Типи використовування електричних двигунів. Машини постійного струму

Машина постійного струму з незалежним збудженням

ОЯ – обмотка якоря;

ОЗ – обмотка збудження

1. Якщо

, тоді

n 0 n_н

2. Якщо

, тоді

_max

n n_н n_max

Наприклад, на ОЗ номінальна напруга. Напруга на ОЯ збільшувати, то і швидкість обертання буде збільшуватися.

Коли ослаблювати поле збудження то швидкість збільшується, коли - зменшується.

До обмоток подається напруга постійного струму.

Для того, щоб двигун обертався в іншу сторону потрібно поміняти полюси на будь-якій із котушок.

В залежності від системи керування машини постійного струму за допомогою реле (КА) є: ТП-ДПС.

Машини постійного струму послідовного збудження

U_я +U_з = U_ж

Ці машини необхідно використовувати лише з навантаженням, тому що без нього він іде в рознос.

Якщо то .

Машини постійного струму паралельного збудження

Обмотка збудження приєднана паралельно до ОЯ.

U_я = 0 U_ян → ω = 0 ω_н

демпферна обмотка

Коли подаємо напругу на ОЯ, то і одразу подаємо напругу на обмотку збудження.

Напрямок можна змінити:

, то

Машини постійного струму змішаного збудження

Характеризується стійкими характеристиками.

Машини постійного струму з постійним магнітом

Реверс – це обертання двигуна в один бік, а потім в іншому напрямку. Для того, щоб змінити напрямок обертання двигуна, необхідно змінити полярність або на якорі, або на двигуні.

Машини змінного струму

Асинхронні машини

Асинхронні машини бувають двох видів:

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором (мідна обмотка).

Обмотка живиться від джерела струму.

Швидкість обертання ротора змінюється за допомогою:

• напруги;

• частоти;

• полюсів.

, де р – число пар полюсів, f – частота мережі.

Коли здійснюється керування швидкості по частоті, необхідно, щоб

U/f = Const.

В залежності від керування є: ПЧ-АД.

Щоб забезпечити реверс необхідно поміняти місцями будь-які дві фази.

Асинхронний двигун з фазним ротором

Якщо представити обмотку без сердечника, то вона має вигляд “білячої клітки”. Тобто, це багатофазна обмотка, яка з’єднана в зірку і замкнута накоротко.

Частота обертання вала машини визначається за формулою:

р – кількість пар полюсів;

f – промислова частота.

Якщо одна пара полюсів (р = 1), то n = 3000 об/хв.

Для того, щоб регулювати швидкість обертання вала двигуна з короткозамкненим ротором можна змінити кількість пар полюсів. Такий спосіб дає можливість керувати швидкість в малому діапазоні, а це є невигідно. Тому більш доцільним методом є зміна частоти електричної мережі.

Для керування швидкість обертання в двигунах з фазним ротором потрібно закоротити його обмотки, або ввести додатковий опір (зменшується момент). При включені опорів швидкість обертання двигуна буде зменшуватись.

К₁, К₂, К₃ – контакти, замикаючи які послідовно від К₃ до К₁ збільшуємо швидкість обертання двигуна.

Система керування: АВК (за допомогою зустрічної ЕРС змінюється швидкість обертання двигуна).

Захист машини від перевищення струму.

Синхронні машини

Синхронні машини відрізняється від асинхронної машини тим, що до неї прикладена трифазна напруга, і подається постійна напруга. У них обертове магнітне поле і частота обертання ротора однакові. Їх використовують в якості генераторів.

Щоб його розігнати, то коли двигун розганяється в ротор подається напруга. Щоб вона подавалась постійно, потрібний збудник.

До ротора підводять два виводи.

Універсальна колекторна машина

Це машини, які можуть працювати, як на постійному так і на змінному струмі. Колекторні машини змінного струму використовують в якості електричних двигунів. Живляться від однофазної мережі.

Спеціальні двигуни

Лінійний двигун

Такий двигун використовується в моно-рейсових поїздах.

Є такі типи двигунів:

• ВД;

• СРД;

• КД (кроковий двигун).

Кроковий двигун

В таких двигунах є кілька обмоток, на які почергово подають напругу, в результаті чого двигун приводиться в рух, тобто вал повертається поступовою подачею напруги то на одну, то на іншу обмотку.

Щоб змінити швидкість такого двигуна, потрібно подавати частіше імпульси. Коли змінити довжину імпульсу, частота обертання збільшиться.

Система керування ТК-КД:

Двигун постійного струму з залежним збудженням

За допомогою зміни частоти імпульсів ми можемо керувати подачу енергії на двигун з мережі живлення і це керування називається ЧІП (частотно-імпульсний перетворювач).

За допомогою зміни ширини імпульсів змінюємо швидкість обертання двигуна. Це принцип ШІП (широтно-імпульсний перетворювач).

Існують такі системи керування: ФІП, АІП, ШІП, ЧІП і т.д.

Лекція №4