Меню

Задачи по двигателям постоянного тока последовательного возбуждения

Электрические машины постоянного тока

Cтатистика главы

Количество разделов 3
Количество задач 188

Содержание главы

Примеры решений задач

Данные примеры задач, относятся к предмету «Электротехника».

Задача #4821

Генератор постоянного тока П51 с параллельным возбуждением имеет следующие паспортные данные: мощность Pном = 5 кВт, напряжение Uном = 230 В, частота вращения nном = 1450 об/мин, сопротивление цепи якоря Rя = 0,635 Ом, сопротивление обмотки возбуждения Rв = 91 Ом, магнитные и механические потери Pх = 0,052 от номинальной мощности. Определить номинальный ток обмотки якоря, ЭДС обмотки якоря при номинальном режиме, потери электрические, сумму потерь, потребляемую (механическую) мощность, КПД при номинальном режиме работы.

Для определения номинального тока якоря найдем номинальный ток генератора и ток обмотки возбуждения.

Номинальный ток генератора определяем из соотношения

P н о м = U н о м I н о м

I н о м = P н о м U н о м = 5000 230 = 21,74 А

Ток обмотки возбуждения

I в = U н о м R в = 230 91 = 2,52 А

Ток цепи якоря в соответствии с законом Кирхгофа равен сумме токов в цепи нагрузки и обмотки возбуждения:

I я = I н о м + I в = 21,74 + 2,52 = 24,26 А

ЭДС обмотки якоря при номинальном режиме

E = U н о м + I я R я = 230 + 24,26 × 0,635 = 245,4 В

Электрические потери в обмотках:

P я = I я 2 R я = 24,26 2 × 0,635 = 373,7 В т

P в = I в 2 R в = 2,52 2 × 91 = 577,8 В т

Магнитные и механические потери

P м + P м х = 0,052 P н о м = 0,052 × 5000 = 260 В т

Сумма потерь при номинальном режиме

∑ P = P я + P в + P м х = 373,7 + 577,8 + 260 = 1211,5 В т

P 1 = P н о м + ∑ P = 5000 + 1211,5 = 6211,5 В т

КПД при номинальном режиме

η = P н о м P 1 = 5000 6211,5 = 0,805

Ответ: Iя = 24,26 А; E = 245,4 В; Pя = 373,7 Вт; Pв = 577,8 Вт; ∑P = 1211,5 Вт; P1 = 6211,5 Вт; η = 0,805.

Задача #4822

Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением имеет следующие паспортные данные: число пар полюсов p = 2, число витков якоря w = 124, число пар параллельных ветвей a = 2, сопротивление обмотки якоря Rя = 0,04 Ом, ток обмотки возбуждения Iя = 2,0 А, частота вращения nном = 2850 об/мин, ЭДС в номинальном режиме Eном = 234,4 В, номинальный ток Iном = 108 А, КПД η = 89 %.

Определить мощности электромагнитную, потребляемую и на выводах генератора, сумму потерь, потери электрические, добавочные, механические и магнитные, напряжение при холостом ходе- генератора.

Для определения электромагнитной мощности найдем постоянные генератора, магнитный поток и электромагнитный тормозной момент.

Определяем электрическую и магнитную постоянные машины:

c E = p N 60 a = p 2 w 60 a = 2 × 2 × 124 60 × 2 = 4,13

c M = c E 9,55 = 4,13 × 9,55 = 39,47

Магнитный поток генератора определяем из формулы для ЭДС обмоток якоря:

Φ = E н о м c E n = 234,43 4,13 × 2850 = 0,02 В б

Ток в цепи якоря

I я = I н о м + I в = 108,7 + 2 = 110,7 А

P э м = E я I я = 234,4 × 110,7 = 25951 В т

Напряжение на зажимах генератора при номинальном режиме

U н о м = E я — I я R я = 234,4 — 110,7 × 0,04 = 230 В

Мощность на выходе генератора при номинальном режиме

P н о м = U н о м I н о м = 230 × 108,7 = 25000 В т

Мощность, потребляемая генератором

P 1 = P н о м η = 25000 0,89 = 28090 В т

Сумма потерь при номинальной нагрузке

∑ P = P 1 — P н о м = 28090 — 25000 = 3090 В т

Электрические потери в обмотках якоря и возбуждения

P э = P э я + P э в = I я 2 R я + I в U н о м = 108,7 2 × 0,04 + 2 × 230 = 932 В т

Добавочные потери в соответствии с ГОСТом составляют 1 % от номинальной мощности генератора:

P д = 0,01 P н о м = 0,01 × 25000 = 250 В т

Механические и магнитные потери

P м + P м х = ∑ P — P э + P д = 3090 — 932 + 250 = 2808 В т

Напряжение при холостом ходе генератора

U х = E — I я R я = 234,4 — 2 × 0,04 = 234,32 В

так как нагрузочный ток представляет собой ток обмотки возбуждения.

Ответ: Pэм = 25951 Вт; Pном = 25000 Вт; P1 = 28090 Вт; ∑P = 3090 Вт; Pэ = 932 Вт; Pд = 250 Вт; Pм + Pмх = 2808 Вт; Uх = 234,32 В.

Задача #4823

Двухполюсный генератор постоянного тока с параллельным возбуждением имеет сопротивление цепи якоря Rя = 0,155 Ом, одну пару параллельных ветвей, N = 500 активных проводников, магнитный поток Φ = 1,97 × 10 — 2 Вб, частоту вращения якоря nном = 1450 об/мин. При номинальном токе в цепи нагрузки Iном = 50 А и токе возбуждения I = 1,7 А КПД η = 0,8

Определить напряжение на зажимах генератора при номинальной нагрузке, электромагнитный момент, подводимую к генератору мощность при номинальной нагрузке и сумму потерь.

ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря, при номинальной частоте вращения

E = c E Φ n н о м = p N 60 a Φ n н о м = 1 × 500 60 × 1 × 0,0197 × 1450 = 238 В

Ток в цепи якоря

I я = I н о м + I в = 50 + 1,7 = 51,7 А

Напряжение на зажимах генератора при номинальной нагрузке

U = E — I я R я = 238 — 51,7 × 0,14 = 230 В

Электромагнитный тормозной момент

M = c M Φ I я = p N 2 π a Φ I я = 1 × 500 2 × 3,14 × 1 × 0,0197 × 51,7 = 81 Н × м

Полезная мощность, отдаваемая генератором в цепь

P 2 н о м = U н о м I н о м = 230 × 50 = 11500 В т

Мощность, подводимая к генератору для его вращения, при номинальной нагрузке

P 1 н о м = P 2 н о м η = 11500 0,85 = 13529 В т

Сумма потерь при номинальной нагрузке

∑ P = P 1 н о м — P 2 н о м = 13529 — 11500 = 2029 В т

Ответ: U = 230 В; M = 81 Н × м; P1ном = 13529 Вт; ∑P = 2029 Вт.

Задача #4824

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением должен использоваться в системе генератор — двигатель для регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока П12.

Используя данные предыдущей задачи, выбрать генератор для регулирования частоты вращения двигателя П12. Определить пределы регулирования частоты вращения от максимального до минимального значения при холостом ходе и номинальном вращающем моменте.

Для выбора генератора постоянного тока, используемого в системе генератор — двигатель, необходимо учесть, что номинальная мощность генератора должна быть равна или превышать потребляемую мощность двигателя с учетом возникающих перегрузок.

Потребляемая мощность двигателя П12

P 1 = U н о м I н о м = 220 × 5,9 = 1298 В т ≈ 1,3 к В т

Выбираем генератор мощностью не менее 1,3 кВт, напряжением 230 В, с номинальным током не менее 6 А. Этим данным соответствует генератор типа П22, имеющий следующие паспортные данные: мощность Pном = 1,6 кВт, номинальное напряжение Cном = 230 В, номинальный ток Iном = 7 А, номинальная частота вращения nном = 2850 об/мин, КПД η = 83,5 %, сопротивление обмотки якоря Rя1 = 1,55 Ом. Определяем общее сопротивление цепи якоря двигателя и генератора (обмотки якоря, генератора и двигателя включены последователь):

Читайте также:  Вольт амперная характеристика трансформатора тока тло 10

R о б щ = R я д в + R я г = 2,0 + 1,55 = 3,55 О м

ЭДС генератора в номинальном режиме

E г = U г н о м + I я г R я г = 230 + 7 × 1,55 = 240,85 В

Напряжение на выходе генератора при номинальной нагрузке двигателя

U г = E — I я д в R о б щ = 240,85 — 5,9 × 3,55 = 220,97 В

что соответствует номинальному режиму двигателя.

Для определения частоты вращения двигателя в различных режимах находим произведение постоянной двигателя на магнитный поток:

c E Φ = E n н о м = U н о м — I н о м R я д в n н о м = 220 — 5,9 × 2,0 3000 = 0,0694 В б

Отсюда максимальная частота вращения двигателя при холостом ходе определяется отношением ЭДС генератора в номинальном режиме к произведению cEΦ:

n х = E г c E Φ = 240,85 0,0694 = 3458 о б м и н

Минимальную частоту вращения двигателя при холостом ходе определяют по минимальному значению ЭДС генератора, при которой двигатель приходит во вращение. Предположим, что пуск двигателя происходит при полуторакратном значении номинального тока. Отсюда минимальную ЭДС генератора, необходимую для вращения якоря двигателя, определяют по следующему уравнению:

E г m i n = 1,5 I я д в R о б щ = 1,5 × 5,9 × 3,55 = 31,4 В

Минимальная частота вращения двигателя:

— при холостом ходе

n m i n = E г m i n c E Φ = 31,4 0,0694 = 452 о б м и н

— при номинальном моменте

n m i n = E г m i n — I я д в R о б щ c E Φ = 31,4 — 5,9 × 3,55 0,0694 = 150 о б м и н

Следовательно, при изменении напряжения на выходе генератора частота вращения двигателя при холостом ходе изменяется в пределах от 3488 до 452 об/мин и при номинальном моменте на валу двигателя — от 3000 до 150 об/мин.

Выходную мощность генератора при номинальной нагрузке двигателя определяют как произведение выходного напряжения на номинальный ток двигателя:

P г в ы х = U г I я д в = 220,97 × 5,9 = 1303 В т

Мощность, потребляемая генератором при номинальном режиме двигателя

P 1 г в ы х = P г в ы х η = 1303 0,82 = 1590 В т

Для определения мощности двигателя, который приводит во вращение генератор, необходимо учесть возможные нагрузки. Предположим, что они не будут превышать 30 % от номинального тока двигателя П12:

P 1 г = P 2 η = U в ы х 1,3 I я д в η = 220,97 × 1,3 × 5,9 0,835 = 2030 В т

Ответ: не указан.

Задача #4825

Генератор независимого возбуждения имеет следующие номинальные параметры: Pном = 10 кВт; Uном = 115 В; nном = 145 об/мин; рабочее сопротивление цепи якоря Rя = 0,052 Ом; сопротивление цепи возбуждения Rв = 120 Ом. Определить потери в генераторе, его КПД и необходимый момент приводного двигателя, если механические и магнитные потери составляют ΔРном = 5%Рном, а ток возбуждения Iвн = 3%Iя ном.

Ток якоря определяется из соотношения

I я = I я н о м = P н о м U н о м = 10000 115 = 87 А

Δ P = Δ P э + Δ P м + Δ P в = 0,05 P н о м + 0,03 I н о м 2 R в + I я 2 R я = 1705 В т

Потребляемая механическая мощность

P 1 = P н о м + Δ P = 10 + 1,7 = 11,7 к В т

η г = P н о м P 1 = 10 11,7 = 0,854

M = 9,55 P 1 n = 9,55 × 11700 1450 = 70,5 Н × м

Ответ: ΔP = 1705 Вт; ηг = 0,854; M = 70,5 Н × м.

Задача #4826

Генератор постоянного тока независимого возбуждения имеет следующие номинальные параметры: Pном = 10 кВт; Uном = 110 В ; Rном = 1450 об/мин; рабочее сопротивление якоря Rя = 0,05 Ом. Определить номинальные токи потребителя и цепи возбуждения, если Iв ном = 5%Iя ном. Чему равны ЭДС в номинальном режиме работы и электромагнитный момент генератора?

Номинальный ток потребителя определяется из соотношения

I н о м = P н о м U н о м = 10000 110 = 91 А

Ток обмотки возбуждения

I в н о м = 4,55 А

ЭДС генератора равна

E = U н о м + I н о м R я = 110 + 91 × 0,05 = 114,55 В

Электромагнитный момент двигателя соответственно равен

M = 9,55 E I н о м n н о м = 68,2 Н × м

Ответ: Iном = 91 А; Iв ном = 4,55 А; E = 114,55 В.

Источник

Задачи по двигателям постоянного тока последовательного возбуждения

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения представляет собой электрическую машину постоянного тока, в которой обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря. Для данного типа двигателей справедливо равенство: ток, протекающий в якорной обмотке, равен току в обмотке возбуждения I=I в =I я , что является его главной отличительной особенностью от остальных типов двигателей .

Рисунок 1 – Схема подключения ДПТ ПВ

Стоит обратить внимание на зависимость магнитного потока от нагрузки Ф=f(Iя). Если двигатель будет работать на 25% своей номинальной мощности или меньше, то магнитный поток будет крайне мал, что приведет к постоянному увеличению скорости вала. Препятствовать разгону будут лишь механические потери, и двигатель пойдет в «разнос» . Это приведет к быстрому выходу машины из строя. Все описанное в соответствии с формулой:

Зависимость скорости от магнитного потока

Исходя из вышесказанного, ДПТ ПВ нельзя использовать на холостом ходу , постоянно требуется контроль тока якоря. С этой целью последовательно с обмоткой возбуждения устанавливают минимальное токовое реле, которое замыкает якорную цепь только в том случае, если нагрузка на валу достаточна для поддержания номинальной работы двигателя.

Пуск двигателя производят с пусковым сопротивлением, также включенным последовательно в цепь якоря. После пуска это сопротивление выводят, и машина продолжает работать в номинальном режиме на своей естественной характеристике.

Механическая и электромеханическая характеристики ДПТ ПВ одинаковы и имеют гиперболический вид (рисунок 2).

Рисунок 2 – Механическая и электромеханическая характеристики ДПТ ПВ

Скорость вращения ротора двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением производится регулированием двух параметров:

— питающее напряжение;
— магнитный поток полюсов двигателя.

Для изменения скорости при помощи входного напряжения, в роторную цепь вводят специальное добавочное сопротивление, или же можно использовать пусковой реостат и для этой цели. Но следует заметить, данный способ является крайне неэкономичным и нецелесообразным, так как большое количество энергии будет рассеиваться на реостате.

Регулировка скорости изменением магнитного потока, осуществляется включением реостата параллельно обмотке возбуждения. Изменяя сопротивление – меняем ток, протекающий через обмотку возбуждения. Иногда обмотку возбуждения разбивают на несколько параллельных секций. В некоторых типах двигателей предусмотрена возможность отключения витков обмотки, так добиваются того же эффекта регулирования.

Тормозные режимы

В данном двигателе отсутствует режим генераторного торможения с отдачей энергии в сеть. На рисунке 2 вы можете видеть, что ветка гиперболы естественной характеристики не пересекает ось ординат (отрицательная скорость отсутствует).

Торможение противовключением получают путем переключения выводов якорной обмотки.

ДПТ ПВ нельзя соединять с механизмом при помощи ременной передачи, так как соскакивание или разрыв ремня приведет к разгрузке двигателя, что вызовет мгновенное повышение числа оборотов и последующему выходу из строя.

Читайте также:  Сорокин н а расчет систем электробезопасности в сетях переменного тока с напряжением до 1000 в

ДПТ ПВ нашли свое основное применение в качестве тяговых двигателей подвижного состава электровозов общего назначения, электровозов метрополитена и в трамваях.

Источник

Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1. Цель работы

Изучить конструктивные особенности двигателя и принцип его работы. Научиться практически определять рабочие характеристики и уметь регулировать частоту вращения двигателя. Объяснять характеристики, полученные в ходе лабораторной работы.

2. Краткие сведения об объекте исследования

Двигатели постоянного тока в основном используются в приводах, требующих регулирования частоты вращения в широком диапазоне. Существенным недостатком двигателей постоянного тока является наличие щеточно-коллекторного устройства, которое снижает надежность двигателя. В зависимости от способа включения обмоток возбуждения и якоря различают следующие типы двигателей постоянного тока: двигатели параллельного возбуждения, двигатели последовательного возбуждения; двигатели смешанного возбуждения.

Пуск двигателей можно осуществлять тремя способами: непосредственным включением, если двигатель малой мощности; включением пускового реостата; снижением питающего напряжения.

В лаборатории пуск осуществляется третьим способом, т. е. изменением питающего напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР). Пуск заканчивается, когда напряжение на двигателе достигнет номинального значения. При этом необходимо следить, чтобы машина не пошла “в разнос”, т. е. не превысила числа оборотов nмах=1,5nн . Снижение оборотов будет при увеличении момента на валу машины.

Способы регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока можно получить, анализируя формулу:

где U подводимое к двигателю напряжение; IR a— падение напряжения в цепи якоря;

Ф — основной магнитный поток на полюс; ce — постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных данных двигателя;

. Регулировать частоту вращения можно следующими способами:

изменением напряжения, подводимого к двигателю; изменением сопротивления цепи якоря; изменением магнитного потока.

Для двигателя с последовательным возбуждением первый способ возможен при наличии автономного источника питания, допускающего регулирование напряжения – ЛАТР.

Второй способ регулирования частоты вращения предусматривает введение добавочного сопротивления Rд последовательно в цепь якоря (см. рис. 3). При этом увеличивается падение напряжения I(Ra + Rд) подводимое к якорю напряжение уменьшается, вследствие чего частота вращения двигателя уменьшается.

При третьем способе регулирования параллельно цепи обмотки возбуждения включают шунтирующий реостат Rш, снижая сопротивление которого, увеличивают ток шунта, а ток возбуждения уменьшается на основании первого закона Кирхгофа. Поток Ф — уменьшается, частота вращения при этом будет увеличиваться. Этот способ является экономичным, так как потери в реостате невелики.

Изменение направления вращения двигателя может быть осуществлено путем изменения направления тока либо в обмотке возбуждения, либо в обмотке якоря. Одновременное изменение направления тока и в обмотке якоря, и в обмотке возбуждения, не дает изменения направления вращения якоря двигателя.

В результате взаимодействия токов в проводах обмотки якоря с магнитным полем в воздушном зазоре возникает электромагнитный момент

где см=0,975 се .

При установившихся режимах работы (п=сопst) электромагнитный момент уравновешивает статический момент сопротивления на валу

M = Mс

Мс = М0 + М2 (3)

где М0 — момент, обусловленный механическими и магнитными потерями

М2 — двигателя; полезный момент нагрузки.

Для того, чтобы увеличить ток якоря, увеличивают тормозной момент на валу двигателя, что приводит к снижению частоты вращения, и как следствие, к уменьшению ЭДС якоря Еа и согласно выражению

ток якоря возрастет. Это вызовет, согласно формулы (2), увеличение момента. Ток якоря будет возрастать до такого значения, при котором момент двигателя станет равным сумме полезного тормозного момента М2 и момента холостого хода М0 (3). Эксплуатационные свойства двигателя определяются его рабочими характеристиками, под которыми понимают зависимости частоты вращения п полезного момента М2 потребляемого тока Ia и коэффициента полезного действия h от полезной мощности Р2 при U=const (рис. 1).

А. Скоростная характеристика.

Для выяснения вида зависимости n = f(P2), которая называется скоростной характеристикой, обратимся к формуле (1). Напряжение U постоянно. Ток возбуждения Iв при последовательном соединении равен току якоря. Последний, при увеличении нагрузки, т. е. момента на валу будет возрастать, что приведёт к уменьшению числии увеличению знаменателя (Ф – возрастает) и частота вращения двигателя будет резко снижаться. Скоростная характеристика является гиперболической. Такие характеристики принято называть мягкими. При значительном увеличении нагрузки, по мере насыщения магнитной цепи, характеристика приобретает более прямолинейный характер.

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

Необходимо обратить особое внимание на то, что при значительном уменьшении нагрузки и тем более при полном ее сбросе двигатель резко увеличивает частоту вращения (идет «в разнос»). Поэтому двигатель последовательного возбуждения нужно использовать для привода механизмов, которые позволяют создать некоторую нагрузку при пуске и не требуют разгрузки до холостого хода при работе.

Б. Моментная характеристика.

М2 = f (Р2) при U = const

Электромагнитный момент М двигателя определяется по формуле (2). При незначительном насыщении стали Ф º Ia и М = с¢м I2 , т. е. моментная характеристика двигателя последовательного возбуждения представляет собой квадратичную параболу.

По мере увеличения тока якоря наступает насыщение магнитной системы двигателя и увеличение электромагнитного момента замедляется. При большом насыщении стали, когда магнитный поток мало увеличивается, момент двигателя становится почти пропорциональным току якоря.

Двигатели последовательного возбуждения развивают большой начальный пусковой момент и имеют «мягкую» механическую характеристику. Благодаря этим особенностям, двигатели последовательного возбуждения получили широкое применение в качестве тяговых двигателей на электроподвижном составе и в качестве приводных двигателей в подъемных механизмах.

В. КПД двигателя.

h = f ( P2 ) при U=const

Коэффициент полезного действия двигателя постоянного тока определяется по формуле

При изменении режима работы двигателя меняется подводимая мощность P1 и мощность потерь энергии å p поэтому меняется и КПД.

При теоретическом холостом ходе, когда Р2=0, h = 0. При увеличении нагрузки КПД сначала быстро увеличивается до максимального значения, а затем начинает уменьшаться.

Коэффициент полезного действия двигателя достигает максимального значения hmax при такой нагрузке, когда постоянные потери равны переменным потерям.

Механические характеристики двигателя представляют зависимости:

n =f ( M2 ) при U=const и (Ra + Rд ) = const

На рис. 2 изображены механические, токовые и характеристики КПД двигателя последовательного возбуждения, снятые при отсутствии(естественная характеристика) и наличии добавочного сопротивления Rд (искусственная характеристика).

Угол наклона механической характеристики зависит от величины добавочного сопротивления Rд, включенного в цепь якоря. При одном и том же моменте на валу двигателя, чем больше будет добавочное сопротивление, тем меньше будет напряжение на зажимах якоря, тем меньше будет частота вращения двигателя.

Регулировочные характеристики двигателя представляют зависимости:

а) n = f(U) при М2 = const;

б) n = f(Iв ) при U = const и М2 = const.

Первая характеристика дает возможность судить о том, как будет изменяться частота вращения двигателя при изменении напряжения на зажимах якоря и постоянной величине полезного момента на валу двигателя.

Вторая характеристика показывает, как изменится частота вращения двигателя при изменении тока возбуждения или изменения магнитного потока двига

Описание схемы. На рис.3 показана схема, собранная на испытательном стенде. При включении выключателя Рс напряжение попадает на автотрансформатор ЛАТР, который является регулируемым источником питания стенда.

Регулятор “ МАШИНА” изменяет напряжение в пределах ¸ 250 на входе схемы стенда. А регулятор “ ТОРМОЗ ” изменяет напряжение на зажимах катушек тормозного устройства стенда. Он не должен находиться в нулевом положении, т. к. при пуске надо иметь какое-то значение момента, чтобы двигатель не пошёл в разнос ( ток при пуске должен быть в пределах 9 ¸ 11 А). Исходя из конструкции стенда, пуск осуществляется способом изменения напряжения на зажимах двигателя от нуля до номинального.

Читайте также:  Выпрямитель тока управляемые напряжением

Переменный ток выпрямляется с помощью диодных выпрямителей: ВУд и ВУт.

3. Содержание работы

1. При исследовании двигателя снять и построить:

1) рабочие характеристики:

I, n, M2, h = f(P2 ) при U=const

2) механические, токовые и КПД характеристики:

n, I, h = f(M2 ) при U=const и Rд =0;

n, I, h = f(M2 ) при U=const и (Ra + Rд) =const.

3) регулировочные характеристики:

а) п = f(U ) при М2 =const ;

б) п = f(Iв ) при U =const и М2 =const .

1. Ознакомиться с конструкцией электродвигателя и электромагнитного тормоза или нагрузочного устройства, записать данные заводского щитка, число главных и добавочных полюсов, способ охлаждения.

2. Разобраться со схемой (рис. 3), определив назначение приборов и аппаратов.

3. Осуществить пуск двигателя. Перед пуском двигателя убедиться, что регулятор «МАШИНА» находится в нулевом положении и введён регулятор электромагнитного тормоза (устройство для измерения вращающего момента).

4. Снять и построить рабочие характеристики двигателя:

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

I, n, M2, h = f(P2 ) при U=const

Для этого необходимо пустить двигатель в ход, нагрузить его до I = 1.2 Iн и, постепенно разгружая, записать показания приборов в табл. 1, сняв 5 ¸ 6 замеров. Частота вращения двигателя при наименьшей нагрузке не должна превышать 1,5 пн.

Расчет мощности Р1 , Р2 и момента М2 выполнять по следующим формулам:

а) мощность, потребляемая двигателем Р1 = U I ;

б) полезная мощность на валу двигателя P2 = M2 w , где р/с, М2 – Нм ;

Источник



ДПТ последовательного возбуждения

ads

В этом двигателе обмотка возбуждения включена последова­тельно в цепь якоря (рис. 29.9, а), поэтому магнитный поток Ф в нем зависит от тока нагрузки I = Ia = Iв. При небольших нагрузках магнитная система машины не насыщена и зависимость магнитно­го потока от тока нагрузки прямо пропорциональна, т. е. Ф = kф Ia (kф — коэффициент пропорциональности). В этом случае найдем электромагнитный момент:

Формула частоты вращения примет вид

На рис. 29.9, б представлены рабочие характеристики M = F(I) и n= (I) двигателя последовательного возбуждения. При больших нагрузках наступает насыщение магнитной системы двигателя. В этом случае магнитный поток при возрастании нагрузки практически не изменяется и характеристики двигате­ля приобретают почти прямолинейный характер. Характери­стика частоты вращения двигателя последовательного возбуж­дения показывает, что частота вращения двигателя значительно меняется при изменениях нагрузки. Такую характеристику принято называть мягкой.

Двигатель последовательного возбуждения

Рис. 29.9. Двигатель последовательного возбуждения:

а — принципиальная схема; б — рабочие характеристики; в — механические характеристики; 1 — естественная характеристика; 2 — искусственная характе­ристика

При уменьшении нагрузки двигателя последовательного воз­буждения частота вращения резко увеличивается и при нагрузке меньше 25% от номинальной может достигнуть опасных для дви­гателя значений («разнос»). Поэтому работа двигателя последова­тельного возбуждения или его пуск при нагрузке на валу меньше 25% от номинальной недопустима.

Для более надежной работы вал двигателя последовательного возбуждения должен быть жестко соединен с рабочим механиз­мом посредством муфты и зубчатой передачи. Применение ремен­ной передачи недопустимо, так как при обрыве или сбросе ремня может произойти «разнос» двигателя. Учитывая возможность ра­боты двигателя на повышенных частотах вращения, двигатели по­следовательного возбуждения, согласно ГОСТу, подвергают ис­пытанию в течение 2 мин на превышение частоты вращения на 20% сверх максимальной, указанной на заводском щите, но не меньше чем на 50% сверх номинальной.

Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения n=f(M) представлены на рис. 29.9, в. Резко падающие кривые механических характеристик (естественная 1 и искус­ственная 2) обеспечивают двигателю последовательного возбуж­дения устойчивую работу при любой механической нагрузке. Свойство этих двигателей развивать большой вращающий момент, пропорциональный квадрату тока нагрузки, имеет важное значе­ние, особенно в тяжелых условиях пуска и при перегрузках, так как с постепенным увеличением нагрузки двигателя мощность на его входе растет медленнее, чем вращающий момент. Эта особенность двигателей последовательного возбуждения является одной из причин их широкого применения в качестве тяговых двигателей на транспорте, а также в качестве крановых двигателей в подъем­ных установках, т. е. во всех случаях электропривода с тяжелыми условиями пуска и сочетания значительных нагрузок на вал двига­теля с малой частотой вращения.

Номинальное изменение частоты вращения двигателя после­довательного возбуждения

где n[0,25] — частота вращения при нагрузке двигателя, составляю­щей 25% от номинальной.

Частоту вращения двигателей последовательного возбуждения можно регулировать изменением либо напряжения U, либо маг­нитного потока обмотки возбуждения. В первом случае в цепь якоря последовательно включают регулировочный реостат Rрг (рис. 29.10, а). С увеличением сопротивления этого реостата уменьшаются напряжение на входе двигателя и частота его вра­щения. Этот метод регулирования применяют главным образом в двигателях небольшой мощности. В случае значительной мощно­сти двигателя этот способ неэкономичен из-за больших потерь энергии в Rрг . Кроме того, реостат Rрг , рассчитываемый на рабочий ток двигателя, получается громоздким и дорогостоящим.

При совместной работе нескольких однотипных двигателей частоту вращения регулируют изменением схемы их включения относительно друг друга (рис. 29.10, б). Так, при параллельном включении двигателей каждый из них оказывается под полным напряжением сети, а при последовательном включении двух дви­гателей на каждый двигатель приходится половина напряжения сети. При одновременной работе большего числа двигателей воз­можно большее количество вариантов включения. Этот способ регулирования частоты вращения применяют в электровозах, где установлено несколько одинаковых тяговых двигателей.

Изменение подводимого к двигателю напряжения возможно при питании двигателя от источника постоянного тока с регулируемым напряжением (например, по схеме, аналогичной рис. 29.6, а). При уменьшении подводимого к двигателю напряжения его механические характеристики смещаются вниз, практически не меняя своей кривизны (рис. 29.11).

clip_image002[1]

Рис. 29.11. Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения при изменении подводимого напряжения

Регулировать частоту вращения двигателя изменением маг­нитного потока можно тремя способами: шунтированием обмотки возбуждения реостатом rрг, секционированием обмотки возбужде­ния и шунтированием обмотки якоря реостатом rш. Включение реостата rрг, шунтирующего обмотку возбуждения (рис. 29.10, в), а также уменьшение сопротивления этого реостата ведет к сниже­нию тока возбуждения Iв = Ia — Iрг, а следовательно, к росту частоты вращения. Этот способ экономичнее предыдущего (см. рис. 29.10, а), применяется чаще и оценива­ется коэффициентом регули­рования

Обычно сопротивление рео­стата rрг принимается таким, чтобы kрг >= 50%.

При секционировании об­мотки возбуждения (рис. 29.10, г) отключение части витков об­мотки сопровождается ростом частоты вращения. При шунти­ровании обмотки якоря реоста­том rш (см. рис. 29.10, в) увели­чивается ток возбуждения Iв = Ia+Iрг, что вызывает уменьшение частоты вращения. Этот способ регулирования, хотя и обеспечивает глубокую регулировку, неэкономичен и применяется очень редко.

clip_image002[3]

Рис. 29.10. Регулирование частоты вращения двигателей последователь­ного возбуждения.

Источник