Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
lekcii mashini / Машины постоянного тока / 45 поток / Двигатели постоянного тока 45.ppt
Скачиваний:
81
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
328.19 Кб
Скачать

Двигатели постоянного тока

Уравнение напряжения для якорной цепи двигателя, работающего с постоянной частотой вращения

 

 

U Ea Ia ra .

 

U Ia

U Ia Ea Ia Ia2 ra .

- мощность в цепи обмотки якоря

Ia2 ra

- мощность электрических потерь в цепи якоря

Ea Ia Pэм M - электромагнитная мощность двигателя

U Ia M Ia2 ra . - уравнение мощностей

Подставим в уравнение напряжений Ea cEФn и выразим n

n U - Ia r a cEФ

 

Пуск двигателя постоянного тока

 

 

 

 

U - Еa

 

 

 

 

 

 

Из уравнения напряжений Ia r a

 

 

 

U

 

 

В начальный момент пуска n = 0 Е = 0

и

I

 

 

 

 

 

а

 

 

пуск

r a

 

 

 

Iпуск

(10 20)Ia

 

 

 

 

 

 

ном

 

 

 

 

 

 

В цепь якоря включают пусковой реостат rпр

 

 

 

 

 

 

Iпуск

U

(2 3)Ia

 

 

 

Я1

М

Я2

r a rпр

 

 

 

rпр

Ш1

 

 

ном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rрг

Ш2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двигатель параллельного возбуждения

 

 

 

 

 

 

Характерная особенность этого двигателя:

 

V

 

 

 

ток в обмотке возбуждения не зависит от нагрузки.

 

 

 

А

 

Рабочие характеристики:

 

 

Я1

М

Я2

 

зависимости от полезной мощности

 

 

 

- частоты вращения

n f (P2 ),

rпр

 

 

 

 

 

 

Ш1

 

 

при U = const

 

- полезного момента

M2

f (P2 ),

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- вращающего момента M f (P2 ),

rрг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и Iв = const

 

Ш2

 

 

 

 

- тока якоря

Ia f (P2 )

 

 

 

 

 

 

 

Скоростная

 

n

f (P2 ),

n

 

 

 

 

характеристика

n0

2

 

 

 

U - Ia r a

 

 

 

 

n

nном

 

 

1

 

 

cEФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n0 - nном 100%

 

 

 

 

 

ном

 

nном

 

 

0

 

Pном

P2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двигатель параллельного возбуждения

Зависимость полезного момента от полезной мощности M2 f (P2 )

М

М

 

I

М2

 

a

 

М2ном

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pном

P2

 

Механическая

 

n f (М),

 

характеристика

n

U - Ia r a

 

U

 

Ia r a

 

 

 

 

 

cEФ

 

 

 

 

cEФ

 

 

cEФ

 

подставим Ia M / сМ Ф

 

n

U

 

М r a

n0 n

 

 

 

 

 

 

 

 

cEФ

cEcМФ2

 

 

 

M2 9,55P2 n

Вращающий момент M f (P2 )

M M0 M2

Ток якоря Ia f (P2 )

При Ф=const график Ia f (P2 )

совпадает с графиком M f (P2 ), т. к. M сМ Ф Ia

n

nn0 n

ном

0

Мном

М

 

Регулирование частоты вращения двигателя параллельного возбуждения

n U - Ia r a cEФ

Регулировать частоту вращения можно:

1)изменением сопротивления в цепи якоря;

2)изменением основного магнитного потока Ф;

3)изменением напряжения в цепи якоря.

1)Введение дополнительного сопротивления в цепь якоря

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

U

 

М (r a rд )

n0

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cEФ

cEcМФ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n rд = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rд ≠ 0

 

n0=const,

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rд1 > rд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мном

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Регулирование частоты вращения двигателя параллельного возбуждения

2) Изменение основного магнитного потока Ф

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

U

 

 

М r a

 

n0 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фн

 

 

 

 

 

cEФ cEcМФ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ослаблении Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф<Фн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

,

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мном

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Изменение напряжения в цепи якоря U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М r a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

U

 

 

n0

n

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n Uн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cEФ

 

 

cEcМФ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U< Uн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При снижении U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0 ,

 

n =const

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мном М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения

В этом двигателе обмотка возбуждения включена последовательно в цепь якоря, поэтому магнитный поток Ф в нем зависит от тока нагрузки I = Iа= Iв

V

А

С1

С2

Я1 М Я2

При небольших нагрузках магнитная система машины не насыщена и зависимость магнитного

потока от тока нагрузки прямо пропорциональна:

I = Iа= Iв

Ф kф Ia

В этом случае электромагнитный момент:

M смФ Ia см kфIa Ia

Mс I 2

ма

А частота вращения:

 

U - Ia r a

 

U - Ia r a

 

 

 

 

n

 

 

n

U - Ia r a

 

 

 

 

 

 

cEФ

cEkфIa

 

c I

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения

Таким образом, вращающий момент двигателя последовательного

возбуждения при ненасыщенном состоянии магнитной системы

пропорционален квадрату тока, а частота вращения обратно пропорциональна току нагрузки.

М, n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочие характеристики ДПТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

последовательного возбуждения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

М f (I )

и n f (I ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При больших нагрузках (I > Iном)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

наступает

насыщение

магнитной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системы. При этом магнитный поток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при дальнейшем изменении нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

не изменяется (Ф - const) и характе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0,25Iном

 

 

 

 

Iном

I

 

 

 

 

ристики

приобретают

почти прямо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n f (I )

 

линейный характер.

 

 

 

 

Характеристика

 

- «мягкая», т.е. частота вращения значи-

тельно изменяется при изменении нагрузки.

При уменьшении нагрузки частота вращения резко увеличивается, и при токе нагрузки менее 0,25 Iном частота вращения может достичь опасных пределов (двигатель «уйдет в разнос»).

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения

Механическая характеристика n f (М)

n

n1 1

n2

2

0

М ном

М

 

1 – естественная;

2 – искусственная.

Резко падающие механические характеристики обеспечивают двигателю последовательного возбуждения устойчивую работу при любой механической нагрузке

Свойство этих двигателей разви- вать большой вращающий момент, пропорциональный квадрату тока нагрузки, имеет важное значение при пуске и перегрузках.

Это свойство обусловливает их широкое применение в качестве тяговых двигателей на транспорте, в качестве крановых двигателей в подъемных установках и других случаях электропривода с тяжелыми условиями пуска и

сочетания значительных нагрузок на вал с малой частотой вращения.

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения

Регулирование частоты вращения:

1)изменением напряжения.

2)изменением магнитного потока обмотки возбуждения;

1.а включением в цепь якоря регулировочного реостата Rрг

 

 

 

n

 

 

 

С1

 

n1

без реостата Rрг

 

 

 

 

 

Rрг

С2

 

n2

с реостатом Rрг

 

 

 

 

 

 

 

Я1

М

Я2

0

М ном

М

 

 

 

 

 

 

С увеличением реостата Rрг уменьшается напряжение на двигателе и, следовательно, снижается частота вращения.

Этот способ применяется только в двигателях небольшой мощности из-за больших потерь энергии в реостате Rрг.