Общие сведения о двигателях постоянного тока параллельного возбуждения.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 15Следующая ⇒

Как уже отмечалось, двигатели этого вида отличаются почти неизменной частотой вращения при увеличении нагрузки на валу от нуля до номинального значения. При таком изменении нагрузки частота вращения в сравнении с режимом холостого хода уменьшается всего 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. Для двигателей параллельного возбуждения допускается превышение частоты вращения по сравнению с номинальной в два раза [1, 3, 6, 8].

Схема включения двигателя параллельного возбуждения приведена на рис.12.1. Двигатель имеет две обмотки: обмотку якоря с выводами Я1 и Я2 и обмотку возбуждения с выводами Ш1 и Ш2. Последнее обозначение связано с тем, что обмотку параллельного возбуждения называют шунтовой обмоткой. Последовательно с каждой из обмоток включены регулируемые сопротивления соответственно Rд и Rв. Сопротивление Rд служит для уменьшения тока обмотки якоря в момент пуска двигателя, а сопротивление Rв - для изменения тока обмотки возбуждения, а следовательно и для изменения величины основного магнитного потока. Обе обмотки подсоединяются параллельно к одному и тому же источнику питания.

Рис.12.1. Схема включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Напряжение сети, приложенное к двигателю, независимо от схемы его возбуждения, уравновешивается следующим образом:

(1)

где U - подведенное к двигателю напряжение;

Е - ЭДС, наводимая в обмотке якоря. Она по существу является противо-ЭДС двигателя, так как направлена против направления тока якоря;

Iя - ток в обмотке якоря;

Се- постоянный коэффициент пропорциональности между ЭДС и частотой вращения двигателя при номинальном неизменном магнитном потоке, зависящий от конструктивных особенностей машины постоянного тока;

Ф - основной магнитный поток двигателя;

n - частота вращения якоря;

Rя- сопротивление якорной обмотки;

Rд- дополнительное сопротивление, включаемое последовательно с обмоткой якоря для ограничения пускового тока. Это сопротивление необходимо, как правило, только в момент пуска двигателя. При достижении номинальной частоты вращения оно выводится (устанавливается равным нулю).

Ток двигателя, потребляемый из сети, с учетом уравнения электрического равновесия (1), определяется выражением

(2)

где I в - ток в обмотке возбуждения.

Ток возбуждения составляет всего ( 1...7)% от тока в обмотке якоря ( примерно и от номинального тока двигателя ). Это объясняется тем, что сопротивление Rв в сотни раз превышает сопротивление Rд [6 ]. В таком же соотношении находится и мощность, потребляемая обмоткой возбуждения, по сравнению с номинальной мощностью двигателя.

Противо - ЭДС в режиме холостого хода двигателя достигает до 99% приложенного напряжения, а при номинальной нагрузке - до (90...96)% [1, 4].

В момент пуска двигателя частота его вращения равна нулю, а соответственно равна нулю и противо-ЭДС. При этом пусковой ток определяется выражением

(3)

Сопротивление обмотки якоря в общем случае имеет весьма незначительную величину, не превышающую единиц ома. Причем оно уменьшается с увеличением мощности двигателя. Так, например, для двигателей мощностью в десятки киловатт это сопротивление имеет значение десятые и даже сотые доли ома. С учетом такого малого сопротивления якорной обмотки и отсутствия противо-ЭДС ток в момент пуска двигателя превышает величину номинального тока якоря (он же практически является и током, потребляемым двигателем) в 10....40 раз. Такое увеличение тока не допустимо ни для нормальной эксплуатации двигателя, ни для питающей данный двигатель электрической сети. Данное обстоятельство вызывает необходимость ограничения пускового тока.

Основным способом уменьшения пускового тока служит включение последовательно с обмоткой якоря дополнительного сопротивления Rд (пускового реостата). С учетом этого сопротивления пусковой ток определится выражением:

(4)

При этом считается нормальным, когда пусковой ток превышает номинальное значение тока двигателя в ( 1, 5... 2, 5 ) раза. Исходя из этого соотношения, дополнительное сопротивление определится следующим образом:

(5)

где Iн - номинальный ток двигателя.

В приближенных расчетах можно пренебречь сопротивлением обмотки якоря ввиду его малого значения.

Для определения величины пускового тока и решения вопроса о необходимости применения дополнительного сопротивления в случае использования двигателей небольшой мощности, близкой к значению одного киловатта, а также для решения и других вопросов, связанных с созданием необходимых режимов двигателя, следует знать сопротивление обмотки якоря.

Сопротивление обмотки якоря может быть определено путем его замера непосредственно омметром или способом вольтметра и амперметра с использованием постоянного тока. При невозможности измерить это сопротивление его можно приближенно вычислить, используя паспортные данные, по выражению

(6)

где Uн - номинальное напряжение двигателя;

Iн - номинальный ток двигателя;

η н - номинальный КПД двигателя.

Регулируемое, дополнительное сопротивление в цепи обмотки возбуждения Rв, рис.12.1, может быть определено с учетом соотношения

(7)

где Rов - сопротивление обмотки возбуждения [17]

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒