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 lineárnosti 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 v automatických riadiacich systémov.

Charakteristickým znakom takýchto motorov je budenie jednosmerného motora. Mechanické charakteristiky jednosmerných elektrických strojov závisia od typu budenia. Budenie môže byť paralelne sériové zmiešané a nezávislé. Typ budenia znamená, v akom poradí sa zapínajú vinutia kotvy a rotora.

Pri paralelnom budení sú vinutia kotvy a rotora navzájom paralelne pripojené k rovnakému zdroju prúdu. Keďže budiace vinutie má viac závitov ako kotvové vinutie, prúd v ňom je zanedbateľný. Do obvodu, vinutia rotora aj vinutia kotvy, môžu byť zahrnuté nastavovacie odpory.

Obrázok 1 - paralelný budiaci obvod jednosmerného stroja

Budiace vinutie je možné pripojiť aj k samostatnému zdroju prúdu. V tomto prípade sa budenie bude nazývať nezávislé. Takýto motor bude mať vlastnosti podobné motoru, ktorý používa permanentný magnet. Rýchlosť otáčania motora s nezávislým budením, podobne ako motora s paralelným budením, závisí od prúdu kotvy a hlavného magnetického toku. Hlavný magnetický tok je vytváraný vinutím rotora.

Obrázok 2 - nezávislý budiaci obvod jednosmerného stroja

Rýchlosť otáčania je možné nastaviť pomocou reostatu zahrnutého v obvode kotvy, čím sa mení prúd v ňom. Dá sa nastaviť aj budiaci prúd, ale tu si treba dávať pozor. Pretože ak je nadmerne znížený alebo úplne chýba v dôsledku prerušenia napájacieho vodiča, prúd v kotve sa môže zvýšiť na nebezpečné hodnoty.

Tiež pri malom zaťažení hriadeľa alebo v režime voľnobehu sa rýchlosť otáčania môže zvýšiť natoľko, že môže viesť k mechanickému zničeniu motora.

Ak je budiace vinutie zapojené do série s kotvou, potom sa takéto budenie nazýva sériové. V tomto prípade preteká kotvou a budiacim vinutím rovnaký prúd. Magnetický tok sa teda mení so zaťažením motora. Preto budú otáčky motora závisieť od zaťaženia.

Obrázok 3 - sériový budiaci obvod jednosmerného stroja

Motory s takýmto budením sa nesmú spúšťať na voľnobeh alebo s malým zaťažením hriadeľa. Používajú sa v prípade, že je potrebný veľký rozbehový moment alebo schopnosť odolávať krátkodobým preťaženiam.

Zmiešané budenie využíva motory, ktoré majú na každom póle dve vinutia. Môžu byť zapnuté tak, že magnetické toky sa sčítavajú aj odčítavajú.

Obrázok 4 - zmiešaný budiaci obvod jednosmerného stroja

V závislosti od toho, ako magnetické toky korelujú, môže motor s takýmto budením pracovať ako motor so sériovým alebo paralelným budením. Všetko závisí od situácie, ak potrebujete veľký rozbehový moment, takýto stroj pracuje v režime súhlasného zapínania vinutí. Ak je potrebná konštantná rýchlosť otáčania, pri dynamicky sa meniacom zaťažení sa vinutia zapnú v opačných smeroch.

V jednosmerných strojoch môžete zmeniť smer rotora. Aby ste to dosiahli, musíte zmeniť smer prúdu v jednom z vinutí. Kotva alebo excitácia. Zmenou polarity je možné smer otáčania motora dosiahnuť len v motore s nezávislým budením, alebo v ktorom je použitý permanentný magnet. V iných schémach spínania musí byť jedno z vinutí prepnuté.

Štartovací prúd v jednosmernom stroji je dostatočne veľký, preto by sa mal spustiť pomocou prídavného reostatu, aby nedošlo k poškodeniu vinutia.

Jednosmerný motor so zmiešaným budením (zložený motor) má do určitej miery vlastnosti vyššie uvedených motorov s paralelným a sériovým budením. Tento elektromotor je dodávaný s dvoma budiacimi vinutiami: sériovým a paralelným.

Schematický diagram takéhoto elektromotora je znázornený na obr. 31, kde je naznačené sériové vinutie OWL, a paralelanaya- ŠVU. Zvyčajne na svorkovniciach elektromotorov označujú: závery zo sériového vinutia OD 1 a OD 2 , závery z paralelného vinutia - W 1 a W 2 , a závery z vinutia kotvy - ja 1 a ja 2 . V diagramoch môžu byť tieto vinutia označené inak: OWL a ŠVU, OD 1 - OD 2 a W 1 -W 2 .

Sériové a paralelné budiace vinutia je možné zapnúť dvoma spôsobmi. V niektorých prípadoch sú zapnuté tak, že ampérzávity, ktoré vytvárajú, a následne aj magnetické toky sa sčítavajú. Takéto zahrnutie vinutí sa nazývaspoluhláska. Je zrejmé, že pri súhláskovej inklúzii je výsledný magnetický tok elektromotora

V iných prípadoch sú budiace vinutia zaradené do obvodu tak, že ampérové ​​závity (a magnetické toky), ktoré vytvárajú, smerujú k sebe. Tento typ vinutia sa nazývapočítadlo. Pri obrátení výsledný magnetický tokelektrický motor

Počítadlo zapínania budiacich vinutí sa používa len v strojoch na špeciálne účely. Pri bežných žeriavových motoroch so zmiešaným budením sú vinutia vždy zapojené v súlade, preto pri ďalšom uvádzaní materiálu budeme predpokladať, že ampérzávity oboch vinutí (a magnetických tokov) sa sčítavajú, t.j. zapojený v súlade a pre elektromotor platí rovnosť (69).

Prítomnosť dvoch budiacich vinutí umožňuje navrhovať a vyrábať elektromotory s rôznymi vlastnosťami a charakteristikami. Pri prirodzenej schéme spínania sú charakteristiky uvažovaného elektromotora tvrdšie ako charakteristiky elektromotorov so sériovým budením a mäkšie ako charakteristiky elektromotorov s paralelným budením. Avšak v závislosti od pomeru ampérzávitov vytvorených paralelným a sériovým vinutím sa charakteristiky elektromotora svojou povahou približujú buď charakteristikám sériovo budeného alebo paralelne budeného elektromotora.

Pre zdvíhacie a dopravné stroje sa vyrábajú elektromotory, v ktorých pri plnom zaťažení je polovica ampérzávitov budenia vytvorená paralelným vinutím a polovica sériovým.

V prípade zmeny zaťaženia nezostáva magnetický tok motora so zmiešaným budením konštantný, pretože ampérzávity vytvorené sériovým vinutím sú určené prúdom kotvy. Závislosť výsledného magnetického toku od prúdu kotvy je znázornená na obr. 32, a, čo ukazuje, že každá hodnota prúdu kotvy zodpovedá určitému magnetickému toku a následne krútiacemu momentu M = do F ja ja pri zmene záťaže sa mení nielen v dôsledku zmeny prúdu kotvy, ale aj v dôsledku magnetického budiaceho toku. Závislosť M=f (ja ja ) pre elektromotor so zmiešaným budením je znázornené na obr. 32, b.

Paralelný budiaci elektromotor je jednosmerný motor, ktorého budiace vinutie je zapojené paralelne s vinutím kotvy (obr. 1). Pri odstraňovaní charakteristík sa do obvodu kotvy privádza menovité napätie U n = const.

Ryža. 1 - Schéma motora paralelného budenia

Prúd spotrebovaný motorom zo siete je určený súčtom I \u003d I a + I c, budiaci prúd sa zvyčajne rovná I c = (0,03 ... 0,04) I n. Všetky charakteristiky motora sa odoberajú pri konštantných odporoch v budiacich obvodoch r in = konšt. a kotva

rýchlostná charakteristika.

Závislosť n=f (I a) pri U n =konšt. a I pri =konšt

Z rovnice EMF pre elektromotor

Ako je zrejmé z výrazu, rýchlosť motora závisí od dvoch faktorov - zmien záťažového prúdu a toku. Keď sa záťažový prúd zvyšuje, úbytok napätia na odpore obvodu kotvy sa zvyšuje a otáčky motora sa znižujú.

Priečna reakcia kotvy demagnetizuje motor, t.j. so zvyšujúcim sa prúdom I a sa prietok znižuje a následne sa zvyšujú otáčky motora. Oba faktory teda pôsobia vo vzťahu k otáčkam stroja a ich výsledným pôsobením bude určený typ rýchlostnej charakteristiky.

Na obr. 2 sú znázornené tri rôzne rýchlostné charakteristiky motora (krivky 1,2,3). Krivka 1 - rýchlostná charakteristika s prevahou vplyvu I a ∑r, krivka 2 - oba faktory sú približne vyrovnané, krivka 3 - prevláda faktor demagnetizačného pôsobenia reakcie kotvy.

Ryža. 2 - Charakteristika bočného motora

Vzhľadom na to, že v skutočných motoroch je zmena toku Ф nevýznamná, rýchlostná charakteristika je takmer priamka. Na mnohých moderných paralelných budiacich strojoch je na kompenzáciu účinku priečnej reakcie kotvy inštalované prídavné stabilizačné budiace vinutie, ktoré úplne alebo čiastočne kompenzuje účinok reakcie kotvy.

Normálny tvar rýchlostnej charakteristiky, ktorá zabezpečuje stabilnú prevádzku motora, je charakteristika tvaru krivky 1.

Strmosť charakteristiky je určená hodnotou odporu obvodu kotvy Σr bez zohľadnenia reakcie kotvy. Ak v obvode kotvy nie je zahrnutý žiadny dodatočný odpor, charakteristika sa nazýva prirodzená. Prirodzená charakteristika motora s paralelným budením je dosť tuhá. Zvyčajne tam, kde n o sú otáčky naprázdno. Keď je v obvode kotvy zahrnutý dodatočný odpor R r, sklon charakteristík sa zvyšuje, stávajú sa „mäkkými“ a nazývajú sa umelé alebo reostatické.

momentová charakteristika- ide o závislosť M=f (I a) pri r v =konšt., U=U n a Σr=konšt. V ustálenom stave motora podľa

máme M em \u003d M 2 + M 0 \u003d s m I a F. Ak by sa prietok F nezmenil počas prevádzky stroja, potom by momentová charakteristika bola priamka (charakteristika 4, obrázok 2). V skutočnosti sa tok Ф so zvyšujúcim sa prúdom I a trochu znižuje v dôsledku demagnetizačného účinku reakcie kotvy, preto je momentová charakteristika mierne naklonená nadol (krivka 5). Užitočná momentová charakteristika sa nachádza pod elektromagnetickou krivkou momentu o hodnotu voľnobežného momentu (krivka 6).

Charakteristika účinnostiη=f (I a) je odstránené pri U=U n, r v =const, Σr=const a má typickú formu pre elektromotory (charakteristika 7 na obr. 2). Účinnosť sa rýchlo zvyšuje so zvyšujúcim sa zaťažením z voľnobehu na 0,25 R n, dosiahne svoju maximálnu hodnotu pri P=(0,5 ... 0,75) R n a potom na P=P n zostáva takmer nezmenená. Zvyčajne v motoroch s nízkym výkonom η=0,75...0,85 a v motoroch so stredným a vysokým výkonom η=0,85...0,94.

Mechanická charakteristika predstavuje závislosť n=f (M) pri U=U n, I v =konšt. a Σr=konšt. Analytický výraz pre mechanickú charakteristiku možno získať z rovnice EMF elektromotora

Po určení prúdu I a z výrazu M \u003d c e I a F a dosadením tejto hodnoty prúdu do vyššie uvedeného výrazu dostaneme

Ak zanedbáme reakciu kotvy a predpokladáme, že tok Ф sa nemení, potom možno mechanické charakteristiky elektromotora s paralelným budením znázorniť ako priamky (obr. 3), ktorých strmosť závisí od hodnoty odporu R r armatúry zahrnutej v obvode. Keď R r \u003d 0, charakteristika sa nazýva prirodzená.

Ryža. 3 - Mechanická charakteristika motora s paralelným budením

Malo by sa pamätať na to, že keď je budiaci obvod prerušený I v \u003d 0, otáčky motora n → ∞, t.j. motor "pedálkuje", preto ho treba okamžite odpojiť od siete.

Jednosmerné motory sa v závislosti od spôsobu ich budenia, ako už bolo uvedené, delia na motory s nezávislým, paralelný(pomocou skratu), konzistentné(sériové) a zmiešané (zložené) budenie.

Motory s nezávislým budením, vyžadujú dva zdroje energie (obr. 11.9, a). Jeden z nich je potrebný na napájanie vinutia kotvy (závery Z1 a Z2) a druhý - na vytvorenie prúdu v budiacom vinutí (svorky vinutia Ш1 a SH2). Dodatočný odpor Rd v obvode vinutia kotvy je potrebné znížiť štartovací prúd motora v okamihu jeho zapnutia.

S nezávislým budením sa vyrábajú hlavne výkonné elektromotory, aby bolo možné pohodlnejšie a hospodárnejšie regulovať budiaci prúd. Prierez vodiča budiaceho vinutia je určený v závislosti od napätia jeho zdroja energie. Charakteristickým znakom týchto strojov je nezávislosť budiaceho prúdu, a teda aj hlavného magnetického toku, od zaťaženia hriadeľa motora.

Motory s nezávislým budením sú svojou charakteristikou prakticky totožné s motormi s paralelným budením.

Motory s paralelným budením sú zapnuté podľa schémy znázornenej na obr. 11.9, b. svorky Z1 a Z2 pozri vinutie kotvy a svorky Ш1 a SH2- k budiacemu vinutiu (k bočnému vinutiu). Variabilný odpor Rd a Rv určené na zmenu prúdu vo vinutí kotvy a v budiacom vinutí. Budiace vinutie tohto motora je vyrobené z veľkého počtu závitov medeného drôtu relatívne malého prierezu a má značný odpor. To vám umožní pripojiť ho k plnému sieťovému napätiu uvedenému v pasových údajoch.

Charakteristickým znakom tohto typu motorov je, že počas ich prevádzky je zakázané odpojiť budiace vinutie od kotevnej reťaze. V opačnom prípade sa pri otvorení budiaceho vinutia v ňom objaví neprijateľná hodnota EMF, čo môže viesť k poruche motora a poškodeniu obsluhujúceho personálu. Z rovnakého dôvodu nie je možné otvoriť budiace vinutie pri vypnutom motore, keď sa jeho rotácia ešte nezastavila.

So zvýšením rýchlosti otáčania by sa mal dodatočný (dodatočný) odpor Rd v obvode kotvy znížiť a po dosiahnutí ustálenej rýchlosti by sa mal úplne odstrániť.

Obr.11.9. Typy budenia jednosmerných strojov,

a - nezávislé budenie, b - paralelné budenie,

c - sekvenčná excitácia, d - zmiešaná excitácia.

OVSH - paralelné budiace vinutie, OVS - sériové budiace vinutie, "OVN - nezávislé budiace vinutie, Rd - prídavný odpor v obvode vinutia kotvy, Rv - prídavný odpor v obvode budiaceho vinutia.

Neprítomnosť dodatočného odporu vo vinutí kotvy v čase štartovania motora môže viesť k veľkému štartovaciemu prúdu, ktorý presahuje menovitý prúd kotvy v 10...40 krát .

Dôležitou vlastnosťou motora s paralelným budením je jeho takmer konštantná rýchlosť otáčania pri zmene zaťaženia hriadeľa kotvy. Takže keď sa zaťaženie zmení z voľnobehu na nominálnu hodnotu, otáčky sa znížia len o (2.. 8)% .

Druhou vlastnosťou týchto motorov je hospodárna regulácia otáčok, pri ktorej môže byť pomer najvyšších otáčok k najnižším 2:1 a so špeciálnou verziou motora - 6:1 . Minimálna rýchlosť otáčania je obmedzená saturáciou magnetického obvodu, ktorá neumožňuje zvýšiť magnetický tok stroja a horná hranica rýchlosti otáčania je určená stabilitou stroja - s výrazným oslabením magnetickým tokom, motor môže ísť "šmýkať".

Sekvenčné budiace motory(sériové) sa zapínajú podľa schémy (obr. 11.9, c). závery C1 a C2 zodpovedajú sériovému (sériovému) budiacemu vinutiu. Je vyrobený z relatívne malého počtu závitov prevažne medeného drôtu veľkého prierezu. Budiace vinutie je zapojené do série s vinutím kotvy.. Dodatočný odpor Rd v obvode kotvového a budiaceho vinutia umožňuje znížiť rozbehový prúd a regulovať otáčky motora. V momente naštartovania motora by mal mať takú hodnotu, pri ktorej bude štartovací prúd (1,5...2,5)In. Keď motor dosiahne ustálenú rýchlosť, ďalší odpor Rd výstup, t.j. nastavený na nulu.

Tieto motory vyvíjajú pri rozbehu veľké rozbehové momenty a musia byť spustené pri zaťažení minimálne 25 % svojej menovitej hodnoty. Zapnutie motora s menším výkonom na hriadeli a ešte viac v režime voľnobehu nie je povolené. V opačnom prípade môže motor vyvinúť neprijateľne vysoké otáčky, čo spôsobí jeho zlyhanie. Motory tohto typu sú široko používané v dopravných a zdvíhacích mechanizmoch, v ktorých je potrebné meniť rýchlosť otáčania v širokom rozsahu.

Motory so zmiešaným budením(zložené), zaujímajú medziľahlú polohu medzi paralelnými a sériovými budiacimi motormi (obr. 11.9, d). Ich väčšia príslušnosť k jednému alebo druhému typu závisí od pomeru častí hlavného budiaceho toku vytvoreného paralelnými alebo sériovými budiacimi vinutiami. V momente, keď je motor zapnutý, na zníženie štartovacieho prúdu je v obvode vinutia kotvy zahrnutý dodatočný odpor Rd. Tento motor má dobré trakčné vlastnosti a môže bežať na voľnobeh.

Priame (nereostatické) zapínanie jednosmerných motorov všetkých typov budenia je povolené s výkonom nie väčším ako jeden kilowatt.

Označenie jednosmerných strojov

V súčasnosti najpoužívanejšie univerzálne jednosmerné stroje radu 2P a najnovšia séria 4P. Okrem týchto sérií sa vyrábajú motory pre žeriavové, bagrové, hutnícke a iné pohony radu D. Vyrábajú sa motory a špecializované série.

Sériové motory 2P a 4P rozdelené pozdĺž osi otáčania, ako je obvyklé pre asynchrónne striedavé motory série 4A. Séria strojov 2P majú 11 rozmerov, líšia sa výškou natočenia osi od 90 do 315 mm. Výkonový rozsah strojov tejto série je od 0,13 do 200 kW pre elektromotory a od 0,37 do 180 kW pre generátory. Motory rady 2P a 4P sú určené pre napätie 110, 220, 340 a 440 V. Ich menovité otáčky sú 750, 1000, 1500,2200 a 3000 ot./min.

Každý z 11 rozmerov strojov série 2P má dve dĺžky (M a L).

Séria elektrických strojov 4P majú v porovnaní so sériou lepšie technické a ekonomické ukazovatele 2P. zložitosť výroby série 4P v porovnaní s 2P znížená 2,5...3 krát. Zároveň sa spotreba medi zníži o 25...30%. Podľa množstva konštrukčných prvkov vrátane spôsobu chladenia, ochrany pred poveternostnými vplyvmi, použitia jednotlivých dielov a zostáv stroja série 4P unifikované s asynchrónnymi motormi série 4A a AI .

Označenie jednosmerných strojov (generátorov aj motorov) je uvedené takto:

ПХ1Х2ХЗХ4,

kde 2P- séria jednosmerných strojov;

XI- prevedenie podľa typu ochrany: N - chránené s vlastným vetraním, F - chránené s nezávislým vetraním, B - uzavreté s prirodzeným chladením, O - uzavreté s prúdením vzduchu z externého ventilátora;

X2- výška osi otáčania (dvojmiestne alebo trojmiestne číslo) v mm;

HZ- podmienená dĺžka statora: M - prvý, L - druhý, G - s tachogenerátorom;

Príkladom je označenie motora 2PN112MGU- Séria jednosmerných motorov 2P, chránená verzia s vlastným vetraním H,112 výška osi otáčania v mm, prvý rozmer statora M, vybavený tachogenerátorom G, používané pre mierne podnebie O.

Podľa výkonu možno jednosmerné elektrické stroje podmienečne rozdeliť do nasledujúcich skupín:

Mikrostroje ………………………...menej ako 100 W,

Malé stroje ……………………… od 100 do 1000 W,

Nízkoenergetické stroje………………..od 1 do 10 kW,

Stroje stredného výkonu………..od 10 do 100 kW,

Veľké stroje………………………..od 100 do 1000 kW,

Vysokovýkonné stroje……….viac ako 1000 kW.

Podľa menovitých napätí sa elektrické stroje bežne delia takto:

Nízke napätie……….menej ako 100 V,

Stredné napätie ………….od 100 do 1000 V,

Vysoké napätie……………nad 1000V.

Podľa rýchlosti otáčania stroja na jednosmerný prúd môže byť reprezentovaný ako:

Nízke otáčky………….. menej ako 250 ot./min.,

Stredná rýchlosť od 250 do 1000 ot./min.,

Vysoká rýchlosť ……….. od 1000 do 3000 ot./min.

Super vysoká rýchlosť....nad 3000 ot./min.

Úloha a spôsob výkonu práce.

1. Preštudovať zariadenie a účel jednotlivých častí jednosmerných elektrických strojov.

2. Určte závery jednosmerného stroja súvisiace s vinutím kotvy a s budiacim vinutím.

Závery zodpovedajúce jednému alebo druhému vinutiu je možné určiť pomocou megohmetra, ohmmetra alebo elektrickej žiarovky. Pri použití megaohmmetra je jeden z jeho koncov pripojený k jednej zo svoriek vinutia a druhý sa postupne dotýka zvyšku. Nameraný odpor rovný nule bude indikovať zhodu dvoch svoriek jedného vinutia.

3. Podľa záverov rozoznajte vinutie kotvy a budiace vinutie. Určte typ budiaceho vinutia (paralelné budenie alebo sériové).

Tento experiment je možné vykonať pomocou elektrickej žiarovky zapojenej do série s vinutiami , Konštantné napätie by sa malo aplikovať plynulo a postupne ho zvyšovať na špecifikovanú nominálnu hodnotu v pase stroja.

Vzhľadom na nízky odpor vinutia kotvy a sériového budiaceho vinutia sa žiarovka jasne rozsvieti a ich odpory merané megohmetrom (alebo ohmmetrom) budú takmer nulové.

Žiarovka zapojená do série s paralelným budiacim vinutím bude slabo horieť. Hodnota odporu paralelného budiaceho vinutia musí byť v rámci 0,3...0,5 kOhm .

Vodiče vinutia kotvy je možné rozpoznať pripojením jedného konca megohmetra ku kefám, pričom sa druhý koniec dotkne vodičov vinutia na paneli elektrického stroja.

Závery vinutia elektrického stroja by mali byť označené na podmienenom štítku záverov uvedených v správe.

Zmerajte odpor vinutia a izolačný odpor. Odpor vinutia je možné merať pomocou obvodu ampérmetra a voltmetra. Izolačný odpor medzi vinutiami a vinutiami vzhľadom na kryt sa kontroluje megohmetrom dimenzovaným na 1 kV. Izolačný odpor medzi vinutím kotvy a budiacim vinutím a medzi nimi a puzdrom musí byť min 0,5 MΩ. Zobrazte namerané údaje v správe.

Znázornite podmienene v reze hlavné póly s budiacim vinutím a kotvu so závitmi vinutia pod pólmi (podobne ako na obr. 11.10). Nezávisle vezmite smer prúdu v poli a vinutí kotvy. Uveďte smer otáčania motora za týchto podmienok.

Ryža. 11.10. Dvojpólový DC stroj:

1 - lôžko; 2 - kotva; 3 - hlavné póly; 4 - budiace vinutie; 5 - pólové nástavce; 6 - vinutie kotvy; 7 - zberač; Ф - hlavný magnetický tok; F je sila pôsobiaca na vodiče vinutia kotvy.

Kontrolné otázky a úlohy pre samoukov

1: Vysvetlite štruktúru a princíp činnosti motora a DC generátora.

2. Vysvetlite účel zberača jednosmerných strojov.

3. Uveďte pojem delenie pólov a uveďte výraz pre jeho definíciu.

4. Vymenujte hlavné typy vinutí používaných v jednosmerných strojoch a viete, ako ich realizovať.

5. Uveďte hlavné výhody motorov s paralelným budením.

6. Aké sú konštrukčné vlastnosti paralelného budiaceho vinutia v porovnaní so sériovým budiacim vinutím?

7. Aká je zvláštnosť spúšťania jednosmerných motorov sériového budenia?

8. Koľko paralelných vetiev majú jednoduché vlnové a jednoduché slučkové vinutia jednosmerných strojov?

9. Ako sa označujú jednosmerné stroje? Uveďte príklad zápisu.

10. Aký je povolený izolačný odpor medzi vinutiami jednosmerných strojov a medzi vinutiami a krytom?

11. Akú hodnotu môže dosiahnuť prúd v okamihu spustenia motora pri absencii dodatočného odporu v obvode vinutia kotvy?

12. Aký je povolený rozbehový prúd motora?

13. V akých prípadoch je dovolené spustiť jednosmerný motor bez dodatočného odporu v obvode vinutia kotvy?

14. V dôsledku čoho sa môže zmeniť EMF nezávislého generátora budenia?

15. Na čo slúžia prídavné póly jednosmerného stroja?

16. Pri akej záťaži je dovolené zapnúť sériový budiaci motor?

17. Čo určuje hodnotu hlavného magnetického toku?

18. Napíšte výrazy pre EMF generátora a krútiaci moment motora. Uveďte predstavu o ich komponentoch.

LABORATÓRNE PRÁCE 12.