- •Раздел 1. Машины постоянного тока
- •5.1Принцип действия машины постоянного тока
- •5.2Основные свойства эмпт в режиме генератора и двигателя
- •5.3Конструктивное исполнение эмпт
- •5.4.1Расчёт магнитной цепи эмпт
- •5.4.2Магнитная характеристика машины
- •5.5 Якорные обмотки машины постоянного тока
- •5.5.1Общие замечания
- •5.5.2Простая петлевая обмотка.
- •5.5.3Уравнительные соединения
- •5.5.4Простые волновые обмотки
- •5.5.5Развёрнутая схема простой волновой обмотки (пример)
- •5.5.6Сложные обмотки Сложная петлевая обмотка
- •Сложная волновая обмотка
- •Комбинированные («лягушачьи») обмотки
- •5.6Работа эмпт в режиме холостого хода. Эдс обмотки якоря
- •5.7Напряжение между коллекторными пластинами
- •Потенциальная кривая коллектора
- •5.8Работа эмпт при нагрузке. Электромагнитный момент и электромагнитная мощность эмпт
- •5.8.1 Режим холостого хода
- •5.8.2Работа эмпт при отсутсРабочий режим работы эмпт
- •А) результирующее магнитное поле мпт; б) продольное поле реакции якоря
- •5.8.3 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на 900 по направлению вращения в генераторе (или против вращения – в двигателе)
- •5.8.4 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на 900 против направления вращения в генераторе (или по направлению вращения – в двигателе)
- •5.9Влияние поперечной реакции якоря на магнитное поле эмпт
- •5.10Эдс обмотки якоря при нагрузке
- •5.11Напряжение между коллекторными пластинами при нагрузке
- •5.12Компенсационная обмотка
- •Компенсационной обмотки.
- •5.13Коммутация эмпт
- •5.14Искрение на коллекторе
- •5.15Процесс коммутации
- •5.16Способы улучшения коммутации
- •Добавочных полюсов
- •1.17. Генераторы постоянного тока
- •Генератора независимого возбуждения
- •Постоянного тока независимого возбуждения
- •1.18. Генераторы независимого возбуждения
- •Независимого возбуждения
- •Р ис. 1.53. Построение регулировочной характеристики генератора независимого возбуждения
- •Р ис. 1.54. Нагрузочная характеристика независимого возбуждения
- •1.19. Генераторы параллельного возбуждения.
- •Р ис. 1.56. Характеристика холостого хода
- •Генератора параллельного возбуждения
- •От оборотов генератора.
- •Р ис. 1.59. Внешняя характеристика генератора параллельного (1) и независимого (2) возбуждения
- •Генератора параллельного возбуждения
- •1.20. Генераторы последовательного возбуждения.
- •Возбуждения
- •Р ис. 1.62. Приближенное построение внешней характеристики генератора последовательного возбуждения
- •Р ис. 1.67. Параллельная работа генераторов в режиме внешних характеристик
- •1.21. Двигатели постоянного тока.
- •Двигателей постоянного тока (дпт)
- •Параллельного возбуждения
- •1.22. Уравнения вращающих моментов
- •С помощью пускового реостата (а) и пусковых сопротивлений (б)
- •От времени при пуске двигателя
- •И механических характеристик двигателя параллельного возбуждения
- •1.22.1. Условия устойчивости работы двигателя
- •5.16.1Регулирование частоты вращения двигателя параллельного возбуждения
- •А) схема регулирования частоты вращения двигателя параллельного возбуждения; б) механические характеристики
- •Параллельного возбуждения при разных потоках возбуждения
- •Двигателя параллельного возбуждения при разных напряжениях
- •Для регулирования частоты вращения двигателя независимого возбуждения
- •1.22.3. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения
- •Параллельного возбуждения
- •1.23. Двигатели последовательного возбуждения.
- •Последовательного возбуждения
- •Двигателя последовательного возбуждения
- •1.23.1. Регулирование двигателей последовательного в возбуждения
- •Регулирование скорости путем шунтирования якоря
- •Регулирование скорости включением сопротивления в цепь якоря
- •Регулирование скорости изменением напряжения
- •Двигателя последовательного возбуждения при разных способах регулирования частоты вращения (в относительных единицах)
- •1.28. Потери и кпд эмпт.
Параллельного возбуждения при разных потоках возбуждения
Механические (регулировочные) характеристики:
Рассмотрим способ 2: изменение . Введение повышенного rрг в цепь обмотки возбуждения рис. 1.75.
Увеличение сопротивления в обмотке возбуждения ведет к уменьшения тока возбуждения и потока возбуждения и, как следствие этого уменьшение противоэ.д.с. двигателя .
Уменьшение противоэ.д.с. приводит к увеличению тока .
Таким образом, незначительное изменение (уменьшение) приведет к значительному изменению (увеличению) .
При изменении потока , Ia увеличивается в (2…3) раза.
Увеличение тока дает возможность увеличить движущий момент и, следовательно, скорость вращения двигателя.
Итак, при увеличении тока вследствие большего приращения тока Ia при изменении (уменьшении потока ). Если увеличить момент, появится положительный динамический момент Мдин., который будет увеличивать скорость вращения двигателя.
Получим увеличение скорости двигателя, увеличение противоэ.д.с. . Увеличение противоэ.д.с. приведет к уменьшению тока , которое будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равновесие моментов М = Мст.
Само по себе увеличение тока приводит к росту потребляемой и полезной мощности . При увеличении сопротивления в цепи обмотки возбуждения уменьшается ток возбуждения, который на два порядка
меньше тока якоря . Поэтому потери на возбуждение малы. Высок к.п.д. двигателя. Поэтому этот способ считается экономически и энергетически выгодным.
Но этот способ позволяет регулировать частоту вверх от номинальной, так как двигатель рассчитан для работы при номинальном режиме с наибольшим значением , то есть с наименьшей частотой при заданном потоке. При регулировании оборотов изменением потока можно практически только уменьшать , то есть увеличивать скорость вращения.
Недостаток: верхний предел регулирования скорости вращения ограничен механической прочностью машины и условием ее коммутации при высоких оборотах. При высоких скоростях коммутация ухудшается из-за возрастания вибрации щеточного аппарата, неустойчивости щеточного контакта и увеличении реактивной ЭДС, а так же из-за увеличения напряжения между коллекторными пластинами в результате ослабления потока возбуждения и увеличения искажающих действий реакции якоря.
Механические характеристики при регулирования потока возбуждения не являются параллельными характеристиками, меняется их наклон
Рассмотрим способ №3 регулирования скорости изменением напряжения – 3:
Изменение напряжения:
(1.181)
Так как работа двигателя при U > Uн невозможна, то этот способ применим только для регулирования частоты вниз от номинальной.
Необходим отдельный источник тока с регулируемым напряжением. Это делает способ регулирования более дорогим в реализации.
Если изменять напряжение, подводимое к якорю можно экономично регулировать частоту вращения в широком диапазоне. КПД двигателя остается высоким, так как никаких добавочных сопротивлений (и потерь) в цепях нет.
При изменении напряжения в схеме генератор-двигатель механические характеристики изменяются следующим образом:
Рис. 1.76. Механические и скоростные характеристики