1.10. Тұрақты ток қозғалтқыштарының сипаттамалары

Электр қозғалтқыштарының, оның ішінде тұрақты ток қозғалтқыштарының да қасиеттері олардың іске қосылу, жұмыстық, механикалық және реттеу сипаттамаларымен анықталады.

Қозғалтқышты жүргізіп жіберу кезінде оның тыныштық күйден бірқалыпты жылдамдықпен жұмыс жасау режиміне көшкенге дейінгі аралығы іске қосылу сипаттамасы болып табылады, ол токтардың немесе иінкүштердің - еселік коэффициентімен көрсетіледі, мұндағы I_п – іске қосу тогы, I_ном – номинал ток.

Қозғалтқышты ток көзіне қосқан кезде оның якоры қозғалыссыз күйде болады, сондықтан = 0, егер якорь тізбегінің индуктивтілігін L, = 0, онда іске қосу кезіндегі ток , ендеше якорь тізбегінің R_a кедергісінің шамасы аз болғандықтан, іске қосу тогы номиналь токтың шамасынан 3-15 есе жоғарылап кетуі мүмкін. Іске қосу тогының шамадан тыс жоғары болуы қозғалтқыш үшін қауіпті, сондықтан = (3 – 5) болатын, тек қуаты аз қозғалтқыштарды ғана іске қосу ток көзіне тікелей қосу арқылы жүргізіледі. Аз қуатты қозғалтқыштардың якорь тізбегінің кедергісі айтарлықтай жоғары және олардың роторының инерциялық иінкүші аз.

Қуаты орташа және үлкен қозғалтқыштарды іске қосу олардың якорь тізбегіне қосымша іске қосу кедергісін енгізу арқылы немесе қозғалтқышқа берілетін кернеуді төмендетіп беру арқылы жүргізіледі. Іске қосу кедергісін енгізу арқылы қосу кезінде оның шамасын іске қосу тогы номинал шамадан 2-3 есе ғана жоғары болатындай етіп таңдайды, яғни:

Реостатты іске қосылатын параллель қоздырылған қозғалтқыштың принциптік сызбанұсқасы 1.22 - суретте көрсетілген. Іске қосу кедергісі R_п ток көзіне қосылған және якорь және қоздыру тізбектерін ток көзіне жалғайды. Үлкен іске қосу иінкүшін алу үшін қоздыру тізбегіндегі R_в кедергісі уақытша ажыратылып тасталынады.

Төмендетілген кернеу арқылы іске қосу арнаулы сызбанұсқалар, яғни қозғалтқыш шығыс кернеуі реттелмелі ток көзінен қоректенетін сызбанұсқамен жиналған кезде ғана мүмкін.

Қозғалтқышты реверстеу, яғни якорьдың айналу бағытын қарама-қарсыға өзгерту үшін якорь немесе қоздыру орамдарының ұштарын ауыстырып қосу жеткілікті.

Қоздыру тогы мен якорь орамдарына берілген кернеудің номинал шамалары кезіндегі U = U _ном = const, R_p = const және R_д = 0 болғандағы айналу жылдамдығының, пайдалы иінкүштің, пайдалы әсер коэффициентінің және якорь орамдарындағы токтың, яғни параметрлерінің Р₂ – пайдалы қуатқа тәуелділіктері қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамалары деп аталады.

Қозғалтқыштың негізгі сипаттамасы U = U _ном = const, Rp — const, R_д = const болғанда, n =f(М) тәуелділігі механикалық сипаттама болып табылады.

Якорьдың айналу жылдамдығының қозғалтқыш якорына берілетін кернеуге, якорь тізбегінің кедергісіне және негізгі магнит ағынына байланыстылығы реттеу сипаттамалары болып табылады, яғни қозғалтқыш якорының айналу жылдамдығын қандай әдістермен реттеуге болатынын көрсетеді.

1.11. Параллель қоздырылатын қозғалтқыштар

Параллель қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының электрлік сызбанұсқасы 1.22 а - суретте көрсетілген. Бұл қозғалтқыштардың қоздыру орамдары якорь орамдарына параллель жалғанады және оның бойымен өтетін ток якорь тогынан төмен болады I_B = I - I _Я. Бұл токтардың айырмашылығы - қуаты үлкен қозғалтқыштарда айтарлықтай жоғары болуы. Қуаты 100÷250 Вт қозғалтқыштарда I_в= (5÷10 %) *I _я, ал қуаты 5÷10 кВт қозғалтқыштарда I_в = (30 ÷ 50 %)* I _я.

Параллель қоздырылатын қозғалтқыштардың I_в=const кездегі жұмыстық сипаттамалары 1.22 б - суретте көрсетілген. Бұл қозғалтқыштардың магнит ағыны жүктеме өзгергенде якорь реакциясының әсеріне байланысты өзгеруі мүмкін.

Қуаты аз қозғалтқыштардың қанығу дәрежесі аз болып табылатындықтан, оларда якорь реакциясы айтарлықтай болмайды, сондықтан микроқозғалтқыштарда шамамен магнит ағыны жүктемеге тәуелді емес деп қабылдауға, яғни Ф=const тұрақты деп есептеуге болады.

Қозғалтқыштың айналу жиілігі (1.7) және (1.16) теңдеулерді ескеретін болсақ, ол мына түрде жазылады:

. (1.25)

ендеше жылдамдықтық сипаттама n = f(P₂) тәуелділігі абсцисса осіне көлбеу сызық болып табылады. P₂ қуаты жоғарылағанда якорь тогы да өседі I_Я, (1.25) теңдіктен U = const болғанда айналу жиілігі I _Я R_Я якорь тізбегіндегі кернеудің төмендеуіне, Ф магнит ағынының өзгерісіне және якорь реакциясына байланысты өзгеруі мүмкін. Қозғалтқыштарды жобалағанда айналу жиілігінің төмендеуі магнит ағынының өзгерісіне көп тәуелді болмайтындай етіп жасалады. Қуат бос жүріс (Р₂ = 0) мәнінен номинал (Р_2ном) мәнге дейін өзгергенде айналу жиілігі номинал мәннен 2÷8 %-ына ғана өзгереді. Параллель қоздырылатын қозғалтқыштың жылдамдықтық сипаттамасы қатты болып табылады.

+

1.22-сурет. Параллель қоздырылған қозғалтқыштың сызбанұсқасы мен жұмыстық сипаттамалары

Айналу жиілігінің өзгеруіне байланысты М₂ = f(Р₂) тәуелділігі сызықты болып табылмайды. Р₂=0 болғанда қозғалтқыш ток көзінен I₀ бос жүріс тогын тұтынатын болғандықтан, I = f(P₂) тәуелділігінің сызығы координаттар басынан басталмайды.

=f(P₂) тәуелділігінің сипаттамасы барлық электр машиналарындағы секілді болады, жүктеме қуаты Р₂ = 0,5Р₂ шамадан Р₂ = 1,2Р_2ном шамаға дейінгі аралықта ең үлкен мәнге Р₂ = (0,75÷0,80)*Р_2ном тең болады.

Егер (1.25) теңдіктегі I_я орнына оның (1.24) теңдіктегі шамасын қоятын болсақ, онда қозғалтқыштың механикалық сипаттамасының теңдеуін аламыз:

(1.26)

Қосымша кедергі R_д = 0 болғандағы механикалық сипаттама өзіндік деп аталады. Якорь тізбегіне R_д қосымша кедергісін қосып, жасанды сипаттамаларды аламыз. Механикалық сипаттаманың қаттылығы қосымша кедергінің мәні қанша жоғары болса, ол сонша жұмсақ болып табылады, яғни сипаттаманың ординат өсіне жанасу бұрышы сүйір бола түседі.

Айналдырғыш иінкүш ток шамасына пропорционал, ендеше Ф =const болса, онда n=f(M) және n=f(I) тәуелділіктерінің қисықтары бір-біріне ұқсас болып табылады.

Механикалық сипаттаманың (1.26) теңдеуін талдай келе, қозғалтқыштың айналу жиілігін бірнеше әдістермен өзгертуге болатынын көруге болады, олар: якорь тізбегіне R_д қосымша кедергі енгізу, Ф қоздыру магнит ағынын өзгерту және берілетін кернеу U шамасын өзгерту арқылы реттеу әдістері.

Якорь тізбегіне жалғанатын қосымша кедергі жоғарылаған сайын кернеудің төмен түсуі де көбейеді, ал айналу жиілігі азаяды. Жылдамдықты реттеудің бұл әдісі қарапайым болғанымен, экономикалық жағынан тиімсіз, себебі жылдамдықтың неғұрлым кіші мәнін алу үшін соғұрлым үлкен қосымша кедергі қажет, яғни энергия шығыны көп, ПӘК төмен болады, бұл әдіс көбінесе қуаты үлкен емес қозғалтқыштар үшін қолданылады.

Параллель қоздырылатын қозғалтқыштарда полюстердің магнит ағынын өзгерту арқылы жылдамдықты реттеу қоздыру ормдарына жалғанған (1.23-сурет) R_р реттеу реостатының көмегімен жүзеге асырылады.

1.23-сурет. Параллель қоздырылған тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамалары

Магнит ағыны төмендеген сайын айналу жиілігі жоғарылайды. Бұл әдіс экономикалық жағынын тиімді, бірақ реттеу диапазоны шектеулі, себебі магнит ағыны шамадан тыс төмендесе, қозғалтқыштың асқын жүктемені көтеру қабілеттілігі төмендейді.