Регулирование скорости двигателя

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Из уравнения скоростной характеристики (6.29) вытекает, что скорость
электродвигателя можно регулировать следующими способами:

1) изменением напряжения на зажимах электродвигателя (напряжение,
как правило, можно только снижать относительно номинального значения с помощью регулятора напряжения, поэтому скорость двигателя можно регулировать только вниз – в сторону снижения по сравнению с номинальным значением);

2) изменением силы тока возбуждения (силу тока возбуждения, как правило, можно только уменьшать относительно номинального значения с помощью
реостата в цепи возбуждения, поэтому скорость двигателя можно регулировать только вверх – в сторону повышения по сравнению с номинальным значением);

3) изменением силы тока якоря (скорость двигателя можно регулировать вниз от скорости идеального холостого хода).

Направление вращения вала электродвигателя можно изменить, поменяв
направление тока в обмотке якоря или в обмотке возбуждения (на основании правила «левой руки»), то есть поменяв местами соединительные провода, идущие к зажимам
Я1 и Я2 или к зажимам Ш1 и Ш2. При одновременном изменении токов в обмотках электродвигателя направление его вращения не изменится.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите способы регулирования скорости двигателя постоянного тока,
укажите технические средства для их реализации.

2. Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока?

6.15. Принципиальная электрическая схема
управления двигателем

В соответствии с изложенным выше, составляем принципиальную электрическую схему управления двигателем (рис.6.10).

На данной схеме (рис.6.10) приведены следующие обозначения:

РВ – регулировочный реостат в цепи
возбуждения;

ОВ – обмотка возбуждения;

Ш1, Ш2 – зажимы обмотки возбуждения;

Я1, Я2 – зажимы обмотки якоря;

Я – якорь электродвигателя;

РП – пусковой реостат в цепи якоря;

РA – амперметр, измеряющий силу тока в обмотке якоря;

РV – вольтметр, измеряющий
напряжение на зажимах электродвигателя.

В начальный момент пуска якорь электродвигателя неподвижен, поэтому противо-э.д.с. в обмотке якоря равна нулю (Е = 0). Следовательно, сила тока в обмотке якоря на основании (6.27) равна:

. (6.31)

Сопротивление обмотки якоря незначительное, поэтому сила тока в обмотке якоря в начальный момент пуска во много раз превысит номинальное значение, что является опасным для электродвигателя. Чтобы уменьшить силу тока в обмотке якоря при
пуске, последовательно с этой обмоткой включают пусковой реостат РП.

При пуске регулировочный реостат в цепи возбуждения РВ должен быть
выведен (R_рв = 0), а пусковой реостат введён.

Пример 6.3

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением, который имеет номинальную мощность 2, 2 кВт, номинальную частоту вращения 1500 об/мин, номинальное напряжение 110 В, номинальный коэффициент полезного действия равный 85%,
подключён к сети постоянного тока напряжением 110 В. Сопротивление обмотки якоря двигателя (включая сопротивление щёток) равно 0, 5 Ом; сопротивление обмотки возбуждения равно55 Ом.

Составить принципиальную электрическую схему управления электродвигателем; расчётную схему якорной цепи и цепи возбуждения.

Определить: мощность, потребляемую электродвигателем из сети при номинальной нагрузке; номинальный ток электродвигателя; ток в обмотке возбуждения; номинальный ток цепи якоря электродвигателя; пусковой ток цепи якоря электродвигателя; значение пускового сопротивления, которое обеспечивает пусковой ток цепи якоря, равный номинальному
току якоря; суммарные потери мощности в электродвигателе.

Решение.

1. Принципиальная электрическая схема управления

электродвигателем приведена на рис.6.10.

Составляем расчётную схему, состоящую из якорной цепи и цепи возбуждения:

2. Определяем мощность, потребляемую электродвигателем из сети

при номинальной нагрузке:

3. Определяем номинальный ток электродвигателя:

4. Определяем ток в обмотке возбуждения электродвигателя:

5. Определяем номинальный ток в цепи якоря электродвигателя:

; .

6. Определяем пусковой ток в цепи якоря электродвигателя
при выведенном пусковом реостате:

7. Определяем значение пускового сопротивления,

которое обеспечивает пусковой ток в цепи якоря, равный номинальному току якоря:

; ;

8. Определяем суммарные потери мощности в электродвигателе:

Вопросы для самоконтроля

1. Составить принципиальную электрическую схему управления двигателем
постоянного тока параллельного возбуждения.

2. Пояснить, как запустить двигатель постоянного тока,
используя скоростную характеристику двигателя и
принципиальную схему управления.

3. Пояснить, как изменить направление вращения вала двигателя постоянного тока,
используя скоростную характеристику двигателя и
принципиальную схему управления.

4. Пояснить, как регулируется скорость вала двигателя постоянного тока,
используя скоростную характеристику двигателя и
принципиальную схему управления.

Задания для самоконтроля

Якорь электродвигателя вращается со скоростью 1500 об/мин. К электродвигателю подведено напряжение 220 В. Электродвигатель потребляет ток силой 10 А. Коэффициент полезного действия электродвигателя равен 87 %.

1. Определить мощность на валу электродвигателя.

2. Определить вращающий момент электродвигателя.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением,
который имеет номинальную мощность 4, 0 кВт, номинальную частоту вращения 1000 об/мин, номинальное напряжение 220 В, номинальный коэффициент
полезного действия 85 %, подключён к сети постоянного тока напряжением 220 В. Сопротивление обмотки якоря двигателя (включая сопротивление
щёток) равно 1 Ом; сопротивление обмотки возбуждения равно 110 Ом.

3. Составить принципиальную электрическую схему
управления электродвигателем.

4. Составить расчётную схему якорной цепи и цепи возбуждения.

5. Рассчитать мощность, потребляемую электродвигателем из сети
при номинальной нагрузке.

6. Рассчитать номинальный ток электродвигателя.

7. Рассчитать ток в обмотке возбуждения.

8. Рассчитать номинальный ток цепи якоря электродвигателя.

9. Рассчитать пусковой ток цепи якоря электродвигателя.

10. Рассчитать значение пускового сопротивления, которое обеспечивает
пусковой ток цепи якоря, равный номинальному току якоря.

11. Определить суммарные потери мощности в электродвигателе.

Принципиальная электрическая схема управления двигателем постоянного тока параллельного возбуждения приведена на рисунке.

12. Как изменится направление вращения якоря электродвигателя,
если поменять местами соединительные провода, идущие к зажимам Ш1 и Ш2?
Своё решение обосновать.

13. Как изменится направление вращения якоря электродвигателя,
если поменять местами соединительные провода, идущие к зажимам Я1 и Я2?
Своё решение обосновать.

14. Как изменится направление вращения якоря электродвигателя,
если одновременно поменять местами соединительные провода,
идущие к зажимам Ш1 и Ш2 и Я1 и Я2?
Своё решение обосновать.

15. Как изменится скорость вращения якоря электродвигателя,
если при его работе частично ввести реостат РП?

16. Что необходимо сделать с реостатом РВ,
чтобы восстановить прежнее значение скорости?

17. В каком положении должны находятся реостаты РП и РВ
при пуске электродвигателя и почему?

⇐ Предыдущая 1 23