Регулирование частоты вращения двигателей.

В двигателях параллельного возбуждения регулирование частоты вращения производится изменением тока возбуждения, для чего служит реостат Rш в цепи возбуждения при малой нагрузке и холостом ходе сильное уменьшение тока возбуждения или обрыв цепи возбуждения

Регулирование скорости двигателя последовательного возбуждения может быть осуществлено либо путём шунтирования обмотки возбуждения либо путём изменения напряжения на его зажимах.

Двигатель последовательного возбуждения может выдерживать сильные перегрузки, умеренно увеличивая при этом потребление тока. При уменьшении нагрузки на валу он медленно изменяет потребление тока, зато быстро повышает скорость и при нагрузках меньше 25% от номинальной, скорость становиться опасной для механической целостности двигателя (т.е. двигатель идёт в «разнос»).

 

 

 

7.4. ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ГЕНЕРАТОРА
ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

Как уже отмечалось, ЭДС, наведенная в обмотке вращающегося якоря генератора, пропорциональна магнитному потоку полюсов и частоте его вращения:

Магнитный поток в генераторе, как известно, создается током возбуждения I_в.
Если вращать якорь c постоянной частотой n и непрерывно измерять выходную ЭДС Е, то можно построить график Е = f (I_в) (рис. 7.4.1).

Эта зависимость называется характеристикой холостого хода. Она строится для режима, когда генератор не имеет внешней нагрузки, т.е. работает вхолостую.
Если подключить к генератору нагрузку, то напряжение на его зажимах будет меньше E на величину падения напряжения в цепи якоря:

Здесь: U - напряжение на зажимах;
Е - ЭДС в режиме х.х.;
I_Я - ток якоря;
R_Я - сопротивление в цепи якоря.
Падение напряжения в цепи якоря обычно не превышает 2-8 % ЭДС генератора.
Уменьшение напряжения на выходе генератора связано с размагничиванием машины магнитным полем якоря, а также падением напряжения в его обмотках.
В каждой машине постоянного тока имеет место взаимодействие между током якоря I_Я и магнитным потоком Ф. В результате на каждый проводник обмотки якоря действует электромагнитная сила:

где В - магнитная индукция,
I_Я - ток в обмотке якоря,
L - длина якоря.
Направление действия этой силы определяется правилом левой руки.
Подставим сюда среднее значение магнитной индукции ВСР и величину тока в каждом проводнике обмотки якоря I = I_Я / 2 а.
Получим

Электромагнитный момент, действующий на якорь машины, при числе проводников обмотки N:

где - величина, постоянная для данной машины;
d - диаметр якоря;
р - число пар полюсов;
N - число проводников обмотки якоря;
а - число пар параллельных ветвей.
При работе машины в режиме генератора электромагнитный момент действует против вращения якоря, т.е. является тормозным.
Для привода генератора требуется электродвигатель мощность, которого должна покрыть все потери в генераторе:

где Р - полезная электрическая мощность генератора;
∆ Р_Я - потери в обмотке якоря;
∆ Р_В - потери в обмотке возбуждения;
∆ Р_М - потери на намагничивание машины;
∆ Р_МЕХ - механические потери, связанные с трением вращающихся частей.

Коэффициент полезного действия генератора определяется отношением:

У современных генераторов постоянного тока коэффициент полезного действия составляет 90-92 %.

ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

В соответствии с принципом обратимости машина постоянного тока может работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя. Уравнение ЭДС для двигателя составлено на основании 2-го закона Кирхгофа с учетом направления ЭДС:

откуда

Ток в цепи якоря:

В соответствии о формулой Е_а = С_е Ф _n частота вращения определяется выражением:

Подставим значение Е из уравнения U = Е - I_Я R_Я, получим:

т.е. частота вращения двигателя прямо пропорциональна подведенному напряжению и обратно пропорциональна магнитному потоку возбуждения.
Из этой формулы видно, что возможны пути регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока:
1. Изменением напряжения сети U. Регулируя подаваемое напряжение Uсети можно менять частоту вращения.
2. Включением в цепь якоря добавочного сопротивлению (R'_Я = R_Я + R_ДОБ). Изменяя сопротивление R_ДОБ, меняют частоту вращения.
3. Изменением магнитного потока Ф. Машины с постоянными магнитами не регулируются. Машины с электромагнитами позволяют регулировать поток Ф путем изменения тока возбуждения I_B.
На рис. 7.5.1. показана схема включения в сеть двигателя постоянного тока.

По закону электромагнитной индукции при прохождении тока по обмотке якоря происходит взаимодействие ее проводников с магнитным полем полюсов. На каждый проводник обмотки будет действовать электромагнитная сила Р_эм = В_СРLI, пропорциональная магнитной индукции полюсов В, длине проводника L и току I, протекающему по проводнику.
Направление действия этой силы определяется правилом правой руки.
Не повторяя рассуждений, проведенных для генератора постоянного тока, запишем выражение для вращающего момента:

M=C_MФ I_Я

где C_M - коэффициент пропорциональности.
Вращающий момент у двигателей с независимым и параллельным возбуждением с увеличением нагрузки может как расти, так и уменьшаться, поскольку с ростом потребляемого тока I и размагничивания полюсов, уменьшается магнитный поток Ф.

Двигатели с последовательным возбуждением имеют отличные от вышеприведенных двигателей характеристики.
Из схемы, приведенной на рис. 7.2.1 в, видно, что магнитный поток в машине создается обмоткой возбуждения, включенной последовательно с обмоткой якоря. Следовательно, I_B = I_Я и выражение для вращающего момента будет иметь вид:

Последняя формула показывает, что чем больше нагрузка на двигатель, тем большим будет вращающий момент. Это обстоятельство делает двигатель с последовательным возбуждением незаменимым на электротранспорте (трамвае, троллейбусе и т.д.).
Реверсирование или изменение направления вращения двигателей постоянного тока может осуществляться изменением полярности тока либо в обмотке якоря, либо в обмотке возбуждения.

ЛЕКЦИЯ 21.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ (4часа)

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Oпределение: Измерение - это процесс определения физической величины с помощью технических средств.
Мера - это средство измерения физической величины заданного размера.
Измерительный прибор - это средство измерения, в котором вырабатывается сигнал, доступный для восприятия наблюдателем.
Меры и приборы подразделяются на образцовые и рабочие.
Образцовые меры и приборы служат для поверки по ним рабочих средств измерений.
Рабочие меры и приборы служат для практических измерений.

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. II. Снимается напряжение с КР в момент включения тяговых двигателей.
2. V. Коллективно-договорное регулирование социально-трудовых отношений
3. Авторегулирование в режиме тяги
4. Авторегулирование в режиме электрического торможения
5. Административно – правовое регулирование в промышленном комплексе.
6. Административно-правовое регулирование государственной стандартизации.
7. Административно-правовое регулирование управление иностранными делами.
8. Административно-правовое регулирование управления внутренними делами.
9. Административно-правовое регулирование управления обороной Российской Федерации.
10. Административно-правовое регулирование учета и статистики.
11. Вопрос 1. Макроэкономическое регулирование экономики: основные теории, модели, формы и методы.
12. Вопрос. Правовое регулирование семейно-брачных отношений, осложненных иностранным элементом.