Студопедия — Машины постоянного тока
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Машины постоянного тока






 

Машиной постоянного тока называют электрическую машину с коммутатором-коллектором. Они находят широкое применение, как в качестве двигателей, так и в качестве генераторов.

Двигатели постоянного тока обладают большой глубиной регулирования частоты вращения, сохраняют во всем диапазоне регулирования высокий к.п.д. и могут иметь механические характеристики, отвечающие специальным требованиям.

Для лучшего понимания ДПТ с различными системами самовозбуждения в части их применения целесообразно рассмотреть зависимости величины момента M = МP(IЯ) и частоты вращения n = nP(IЯ) от тока якоря IЯ для параллельного возбуждения и аналогичных характеристик M = f(IЯ) и n = f(IЯ) для последовательно возбуждения.

В двигателях с параллельным возбуждением результирующий магнитный поток в пределах номинальной нагрузки остается постоянным, поэтому MP = kP IЯ и nP = n0 – b IЯ, где kP и b - константы. В двигателях же с последовательным возбуждением магнитный поток пропорционален току поэтому MS = kS IЯ2 и nS = aM0,5 + d (здесь в этих зависимостях kS и d – то же константы).

Таким образом, двигатель с параллельным возбуждением обладает жесткой характеристикой n=n0–qM, а двигатель с последовательным возбуждением – мягкой. Поэтому для механизмов, работающих с ударной нагрузкой (пресс, штамповочное устройство, стартер, электропоезд, и др.) пригоден двигатель с последовательным возбуждением и непригоден двигатель с параллельным возбуждением, так как в нем с увеличением нагрузки происходит пропорциональной увеличение тока. Для механизмов же, требующих жесткую механическую характеристику (металлорежущие станки и др.), пригоден двигатель с параллельным возбуждением.

На практике используют три способа пуска двигателей постоянного тока: прямой пуск, при котором обмотка якоря подключается непосредственно к сети; реостатный, при котором в цепь якоря включается пусковой реостат для ограничения тока; путем плавного повышения питающего напряжения, подаваемого на обмотку якоря.

Двигатели постоянного тока допускают плавное регулирование скорости вращения. Диапазон регулирования ограничен. Увеличение скорости вращения приводит к ухудшению условий коммутации, а уменьшение скорости вызывает увеличение двигателя. Обычно отношение максимальной скорости вращения к минимальной не превышает 3.

Регулирование частоты вращения осуществляют тремя способами: посредством добавочного реостата в цепи обмотки якоря; изменением магнитного потока; изменением питающего напряжения.

 

Пример решения задачи по теме 3.3

Двигатель параллельного возбуждения, присоединенный к сети с напряжением Uн=220 В, потребляет при номинальной нагрузке ток Iн =20,5 A, а на холостом ходу - I0=2,35 A. Сопротивление обмотки якоря rя=0,75 Ом, а в цепи возбуждения rв=258 Ом. Номинальная скорость вращения nн=1025 об/мин.

Определить номинальную мощность двигателя (на валу), номинальный к.п.д., номинальный вращающий момент, пусковой ток при пуске двигателя без пускового реостата, сопротивление пускового реостата для условия Iп=2,5I и пусковой момент при пуске двигателя с реостатом. При решении принять, что магнитные и механические потери не зависят от нагрузки.

Решение.

Номинальная мощность на валу двигателя

Pн=P–SΔP,

Где SΔP – потери в двигателе; P – потребляемая мощность:

P=Uн·Iн=220·20,5=4510 Вт=4,51 кВт.

Для определения потерь в цепи якоря и цепи возбуждения надо знать ток в цепи якоря Iя.н и ток возбуждения Iв:

Iв=Uн/rв=220/258=0,85 A.

Iя.н=Iн-Iв=20,5-0,85=19,65 A.

Потери в обмотке якоря и в цепи возбуждения:

ΔPя. н=rя·Iя.н2=0,75·19,652=290 Вт;

ΔPв=rв·Iв2=258·0,852=186 Вт.

Магнитные и механические потери:

Pм=P0–Pя.0–Pв,

где P0=Uн·I0=220·2,35=517 Вт; ΔPя.0-потребляемая мощность при холостом ходе двигателя:

ΔPя.0=rя·(I0-Iв)2=0,75·(2,35-0,85)2=1,7 Вт;

ΔPм=517–1,7–186=329,3 Вт;

SΔPн=290+186+329,3=805,3 Вт;

Pн=4510–805,3=3704,7Вт=3,71 кВт.

Номинальный к.п.д.

hн= Pн/P·100=3,71/4,51=82,2%,

Номинальный вращающий момент

Мн=9550·(Pн/nн)=9559·(3,71/1025)=34,6 Н·м

Пусковой ток двигателя при пуске без реостата

Iп=Uн/rя=220/0,75=293 A.

Сопротивление пускового реостата определяется из равенства

Iп=2,5·Iя.н=Uн/(rя+rр),

Откуда

rр=(Uн/Iн)–rя=(220/2,5·19,65)–0,75=3,73 Ом.

Определяем пусковой момент двигателя при пуске с реостатом. Известно, что вращающий момент двигателя определяется уравнением

М=См·Ф·Iя

Для режима номинальной нагрузки это выражение принимает вид

Мнм·Ф·Iя.н,

а для пускового режима

Мпм·Ф·Iп.

Полагая магнитный поток в двигателе постоянным, возьмем отношение моментов

Мнп=Iя.н/Iп.

Откуда

Мпн·(Iп/Iя.н)=34,6·(2,5·19,65)/19,65=86,5 Н·м..

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Каково назначение коллектора в генераторе и двигателе постоянного тока?

2. Почему станину машины постоянного тока делают из стали?

3. В чем принципиальное отличие обмотки якоря от обмотки статора

бес­коллекторной машины переменного тока?

4. Какими параметрами характеризуется обмотка якоря?

5. В чем принципиальное различие между петлевыми и волновыми обмот­ками?

6. Чем сложные обмотки якоря отличаются от простых?

7. Какими причинами может быть вызвана магнитная несимметрия и како­вы ее последствия?

8. В каких обмотках применяют уравнители первого и второго рода?

9. В чем достоинства комбинированной обмотки?

10. Как влияют Ширина секции и положение щеток на ЭДС машины по­стоянного тока? И какими соображениями руководствуются при выборе типа обмотки якоря?

11. Какие участки входят в магнитную цепь машины постоянного тока?

12. Какие стали применяются для изготовления различных элементов магнит­ной цепи машины постоянного тока?

13. Каковы нежелательные последствия реакции якоря машины постоянного" тока?

14. Какое влияние на действие реакции якоря оказывает смещение щеток с геометрической нейтрали?

15. Что такое переходная характеристика и как она используется для учета размагничивающего влияния реакции якоря?

16. С какой целью компенсационную обмотку включают последовательно с обмоткой якоря?

17. Почему с увеличением воздушного зазора ослабляется размагничивающее влияние реакции якоря?

18. Какие способы возбуждения применяются в машинах постоянного тока?

19. Какие причины могут вызвать искрение на коллекторе?

20. Какая степень искрения обычно допускается в коллекторной машине и какими, признаками она характеризуется?

21. Почему прямолинейная коммутация не сопровождается искрением?

22. Почему криволинейная замедленная коммутация вызывает искрение?

23. Объясните назначение добавочных полюсов в коллекторной машине?

24. Каковы причины появления кругового огня по коллектору?

25. Какие характеристики определяют свойства генераторов постоянного тока?

26. Какие условия необходимы для самовозбуждения генераторов постоянного тока?

27. Какие методы ограничения пускового тока применяются в двигателях постоянного тока?

28. Как изменяется частота вращения двигателей параллельного, последовательного и смешанного возбуждения при увеличении нагрузки на валу?

29. Благодаря каким свойствам двигатели последовательного возбуждения применяют в качестве крановых и тяговых?

30. Какие виды потерь имеют место в коллекторных машинах и как их определяют?

31. При каких условиях КПД машины постоянного тока становится максимальным?







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 1565. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Лечебно-охранительный режим, его элементы и значение.   Терапевтическое воздействие на пациента подразумевает не только использование всех видов лечения, но и применение лечебно-охранительного режима – соблюдение условий поведения, способствующих выздоровлению...

Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения. 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью...

Условия приобретения статуса индивидуального предпринимателя. В соответствии с п. 1 ст. 23 ГК РФ гражданин вправе заниматься предпринимательской деятельностью без образования юридического лица с момента государственной регистрации в качестве индивидуального предпринимателя. Каковы же условия такой регистрации и...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия