Ministerstvo vedy a školstva Ruskej federácie

Federálna agentúra pre vzdelávanie

Štátna vzdelávacia inštitúcia

Vyššie odborné vzdelanie

Národný výskum

ŠTÁTNA TECHNICKÁ UNIVERZITA IRKUTSK

Katedra energetiky a elektrotechniky

Jednosmerný motor s paralelným budením

Laboratórna správa č. 9

v odbore "Všeobecná elektrotechnika a elektronika"

Splnené

Študent SMO-11-1 ________ Dergunov A.S. __________

(podpis) Priezvisko I.O. (dátum)

Docent E a ET ________ Kiryukhin Yu.A. __________

(podpis) Priezvisko I.O. (dátum)

Irkutsk 2012

Cieľ práce 3

Úloha 3

Stručné teoretické informácie 3

Elektroinštalačné zariadenia 5

Pracovný poriadok 6

Odpovede na bezpečnostné otázky 9

Cieľ

Oboznámte sa so štruktúrou a prevádzkou jednosmerného motora s paralelným budením a preskúmajte jeho vlastnosti.

Cvičenie

Oboznámte sa s konštrukciou a princípom činnosti jednosmerného motora s paralelným budením. Oboznámte sa so schémou zapojenia motora s paralelným budením. Oboznámte sa s podmienkami spúšťania motora s paralelným budením. Oboznámte sa so spôsobmi ovládania otáčok motora. Skontrolujte motor pri voľnobehu. Vytvorte charakteristiku nastavenia. Skontrolujte motor pod zaťažením. Nakreslite prevádzkové a mechanické vlastnosti.

Stručné teoretické informácie

V paralelnom budiacom motore je budiace vinutie zapojené paralelne s vinutím kotvy (pozri obr. 1). Veľkosť prúdu v budiacom vinutí je menšia ako prúd kotvy a predstavuje 2 až 5 %. .

Prevádzkové vlastnosti motorov sa hodnotia prevádzkovými, mechanickými a regulačnými charakteristikami.

Ryža. jeden

Na obr. 8 znázornený pracovníkov charakteristika motora paralelného budenia: závislosť rýchlosti , hodnoty prúdu kotvy , krútiaci moment
, efektívnosť a energie spotrebovanej zo siete z čistého výkonu pri konštantnom napätí a budiaceho prúdu .

Ryža. 2

Mechanický charakteristika motora je závislosť otáčok kotvy od krútiaceho momentu na hriadeli pri konštantnom napätí a odpore budiaceho obvodu . Ukazuje vplyv mechanického zaťaženia na hriadeľ motora na otáčky, čo je obzvlášť dôležité vedieť pri výbere a prevádzke motorov. Mechanické vlastnosti môžu byť prirodzené alebo umelé. Charakteristika motora pri men
,
a odpor
nazývané prirodzené. Vzorec pre otáčky motora:

Mechanická charakteristická rovnica:

, (1)

kde
- rýchlosť pri ideálnom voľnobehu (
);

– zmena rýchlosti otáčania spôsobená pôsobením bremena.

Keďže pre jednosmerné motory odpor vinutia kotvy
malá, potom so zvýšením zaťaženia hriadeľa, rýchlosť otáčania n mierne mení. Charakteristiky tohto typu sa nazývajú tuhé.

Ak zanedbáme demagnetizačný efekt reakcie kotvy a vezmeme
, potom má prirodzená mechanická charakteristika motora paralelného budenia tvar priamky, mierne naklonenej k osi x (obr. 3, priamka 1).

Ak sa do okruhu kotvy motora zavedie predradný reostat
, potom závislosť
bude určený výrazom

. (2)

Otáčky pri dokonalom voľnobehu zostáva nezmenená a zmena rýchlosti otáčania
sa zväčšuje a zväčšuje sa uhol sklonu mechanickej charakteristiky k osi x (obr. 3, priamka 2). Výsledná mechanická charakteristika je tzv umelé .

Vynútená zmena otáčok motora pri konštantnom zaťažovacom momente na hriadeli sa nazýva regulácia. Ryža. 3

Regulácia otáčok v motoroch s paralelným budením je možná dvoma spôsobmi: zmenou magnetického toku a zmenou odporu v obvode kotvy.

R
regulácia otáčok zmenou odporu v okruhu kotvy sa vykonáva pomocou štartovacieho reostatu
. S rastúcim odporom
rýchlosť otáčania klesá podľa vzorca (2). Táto metóda je neekonomická, pretože je sprevádzaná značnými stratami na ohrev reostatu.

Regulácia rýchlosti zmenou magnetického toku sa vykonáva pomocou reostatu , zahrnuté v budiacom vinutí (pozri obr. 1). Ryža. desať Ryža. štyri

S nárastom prúd v budiacom vinutí klesá magnetický tok klesá
, čo spôsobuje zvýšenie rýchlosti otáčania.

Pri nízkych hodnotách budiaceho prúdu a ešte viac pri prerušení budiaceho obvodu (
), teda s malým magnetickým tokom
, rýchlosť otáčania sa prudko zvyšuje, čo vedie k "rozostupu" motora a k jeho mechanickému zničeniu. Preto je veľmi dôležité zabezpečiť, aby všetky elektrické spojenia v budiacom obvode boli bezpečné.

Závislosť rýchlosti otáčania od budiaceho prúdu je tzv regulácia charakteristika motora (pozri obr. 4).

Regulácia rýchlosti zmenou magnetického toku
veľmi ekonomické, ale nie vždy prijateľné, pretože pri výmene
výrazne sa mení tuhosť mechanických charakteristík.

Motory s paralelným budením sa vďaka linearite a „tuhosti“ mechanických charakteristík, ako aj možnosti plynulej regulácie rýchlosti otáčania v širokom rozsahu rozšírili ako vo výkonových elektrických pohonoch (pre mechanizmy a obrábacie stroje), tak aj v automatoch. riadiacich systémov.

Existuje niekoľko možných typov konštrukcie elektromotorov pracujúcich zo zdroja konštantného napätia. Princíp ich činnosti je rovnaký a rozdiely spočívajú vo vlastnostiach spojenia budiaceho vinutia (OB) a kotvy (I).

Elektrický jednosmerný motor s paralelným budením dostal svoje meno, pretože jeho vinutie I a OB sú navzájom spojené týmto spôsobom. Elektrický motor tohto druhu poskytuje potrebné režimy a prekonáva produkty sekvenčného a zmiešaného typu, keď sa vyžaduje takmer konštantná rýchlosť jeho prevádzky.

• Záver

Konštrukcia motora a jeho rozsah

Schéma elektrického motora príslušného typu je uvedená nižšie.

• celkový prúd spotrebovaný elektromotorom zo zdroja je I \u003d I I + I V, kde I I, I V sú prúdy cez kotvu, resp. vinutie poľa;
• zároveň I B nezávisí od I I, to znamená, že nezávisí od zaťaženia.

Zariadenie sa používa, keď spustenie nevyžaduje vysoký krútiaci moment, to znamená, keď prevádzkové režimy hnacích mechanizmov nezahŕňajú vytváranie veľkých štartovacích zaťažení. To je typické pre obrábacie stroje a ventilátory.

Pre prax také užitočné trakčné parametre takých elektrických mechanizmov, ako sú

• stabilita práce pri kolísaní zaťaženia;
• vysoká účinnosť vďaka tomu, že I I netečie cez OB.

Štartovanie s nedostatočným krútiacim momentom je zabezpečené prepnutím na zmiešaný typ okruhu.

Správanie elektromotora pri zmene zaťaženia

Mechanická charakteristika ukazuje stabilitu chodu elektromotora v širokom rozsahu zmien zaťaženia, popisuje závislosť momentu vytvoreného elektromotorom na otáčkach hriadeľa.

Trakčné charakteristiky mechanizmu uvažovaného typu umožňujú zachovať veľkosť momentu s výraznými zmenami v počte otáčok. Trakčné parametre jednotky by zvyčajne mali zabezpečiť zníženie tohto parametra o nie viac ako 5%. Jednoduchá štúdia ukazuje, že inhibičné parametre sú podobné v dôsledku reverzibilnosti procesov. Tieto ustanovenia platia aj pre prípad zmiešaného budenia.

Inými slovami, takýto elektromotor sa vyznačuje tuhou charakteristikou. Tento charakter práce sa považuje za dôležitú výhodu daného typu jednotky.

Rôzne prístupy k riadeniu rýchlosti

Aby ste ušetrili na účtoch za elektrinu, naši čitatelia odporúčajú Electricity Saving Box. Mesačné platby budú o 30 – 50 % nižšie ako pred použitím šetriča. Odoberá reaktívnu zložku zo siete, v dôsledku čoho sa znižuje zaťaženie a v dôsledku toho aj spotreba prúdu. Elektrické spotrebiče spotrebujú menej elektriny, čím sa znížia náklady na jej platbu.

Princíp činnosti paralelného zapojenia vinutí poskytuje plynulý štart v kombinácii s veľkým rozsahom zmien otáčok počas prevádzky pomocou reostatov. Poskytujú tiež normálny štart motora obmedzením prúdu.

Pre jednotky paralelného typu sa používajú metódy riadenia rýchlosti prevádzky zmenou:

• magnetický tok hlavných pólov;
• odpor obvodu kotvy;
• napätie naň aplikované.

Predmetom vplyvu je budiace vinutie, vinutie kotvy, jej prevádzkové napätie.

Zmena magnetického toku sa uskutočňuje pomocou sériového reostatu R R. So zvýšením jeho odporu prechádza OF menším prúdom, čo je sprevádzané poklesom magnetického toku. Vonkajším prejavom takéhoto pôsobenia je zvýšenie rýchlosti I pri voľnobehu. Štúdia ukazuje, že dochádza k zvýšeniu sklonu charakteristiky.

Druhý princíp je založený na zahrnutí dodatočného sériového riadiaceho reostatu do silového obvodu kotvy. S nárastom jeho odporu sa rýchlosť otáčania R znižuje, pričom jeho prirodzená mechanická charakteristika nadobúda väčší sklon. V dôsledku sériového zapojenia s hlavným vinutím reostatu dodatočného odporu, na ktorom sa rozptýli významný výkon, dochádza k výraznému poklesu účinnosti.

Tretí princíp je sprevádzaný istou komplikáciou obvodových riešení a vyžaduje použitie samostatného regulovaného zdroja energie pri zachovaní možnosti samostatnej regulácie. V prípade jeho aplikácie v reálnych podmienkach je možný len pokles otáčok hriadeľa.

Motor s nezávislým budením

Jednosmerný motor nezávislého budenia implementuje tretí prístup k regulácii a je zaujímavý tým, že OB a M sú napájané z rôznych zdrojov, jeho schéma je uvedená nižšie.

Pri motoroch v tomto prevedení je Iv nastavené nezmenené a mení sa len napätie privedené na M. To je sprevádzané zmenou počtu otáčok pri voľnobehu, ale tuhosť charakteristiky sa nemení.

Princíp fungovania takejto jednotky v dôsledku nezávislého fungovania dvoch zdrojov je zložitejší. Jeho použitie však poskytuje také dôležité praktické výhody ako

• plynulá ekonomická regulácia otáčok s veľkou hĺbkou;
• spustenie motora pri nízkom napätí bez reostatu.

Ak dôjde k rozbehu pri normálnom napätí, reostat obmedzí hodnotu I c.

Štúdia ukazuje, že maximálny počet otáčok je obmedzený iba odporom M a minimálny - podmienkami na odvádzanie generovaného tepla počas prevádzky.

Charakteristiky z hľadiska spotreby energie a rýchlosti odozvy riadiaceho systému sa zlepšujú v prípade sériového zapojenia s M rôznych tyristorových regulátorov. Na nastavenie počtu otáčok hriadeľa a ich stabilizáciu v procese uvádzania do pohybu rôznych mechanizmov sa používajú rôzne metódy. Ich spoločnou charakteristickou črtou je zahrnutie tyristorového regulátora do obvodu frekvenčnej negatívnej spätnej väzby. Spustenie takejto jednotky si vyžaduje implementáciu špeciálnych postupov.

Záver

Bočný motor je veľmi flexibilný hnací mechanizmus a môže byť použitý vo veľmi širokom spektre aplikácií, kde nie sú potrebné vysoké rozbehové momenty. Má jednoduché a spoľahlivé obvody riadenia rýchlosti otáčania a ľahko sa spúšťa.

Rovnako ako v prípade generátora môžu byť vinutia tlmivky a kotvy motora zapojené buď do série (obr. 339) alebo paralelne (obr. 340). V prvom prípade sa motor nazýva sériovo budený motor (alebo sériový motor), v druhom prípade sa nazýva motor s paralelným budením (alebo bočný motor). Používajú sa aj motory so zmiešaným budením (zložené motory), v ktorých sú niektoré indukčné vinutia spojené s kotvou sériovo a niektoré paralelne. Každý z týchto typov motorov má svoje vlastné charakteristiky, vďaka čomu je jeho použitie v niektorých prípadoch vhodné a v iných nepraktické.

1. Motory s paralelným budením. Schéma pripojenia motorov tohto typu k sieti je znázornená na obr. 361. Keďže tu obvody kotvy a tlmivky na sebe nezávisia, prúd v nich môže byť regulovaný nezávisle pomocou samostatných reostatov, ktoré sú súčasťou týchto obvodov. Reostat zahrnutý v obvode kotvy sa nazýva spúšťanie a reostat zahrnutý v obvode induktora sa nazýva nastavovanie. Pri štartovaní motora s paralelným budením musí byť štartovací reostat úplne zapnutý; ako motor naberá otáčky, odpor reostatu sa postupne znižuje a pri dosiahnutí normálnych otáčok je tento reostat úplne odstránený z okruhu. Motory s paralelným budením, najmä veľkých výkonov, sa v žiadnom prípade nesmú zapínať bez štartovacieho reostatu. Rovnakým spôsobom, keď je motor vypnutý, treba najskôr postupne zaviesť reostat a až potom vypnúť spínač pripájajúci motor k sieti.

Ryža. 361. Schéma zapojenia motora s paralelným budením. Mosadzný oblúk 1, pozdĺž ktorého sa pohybuje páka štartovacieho reostatu, je pripojený cez svorku 2 ku koncu nastavovacieho reostatu a cez svorku 3 k štartovaciemu reostatu. To sa deje tak, že pri prepnutí štartovacieho reostatu na voľnobežný kontakt 4 a vypnutí prúdu sa budiaci obvod nepreruší.

Nie je ťažké pochopiť úvahy, ktoré vedú k týmto pravidlám zapínania a vypínania motorov. Videli sme (pozri vzorec (172.1)), že prúd kotvy

,

kde je sieťové napätie, a - e. d.s., indukované vo vinutiach kotvy. V prvom momente, keď sa motor ešte nestihol roztočiť a nabrať dostatočné otáčky, napr. d.s. je veľmi malý a prúd cez kotvu sa približne rovná

Odpor kotvy je zvyčajne veľmi nízky. Počíta sa tak, aby pokles napätia kotvy nepresiahol 5-10% sieťového napätia, na ktoré je motor navrhnutý. Preto pri absencii štartovacieho reostatu môže byť prúd v prvých sekundách 10-20-krát vyšší ako normálny prúd, na ktorý je motor navrhnutý pri plnom zaťažení, a to je pre neho veľmi nebezpečné. S rovnakým štartovacím reostatom zavedeným s odporom, štartovacím prúdom cez kotvu

. (173.1)

Odpor štartovacieho reostatu je zvolený tak, aby štartovací prúd prekročil normálny prúd nie viac ako 1,5-2 krát.

Vysvetlime to, čo bolo povedané, na číselnom príklade. Predpokladajme, že máme motor s výkonom 1,2 kW, navrhnutý pre napätie 120 V a s odporom kotvy. Prúd kotvy pri plnom zaťažení

.

Ak by sme tento motor zapli v sieti bez štartovacieho reostatu, tak v prvých sekundách by mal štartovací prúd kotvou hodnotu

,

10-násobok normálneho prevádzkového prúdu v kotve. Ak chceme, aby rozbehový prúd prekročil normálny najviac 2-krát, t.j. rovný 20 A, musíme zvoliť rozbehový odpor tak, aby nastala rovnosť

,

kde Om.

Je tiež zrejmé, že je veľmi nebezpečné, ak sa bočníkový motor náhle zastaví bez jeho vypnutia, napríklad v dôsledku prudkého zvýšenia zaťaženia, pretože v tomto prípade napr. d.s. klesne na nulu a prúd v kotve sa zvýši natoľko, že prebytočné teplo Joule, ktoré sa v nej uvoľní, môže viesť k roztaveniu izolácie alebo dokonca samotných drôtov vinutia (motor „vyhorí“).

Nastavovací reostat, ktorý je súčasťou indukčného obvodu, slúži na zmenu otáčok motora. Zvyšovaním alebo znižovaním odporu indukčného obvodu pomocou tohto reostatu meníme prúd v indukčnom obvode a tým aj magnetické pole, v ktorom sa kotva otáča. Vyššie sme videli, že pri danom zaťažení motora sa prúd v motore automaticky nastaví tak, aby výsledný krútiaci moment vyvážil brzdný moment generovaný zaťažením motora. Je to spôsobené tým, že indukovaná e. d.s. dosiahne zodpovedajúcu hodnotu. Ale vyvolaná e. d.s. je určená na jednej strane magnetickou indukciou a na druhej strane frekvenciou otáčania kotvy.

Čím väčší je magnetický tok induktora, tým nižšie musia byť otáčky motora, aby sa získala určitá hodnota e. atď., a naopak, čím slabší je magnetický tok, tým väčšia by mala byť frekvencia otáčania. Preto, aby sa zvýšili otáčky bočného motora pri danom zaťažení, je potrebné zoslabiť magnetický tok v tlmivke, t.j. zaviesť väčší odpor do obvodu tlmivky pomocou nastavovacieho reostatu. Naopak, aby sa znížila rýchlosť bočného motora, je potrebné zvýšiť magnetický tok v induktore, t.j. znížiť odpor v obvode induktora, čím sa vytiahne nastavovací reostat.

Pomocou nastavovacieho reostatu je možné nastaviť normálne otáčky motora pri normálnom napätí a bez zaťaženia. So zvyšujúcim sa zaťažením by sa mal zvyšovať prúd v kotve a e. d.s. - zníženie. Je to spôsobené určitým znížením frekvencie otáčania kotvy. Zníženie otáčok v dôsledku zvýšenia zaťaženia z nuly na normálny výkon motora je však zvyčajne veľmi malé a nepresahuje 5-10 % bežných otáčok motora. Je to spôsobené najmä tým, že pri motoroch s paralelným budením sa prúd v tlmivke pri zmene prúdu v kotve nemení. Ak by sme pri zmenách zaťaženia chceli zachovať rovnakú rýchlosť otáčania, potom by sa to dalo urobiť miernou zmenou prúdu v obvode induktora pomocou nastavovacieho reostatu.

Z prevádzkového hľadiska sa teda jednosmerné motory s paralelným budením (bočné motory) vyznačujú týmito dvoma vlastnosťami: a) ich rýchlosť otáčania zostáva pri zmene zaťaženia takmer konštantná; b) frekvenciu ich otáčania je možné meniť v širokom rozsahu pomocou nastavovacieho reostatu. Preto sú takéto motory pomerne široko používané v priemysle, kde sú obe tieto vlastnosti dôležité, napríklad pre pohon sústruhov a iných obrábacích strojov, ktorých rýchlosť by nemala silne závisieť od zaťaženia.

173.1. Na obr. 362 je znázornená schéma paralelného motora s takzvaným kombinovaným predradníkom. Pochopte tento obvod a vysvetlite, akú úlohu zohrávajú jednotlivé časti tohto reostatu.

Ryža. 362. K výkonu 173,1

173.2. Musíte naštartovať napájací motor. Na tento účel sú určené dva reostaty: jeden vyrobený z hrubého drôtu s nízkym odporom, druhý vyrobený z tenkého drôtu s vysokým odporom. Ktoré z týchto reostatov by mali byť zahrnuté ako štartovacie a ktoré ako nastavovacie? prečo?

2. Motory so sekvenčným budením. Schéma pripojenia týchto motorov k sieti je znázornená na obr. 363. Tu je prúd kotvy súčasne prúd tlmivky, a preto štartovací reostat mení prúd v kotve aj prúd v tlmivke. Pri voľnobehu alebo veľmi nízkych zaťaženiach musí byť prúd v kotve, ako vieme, veľmi malý, to znamená, že indukovaný napr. d.s. by malo byť takmer rovnaké ako napätie v sieti. Ale pri veľmi malom prúde cez kotvu a induktor je pole induktora tiež slabé. Preto je pri nízkej záťaži potrebný napr. d.s. možno získať len na úkor veľmi vysokých otáčok motora. Výsledkom je, že pri veľmi nízkych prúdoch (nízke zaťaženie) sa rýchlosť otáčania sériovo budeného motora stáva taká vysoká, že sa môže stať nebezpečným z hľadiska mechanickej pevnosti motora.

Ryža. 363. Schéma zapínania motora so sekvenčným budením

Hovorí sa, že motor je "pedál". To je neprijateľné a preto motory so sériovým budením nesmú bežať nezaťažené alebo s nízkou záťažou (menej ako 20-25% normálneho výkonu motora). Z rovnakého dôvodu sa neodporúča pripájať tieto motory k obrábacím strojom alebo iným strojom s remeňovým alebo káblovým pohonom, pretože pretrhnutie alebo náhodné uvoľnenie remeňa povedie k „rozpätiu“ motora. V motoroch so sériovým budením sa teda so zvyšujúcim sa zaťažením zvyšuje prúd kotvy a magnetické pole tlmivky; preto otáčky motora prudko klesnú a ním vyvinutý krútiaci moment prudko vzrastie.

Tieto vlastnosti motorov so sériovým budením ich predurčujú na použitie v doprave (električky, trolejbusy, elektrické vlaky) a v zdvíhacích zariadeniach (žeriavy), pretože v týchto prípadoch je potrebné mať veľké krútiace momenty pri nízkych otáčkach v čase rozbehu. pri veľmi veľkom zaťažení a pri nižšom zaťažení (pri normálnom chode) menšie krútiace momenty a vyššie frekvencie.

Regulácia otáčok motora so sériovým budením sa zvyčajne vykonáva nastavovacím reostatom zapojeným paralelne s vinutiami induktora (obr. 364). Čím nižší je odpor tohto reostatu, tým väčšia časť prúdu kotvy sa do neho vetví a tým menej prúdu prechádza vinutiami tlmivky. Ale keď sa prúd v induktore zníži, otáčky motora sa zvýšia a keď sa zvýšia, znížia sa. Preto, na rozdiel od toho, čo bolo v prípade bočného motora, aby sa zvýšila rýchlosť otáčania sériového motora, je potrebné znížiť odpor obvodu tlmivky výstupom z regulačného reostatu. Aby sa znížila rýchlosť otáčania sériového motora, je potrebné zvýšiť odpor obvodu induktora zavedením nastavovacieho reostatu.

Ryža. 364

173.3. Vysvetlite, prečo sériový motor nemôže bežať naprázdno alebo s malým zaťažením, ale bočníkový motor áno.

Tabuľka 8. Výhody, nevýhody a aplikácie rôznych typov motorov

typ motora	Hlavné výhody	Hlavné nevýhody	Oblasť použitia
Trojfázový striedavý motor s rotačným poľom	1. Slabá závislosť rýchlosti od zaťaženia 2. Jednoduchosť a ekonomický dizajn 3. Aplikácia trojfázového prúdu	1. Ťažkosti s reguláciou rýchlosti 2. Nízky rozbehový moment	Obrábacie stroje a stroje, ktoré vyžadujú konštantnú rýchlosť so zmenami zaťaženia, ale nie je potrebné upravovať rýchlosť
Jednosmerný motor s paralelným budením (shunt)	1. Konštantná rýchlosť pri zmenách zaťaženia 2. Schopnosť ovládať rýchlosť	Nízky rozbehový krútiaci moment	Obrábacie stroje a stroje, ktoré vyžadujú konštantnú rýchlosť so zmenami zaťaženia a možnosť nastavenia rýchlosti
Sériový budiaci jednosmerný motor (štandard)	Veľký rozbehový moment	Silná závislosť rýchlosti od zaťaženia	Trakčné motory v električkách a elektrických vlakoch, žeriavové motory

Na záver porovnávame vo forme tabuľky. 8 hlavné výhody a nevýhody rôznych typov elektromotorov, ktoré sme uvažovali v tejto kapitole, a oblasti ich použitia.

Jednosmerný motor s paralelným budením je elektromotor, v ktorom sú kotva a budiace vinutia navzájom paralelne spojené. Často svojou funkčnosťou prekonáva agregáty zmiešaných a sekvenčných typov v prípadoch, keď je potrebné nastaviť konštantnú rýchlosť prevádzky.

Charakteristiky paralelne budeného jednosmerného motora

Vzorec pre celkový prúd prichádzajúci zo zdroja je odvodený podľa prvého Kirchhoffovho zákona a má tvar: I \u003d I i + I c, kde I i je prúd kotvy, I c je budiaci prúd a I je prúd, ktorý motor odoberá zo siete. Treba si uvedomiť, že v tomto prípade I in nezávisí od I I, t.j. budiaci prúd je nezávislý od záťaže. Hodnota prúdu v budiacom vinutí je menšia ako prúd kotvy a je približne 2-5% prúdu siete.

Vo všeobecnosti sa tieto elektromotory vyznačujú nasledujúcimi veľmi užitočnými trakčnými parametrami:

• Vysoká účinnosť (pretože prúd kotvy neprechádza vinutím poľa).
• Stabilita a plynulosť pracovného cyklu s kolísaním zaťaženia v širokom rozsahu (keďže veľkosť krútiaceho momentu je zachovaná aj pri zmene počtu otáčok hriadeľa).

V prípade nedostatočného krútiaceho momentu sa štartovanie vykonáva prepnutím na zmiešaný typ budenia.

Aplikácie motora

Pretože rýchlosť takýchto motorov zostáva takmer konštantná aj pri zmene zaťaženia a môže sa meniť aj pomocou nastavovacieho reostatu, sú široko používané pri práci s:

• Fanúšikovia;
• čerpadlá;
• banské výťahy;
• nadzemné elektrické cesty;
• obrábacie stroje (sústruženie, rezanie kovov, tkanie, tlač, rovnanie atď.).

Tento typ motora sa teda používa hlavne pri mechanizmoch, ktoré vyžadujú konštantnú rýchlosť otáčania alebo jej široké nastavenie.

Ovládanie rýchlosti

Regulácia otáčok je účelová zmena otáčok elektromotora násilne pomocou špeciálnych zariadení alebo zariadení. Umožňuje vám zabezpečiť optimálny režim prevádzky mechanizmu, jeho racionálne využitie, ako aj znížiť spotrebu energie.

Existujú tri hlavné spôsoby ovládania rýchlosti motora:

1. Zmena magnetického toku hlavných pólov. Vykonáva sa pomocou nastavovacieho reostatu: so zvýšením jeho odporu klesá magnetický tok hlavných pólov a budiaci prúd Iv. Tým sa zvyšuje počet otáčok kotvy pri voľnobehu, ako aj uhol sklonu mechanickej charakteristiky. Tuhosť mechanických charakteristík je zachovaná. Zvýšenie rýchlosti však môže viesť k mechanickému poškodeniu jednotky a zlej komutácii, preto sa neodporúča zvyšovať rýchlosť touto metódou viac ako dvojnásobne.
2. Zmena odporu obvodu kotvy. K armatúre je sériovo zapojený nastavovací reostat. Rýchlosť otáčania kotvy klesá so zvyšujúcim sa odporom reostatu a stúpa sklon mechanických charakteristík. Nastavenie rýchlosti vyššie uvedeným spôsobom:

• pomáha znižovať rýchlosť otáčania vzhľadom na prirodzenú charakteristiku;
• spojené s veľkým množstvom strát v regulačnom reostate, preto neekonomické.

1. Reostatická zmena napätia aplikovaného na kotvu. V tomto prípade je potrebný samostatný napäťovo regulovaný zdroj energie, ako je generátor alebo riadený ventil.

Motor s nezávislým budením

Nezávislý budiaci jednosmerný motor implementuje tretí princíp riadenia rýchlosti. Jeho rozdiel je v tom, že budiace vinutie a magnetické pole hlavných pólov sú pripojené k rôznym zdrojom. Budiaci prúd je konštantná charakteristika a magnetické pole sa mení. V tomto prípade sa mení počet otáčok hriadeľa pri voľnobehu, tuhosť charakteristiky zostáva rovnaká.

Princíp činnosti DPT s nezávislým budením je teda dosť komplikovaný kvôli nezávislej prevádzke dvoch zdrojov, ale jeho hlavnou výhodou je vysoká účinnosť.

Dobrý deň, milí čitatelia! V tomto článku budem hovoriť o tom, čo je budenie v jednosmerných motoroch a "s čím sa jedia."

Pravdepodobne každý z nás mal v detstve hračky s elektrickým pohonom. Tí, ktorí sa v tých rokoch vyznačovali zvedavosťou, si nenechali ujsť príležitosť rozobrať tieto hračky, aby videli, čo je vo vnútri.

Pri pohľade do vnútra takejto hračky sme našli malý jednosmerný elektromotor. Prirodzene, potom sme sa nezamýšľali nad tým, prečo to funguje. Niektorí z nás, ktorí našli motor v hračke, sa rozhodli ho tiež rozobrať. Títo zvedaví súdruhovia, ktorí rozobrali motor, tam našli permanentný magnet (niekedy viac ako jeden), kefy a kotvu so zberačom.

Takže práve permanentný magnet je najjednoduchší budiaci systém pre jednosmerné motory. Kotva motora sa totiž otáča len vtedy, keď je okolo nej stále magnetické pole, ktoré sa vytvára pomocou permanentného magnetu.

Jednosmerné motory v priemyselnom meradle ako budiče používajú špeciálne vinutia nazývané budiace vinutia.

Spojenie týchto vinutí môže byť veľmi odlišné. Môžu byť zapojené paralelne s armatúrou, sériovo s ňou, zmiešané a dokonca nezávisle od nich.

Mimochodom, motory, ktoré majú ako patogén permanentný magnet, sa považujú za zariadenia s nezávislým budením.

Budiace vinutie pozostáva z oveľa väčšieho počtu závitov ako vinutie kotvy. V tomto ohľade je prúd vinutia kotvy desaťkrát väčší ako prúd vzrušujúceho. Rýchlosť otáčania takéhoto motora sa môže meniť v závislosti od zaťaženia a magnetického toku. Vzhľadom na vlastnosti spojenia sú motory paralelného zapojenia pomerne málo ovplyvnené zmenou rýchlosti.

Teraz zvážte možnosť samostatného pripojenia pracovného a vzrušujúceho vinutia. Takýto motor sa nazýva motor s nezávislým budením. Otáčky takéhoto motora je možné upraviť zmenou odporu kotviacej reťaze alebo magnetického toku.

Je tu malá nuansa: pri zapnutí motora by ste nemali príliš znižovať budiaci prúd, pretože je to spojené s veľmi veľkým nárastom prúdu kotvy. Tak isto je nebezpečné aj prerušenie budiaceho obvodu týchto motorov. Okrem toho, ak je zaťaženie motora s takýmto zahrnutím malé alebo keď je zapnuté na voľnobeh, môže sa zrýchliť tak silne, že existuje nebezpečenstvo pre motor.

Ako som už povedal, zariadenia, ktoré majú ako budič permanentné magnety, sa považujú za typ nezávislého budenia DPT. Poviem o nich pár slov.

Keďže DCT a synchrónne stroje môžu používať permanentné magnety namiesto budičov, táto možnosť sa považuje za celkom atraktívnu. A preto:

• takéto zariadenie znížilo spotrebu prúdu znížením počtu vinutí, v dôsledku čoho sú také ukazovatele takýchto strojov, ako je účinnosť, vyššie;
• použitie permanentných magnetov namiesto budiča zjednodušuje konštrukciu budiacich obvodov motora, čo zvyšuje jeho spoľahlivosť, pretože permanentný magnet nevyžaduje energiu, preto takýto motor nemá na rotore zberač prúdu.

Teraz o sériovom zapojení vinutí (motory so sériovým budením).

V tejto možnosti pripojenia bude vzrušujúci aj prúd kotvy. To spôsobuje, že magnetický tok sa silne mení v závislosti od zaťaženia. To je dôvod veľkej nežiaducosti ich spúšťania na voľnobeh a pri malom zaťažení.

Takéto zaradenie našlo uplatnenie tam, kde je potrebný výrazný štartovací moment, prípadne schopnosť odolávať krátkodobým preťaženiam. V tomto smere sa používajú ako trakčné prostriedky pre električky, trolejbusy, elektrické lokomotívy, metro a žeriavy. Okrem toho sa používajú ako odpaľovacie zariadenie pre spaľovacie motory (ako štartéry).

Poslednou možnosťou zapínania jednosmerných motorov je ich zmiešané zaradenie. Každý z pólov týchto motorov je vybavený dvojicou vinutí, z ktorých jedno je paralelné a druhé sériovo. Môžete ich pripojiť dvoma spôsobmi:

• spoluhlásková metóda (v tomto prípade sa prúdy sčítavajú);
• variant počítadla (odčítanie prúdov).

Podľa toho, v závislosti od možnosti pripojenia (čím sa mení aj pomer magnetických tokov), môže byť takýto motor blízko buď k zariadeniu so sériovým budením alebo k motoru s paralelným budením.

Vo väčšine prípadov považujú sériové vinutie za hlavné vinutie a pomocné vinutie za paralelné. Vďaka paralelnému vinutiu takýchto motorov sa rýchlosť pri nízkom zaťažení prakticky nezvyšuje.

Ak je potrebné získať významný krútiaci moment pri štarte a schopnosť regulovať rýchlosť pri premenlivom zaťažení, používa sa spojenie súhlasného typu. Opačné zapojenie sa používa, keď je potrebné získať konštantnú rýchlosť s meniacim sa zaťažením.

Ak je potrebné obrátiť DCT (zmeniť smer jeho otáčania), potom zmeňte smer prúdu v jednom z jeho pracovných vinutí.

Zmenou polarity zapojenia svoriek motora je možné zmeniť smer len tých motorov, ktoré sú zapnuté podľa samostatného obvodu, alebo motorov s permanentným magnetom ako budičom. Vo všetkých ostatných zariadeniach je potrebné zmeniť smer prúdu v jednom z pracovných vinutí.

Navyše, jednosmerné motory nie je možné zapnúť metódou pripojenia plného napätia. Je to spôsobené tým, že hodnota ich rozbehového prúdu je asi 2-krát vyššia ako nominálna (závisí to od veľkosti a rýchlosti motora). Štartovacie prúdy veľkých motorov môžu byť päťdesiatkrát vyššie ako ich menovitý prevádzkový prúd.

Veľké prúdy môžu spôsobiť efekt kruhového oblúka kolektora, v dôsledku čoho sa kolektor zničí.

Na zapnutie DPT sa používa technika alebo použitie štartovacích reostatov. Zaradenie priameho typu je možné len pri nízkych napätiach a pre malé motory s vysokým odporom vinutia kotvy.

Píšte komentáre, doplnky k článku, možno mi niečo uniklo. Pozrite sa, budem rád, ak sa vám na mojej stránke ešte niečo hodí. Všetko najlepšie.