуты. МХМ_И1, описывается выражением

Наклон МХ максимальный. Момент в точке 1равен моментуМ_П1. Так как Момент ДПТ превышает момент сопротивления нагрузкиМ_С, то двигатель разгоняется. По достижении точки2, в которой момент ДПТ равен моментуМ_П2, замыкается контактК1, шунтирующий сопротивлениеR_П1. Следует скачок на вторую искусственную МХМ_И2при постоянной частоте вращенияω₂.

2). Разгон по второй искусственной механической характеристике М_И2(рис.3.17,б), когда контактыК2 иК3разомкнуты. МХМ_И2, описывается выражением

Далее разгон от точки 3до точки4, шунтированиеR_П2, скачок на третью искусственную характеристику при частоте вращенияω₄.

3). Разгон по третьей искусственной механической характеристике М_И3(рис.3.17,б), когда только контактК3разомкнут. МХМ_И3, описывается выражением

Далее разгон от точки 5до точки 6, шунтированиеR_П3, скачок на естественную характеристику при частоте вращенияω₆.

4) Разгон по естественной механической характеристике М_Е(рис.3.17,б), когда все контакты замкнуты. МХМ_Е, описывается выражением

Далее разгон от точки 7до точки8, в которой наступает равенство вращающего моментаМ_ЕДПТ моменту сопротивленияМ_Снагрузки.

Как следует из построений, в процессе разгона вращающий момент ДПТ не превышал М_П1и, следовательно, ток якоря ДПТ был ограничен максимально допустимымI_Я.мах.

Разгон с плавным повышением якорного напряжения.

Схемы пуска приведены на рис.3.18.

Для маломощных (до 1 кВт) ДПТ применяют реостатное регулирование напряженияU_Яна якоре. С помощью регулировочного сопротивленияR_регплавно повышают напряжениеU_Яс контролем тока якоряI_Я, чтобы он не превысилI_Я.тах. Недостатками схемы являются ограниченность тока через реостат и большие потери мощности в нем.

Для любых по мощности ДПТ применяют тиристорное регулирование напряжения U_Яс помощью вентильного комплектаВК1. К нерегулируемому вентильному комплектуВК2подключена обмотка возбуждения ДПТ.

4 типа двигателей постоянного тока и их характеристики

Видео: Обзор двигателей постоянного тока ДПМ , ДПР , ДП. 2021, Август

Характеристики двигателя постоянного тока

Как вы уже знаете, есть два электрических элемента двигателя постоянного тока, обмотки возбуждения и якорь . Обмотки якоря состоят из токопроводящих проводников, которые заканчиваются на коммутаторе.

4 типа двигателей постоянного тока и их характеристики (на фото: коллектор двигателя 575 кВт DC, кредит: Pedro Raposo)

Напряжение постоянного тока подается на обмотки якоря через угольные щетки, которые работают на коммутаторе. В небольших двигателях постоянного тока для статора могут использоваться постоянные магниты. Однако в больших двигателях, используемых в промышленности, статор представляет собой электромагнит.

Когда напряжение подается на обмотки статора, устанавливается электромагнит с северным и южным полюсами. Полученное магнитное поле является статическим (не вращательным).

Для простоты объяснения статор представлен постоянными магнитами на следующем рисунке.

Электродвигатели постоянного тока

Поле двигателей постоянного тока может быть:

1. Постоянный магнит (статор постоянного магнита),
2. Электромагниты, соединенные последовательно (статор раны),
3. Шунт (статор раны) или
4. Соединение (статор раны).

Давайте рассмотрим основы каждого типа, а также их преимущества и недостатки.

1. Двигатели постоянного магнита

Двигатель постоянного магнита

В двигателе с постоянными магнитами используется магнит для подачи потока потока . Двигатели постоянного магнита постоянного тока имеют превосходный пусковой момент с хорошим регулированием скорости. Недостатком двигателей постоянного постоянного тока является то, что они ограничены объемом нагрузки, которую они могут приводить в движение. Эти двигатели можно найти в приложениях с низкой мощностью.

Другим недостатком является то, что крутящий момент обычно ограничивается 150% номинального крутящего момента, чтобы предотвратить размагничивание постоянных магнитов.

Вернуться к индексу ↑

2. Серийные двигатели

Двигатель серии DC

В последовательном двигателе постоянного тока поле последовательно соединено с арматурой. Поле намотано несколькими витками большого провода, потому что оно должно нести полный ток якоря.

Особенностью серийных двигателей является то, что двигатель развивает большое количество пускового момента. Тем не менее, скорость варьируется в широких пределах между нагрузкой и полной нагрузкой. Серийные двигатели не могут использоваться, когда требуется постоянная скорость при различных нагрузках.

Кроме того, скорость серийного двигателя без нагрузки увеличивается до момента, когда двигатель может быть поврежден. Некоторая нагрузка всегда должна быть подключена к последовательно соединенному двигателю.

Двигатели с серийным соединением обычно не подходят для использования в большинстве приводов с переменной скоростью.

Вернуться к индексу ↑

3. Шунтовые двигатели

Электродвигатель постоянного тока

В шунтирующем двигателе поле подключается параллельно (шунт) с обмотками якоря. Двигатель с шунтовым соединением обеспечивает хорошее регулирование скорости. Обмотка возбуждения может быть отдельно возбуждена или подключена к тому же источнику, что и арматура.

Преимуществом отдельно возбужденного шунтирующего поля является способность привода с переменной скоростью обеспечивать независимое управление арматурой и полем.

Электродвигатель с шунтовым соединением обеспечивает упрощенное управление реверсом. Это особенно полезно для регенеративных приводов.

Вернуться к индексу ↑

4. Составные двигатели

Электродвигатель постоянного тока

У составных двигателей есть поле, соединенное последовательно с якорем и отдельно возбужденным шунтирующим полем. Поле серии обеспечивает лучший пусковой момент, а шунтовое поле обеспечивает лучшее регулирование скорости .

Однако поле серии может вызвать проблемы с управлением в приводах с переменной скоростью и, как правило, не используется в четырех квадрантных приводах.

Вернуться к индексу ↑

Двигатель постоянного тока — пояснен (ВИДЕО)

Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Ссылка: Основы DC-приводов — SIEMENS (Скачать)