8.2. Генераторний режим

Генератори постійного струму бувають: незалежного, паралельного та змішаного збудження. Обертання якоря у магнітному полі ( будь-то двигун або генератор ) завжди викликає у його обмотках ЕРС. Вона пропорційна магнітному потоку Ф, та пропорційна кутової швидкості 

Е = kФW.

Магнітний потік залежить від струму збудження , а кутова швидкість –від швидкості обертання якоря первинним двигуном.

Характеристика холостого ходу( рис.8.2 ) – це залежність ЕРС генератора від струму збудження, тобтоE ( I_з ). Вона показує як регулювати ЕРС та напругу генератора.

Рис. 8.2. Характеристика холостого ходу генератора постійного струму.

Зовнішні характеристики ( рис. 8.3 ) – це залежності напруги на затискачах генератораU від струму навантаженняІпри струмі збудженняІ_з = const та кутової швидкостіW = const. Ця характеристика згідно другого закону Кірхгофа для якірного кола має рівняння

U = E –R_яІ_я .

Рис. 8.3. Зовнішні характеристики генераторів постійного струму.

Зверніть увагу на струми короткого замикання генератора при U= 0.

Генератор паралельного збудження не страшиться короткого замикання. Якщо звернути увагу на спад напруги DU, то видно, що генератор змішаного струму має малий спад напруги.

Регулювальна характеристика( рис. 8.4 ) – це залежність струму збудженняІ_з від струму навантаження, тобтоІ_з ( І )приU=const, W = const. Вона показує як треба регулювати струм збудження щоб напруга генератора не змінювалася.

Рис. 8.4. Регулювальна характеристика генератора постійного струму

незалежного збудження.

8.3. Режим двигуна

Двигуни бувають: паралельного, послідовного та змішаного збудження.

Пуск.Оскільки опір якоря дуже малий, при пуску двигуна безпосередньо від мережі виникає великий пусковий струм. Для зменшення пускового струму у коло якоря обов’язково вмикають пусковий резисторR_д, завдяки якому

= ( 2…2,5 ) І_ном .

Без пускового резистора машина згорить.

Основні рівняння

Для ЕРС – E = kФW ;

для обертового моменту на валу двигуна  М = kФІ_я ;

для напруги мережі – U = E+( R_я+R_д )І_я ;

для струму якоря ;

для кутової швидкості –

В цих рівняннях k – коефіцієнт пропорційності; Ф – магнітний потік; R_я та R_д – опір якоря та пускового ( або додаткового ) резистора.

Задача 8.1

Визначити початковий пусковий струм двигуна постійного струму паралельного збудження при ввімкненому в колі якорі пускового реостата з опором R_д=24 Ом, якщо напруга мережі U=100 В, а опір якоря Ом.

Розв’язання

Пусковий струм 4 А, а без пусового реостата100 А, тому при пуску обовязково вмикають пусковий реостат.

Робочі характеристики

Робочі характеристики для двигуна паралельного збудження представлені на рис. 8.5.

Рис. 8.5. Робочі характеристики двигуна постійного струму

паралельного збудження.

На цих характеристиках Р₂ = МW – корисна потужність на валу двигуна. ПриP_ном визначають номінальні параметри двигуна.

Реверсування

З рівняння моменту двигуна М = kФІ_я видно, що для зміни знака обертаючого моменту необхідно змінити напрям струму в обмотці збудження, або в обмотці якоря. Частіше змінюють напрям струму в обмотці якоря.

Регулювання кутової швидкості

З рівняння випливають три способи:

– полюсне регулювання, тобто Ф = var ( трохи зменшують магнітний потік Ф, при цьому збільшується швидкість );

– реостатне, тобто R_д = var ( R_д повинно бути розраховано на тривалий режим роботи, при цьому методі будемо мати малий h );

– якірне, тобто U = var, частіше користуються саме цім засобом.

9. Електропривод

Це електромашинний пристрій, який складається з електродвигуна (або декількох двигунів), передавального механізму до робочої машини та всієї апаратури для керування електроприводом .

Електроприводи бувають керовані та некеровані; групові, індивідуальні та багато двигунові.

9.1. Вибір двигуна для електропривода

При проектуванні електроприводів обирають :

 струм – змінний або постійний; якщо не треба регулювати швидкість, то можна використовувати асинхронні двигуні;

 швидкість – мало швидкісні або багато швидкісні; багато швидкісні двигуни мають кращі енергетичні показники, але треба мати на увазі , що двигуну з більшою швидкістю потрібен коштовний передавальний механізм ;

 конструкцію (по ступеню захисту є двигуни ІР23, ІР44, ІР54); обирають за умовами навколишнього середовища;

 потужність двигуна; вона залежить від режиму роботи, яку визначають по навантажувальній діаграмі P(t).

Основні режими: тривалий; короткочасний; повторнокороткочасний.

Основні умови вибору потужності двигуна:

 при роботі двигун не повинен перегріватися більш граничної температури , яка залежить від класу ізоляції;

 двигун повинен задовольняти умовам перевантаження та пускового моменту.