Dalam motor ini, belitan medan disambung secara bersiri ke litar angker (Rajah 29.9, A), sebab tu fluks magnetF ia bergantung kepada arus beban I = I a = I in . Pada beban kecil, sistem magnet mesin tidak tepu dan pergantungan fluks magnet pada arus beban adalah berkadar terus, i.e. Ф = k Ф I a (k f- pekali perkadaran). Dalam kes ini, kita dapati momen elektromagnet:
Formula kelajuan putaran akan mengambil bentuk
. (29.15)
Dalam Rajah. 29.9, b ciri prestasi yang dibentangkan M = F(I) Dan n= (I) motor pengujaan siri. Pada beban yang tinggi, sistem magnet motor menjadi tepu. Dalam kes ini, fluks magnet secara praktikal tidak berubah dengan peningkatan beban dan ciri-ciri motor menjadi hampir linear. Ciri kelajuan motor teruja siri menunjukkan bahawa kelajuan motor berubah dengan ketara dengan perubahan beban. Ciri ini biasanya dipanggil lembut.
nasi. 29.9. Motor siri:
A- gambarajah skematik; b- ciri prestasi; c - ciri mekanikal; 1 - ciri semula jadi; 2 - ciri buatan
Apabila beban pada motor bersiri-teruja berkurangan, kelajuan putaran meningkat dengan mendadak dan, pada beban kurang daripada 25% daripada beban undian, boleh mencapai nilai yang berbahaya untuk motor ("overrun"). Oleh itu, mengendalikan motor yang teruja siri atau memulakannya dengan beban aci kurang daripada 25% daripada yang diberi nilai adalah tidak boleh diterima.
Untuk lebih lanjut operasi yang boleh dipercayai Aci motor pengujaan berjujukan mesti disambungkan dengan tegar kepada mekanisme kerja melalui pemacu gandingan dan gear. Penggunaan pemacu tali pinggang tidak boleh diterima, kerana jika tali pinggang putus atau ditetapkan semula, enjin mungkin "merangkak." Dengan mengambil kira kemungkinan operasi enjin pada kelajuan putaran tinggi, motor siri-teruja, menurut GOST, diuji selama 2 minit untuk melebihi kelajuan putaran sebanyak 20% melebihi maksimum yang ditunjukkan pada papan nama, tetapi tidak kurang daripada 50% di atas. nominalnya.
Ciri-ciri mekanikal motor siri n=f(M) dibentangkan dalam Rajah. 29.9, V. Lengkung ciri mekanikal yang jatuh secara mendadak ( semula jadi 1 dan buatan 2 ) menyediakan motor pengujaan berjujukan dengan operasi yang stabil di bawah sebarang beban mekanikal. Keupayaan motor ini untuk membangunkan tork yang tinggi, berkadar dengan kuasa dua arus beban, adalah penting, terutamanya dalam keadaan permulaan yang teruk dan beban lampau, kerana dengan peningkatan beransur-ansur dalam beban motor, kuasa pada inputnya berkembang lebih perlahan daripada tork. Ciri motor pengujaan siri ini adalah salah satu sebabnya aplikasi yang luas sebagai motor daya tarikan dalam pengangkutan, serta motor kren dalam pemasangan mengangkat, iaitu dalam semua kes pemacu elektrik dengan keadaan permulaan yang sukar dan gabungan beban ketara pada aci motor dengan kelajuan putaran rendah.
Perubahan kelajuan nominal motor teruja siri
, (29.16)
di mana n - kelajuan putaran pada beban enjin 25% daripada nominal.
Kelajuan putaran motor teruja siri boleh dilaraskan dengan menukar sama ada voltan U, atau fluks magnet penggulungan medan. Dalam kes pertama, kawalan pelaras disambungkan secara bersiri ke litar angker reostat R r (Gamb. 29.10, A). Apabila rintangan reostat ini meningkat, voltan pada input motor dan kelajuan putarannya berkurangan. Kaedah kawalan ini digunakan terutamanya dalam enjin berkuasa rendah. Dalam kes kuasa enjin yang ketara, kaedah ini adalah tidak ekonomik kerana kehilangan tenaga yang besar dalam R rg . selain itu, reostat R r , dikira pada arus operasi motor, ternyata besar dan mahal.
Apabila beberapa enjin daripada jenis yang sama beroperasi bersama-sama, kelajuan putaran dilaraskan dengan menukar corak pensuisan mereka berbanding satu sama lain (Rajah 29.10, b). Oleh itu, apabila enjin dihidupkan secara selari, setiap daripadanya berada di bawah voltan sesalur kuasa penuh, dan apabila sambungan berurutan dua motor, setiap motor menyumbang separuh voltan utama. Apabila bekerja serentak lebih enjin mungkin lebih pilihan kemasukan. Kaedah kawalan kelajuan ini digunakan dalam lokomotif elektrik, di mana beberapa motor daya tarikan yang sama dipasang.
Menukar voltan yang dibekalkan kepada motor adalah mungkin apabila enjin dikuasakan daripada sumber DC dengan voltan boleh laras (contohnya, mengikut litar yang serupa dengan Rajah 29.6, A). Apabila voltan yang dibekalkan kepada motor berkurangan, ciri mekanikalnya beralih ke bawah, secara praktikal tanpa mengubah kelengkungannya (Rajah 29.11).
nasi. 29.11. Ciri-ciri mekanikal motor pengujaan siri apabila voltan masukan berubah
Anda boleh mengawal kelajuan enjin dengan menukar fluks magnet dalam tiga cara: memintas penggulungan medan dengan rheostat r rg , membahagikan belitan medan dan memecut belitan angker dengan reostat r w . Menghidupkan reostat r rg , memecut belitan pengujaan (Rajah 29.10, V), serta penurunan dalam rintangan rheostat ini membawa kepada penurunan dalam arus pengujaan I dalam = I a - I рг , dan akibatnya, kepada peningkatan dalam kelajuan putaran. Kaedah ini lebih menjimatkan daripada yang sebelumnya (lihat Rajah 29.10, A), digunakan lebih kerap dan dinilai oleh pekali peraturan
.
Biasanya rintangan reostat r rg diterima supaya k рг >= 50% .
Apabila membahagi belitan medan (Gamb. 29.10, G) pemotongan sebahagian daripada lilitan belitan disertai dengan peningkatan kelajuan putaran. Apabila shunting belitan angker dengan reostat r w (lihat Rajah 29.10, V) arus pengujaan meningkat I dalam = I a +I рг , yang menyebabkan penurunan kelajuan putaran. Kaedah peraturan ini, walaupun ia menyediakan peraturan yang mendalam, adalah tidak ekonomik dan jarang digunakan.
nasi. 29.10. Mengawal kelajuan putaran motor teruja siri
[dokumen]1.doc
Kerja rumah no 2(modul 5)
“Motor DC dengan pengujaan siri. Tujuan unsur. Prinsip operasi"
gr.TP-07
Asmolkova O. A.
saya semester 2009
Motor DC dengan pengujaan siri. Tujuan unsur. Prinsip operasi
1. Reka bentuk dan tujuan elemen motor DC
.
Motor DC - kereta elektrik , mesin DC, menukar tenaga elektrik arus terus kepada tenaga mekanikal. Ia terdiri, seperti semua mesin arus terus, pemegun pegun dengan kutub dan pemutar berputar (angker) dengan komutator.
Stator Mesin DC terdiri daripada bingkai silinder (perumah), tiang dengan penggulungan pengujaan dan perisai galas ( nasi. 2.1.). Kutub utama (utama) dikuatkan pada bingkai untuk merangsang fluks magnet utama dan yang tambahan untuk meningkatkan komutasi dalam motor. Tiang utama terdiri daripada teras tiang yang diperbuat daripada keluli lembaran dan dipasang pada bingkai, dan gegelung penggulungan pengujaan. Teras pada hujung bebas dilengkapi dengan sekeping tiang untuk mencipta pengagihan aruhan magnet yang diperlukan di sepanjang lilitan angker. katil 3 ialah kuk mesin, iaitu bahagian yang menutup litar magnet fluks utama F. Ia diperbuat daripada keluli tuang, kerana fluks magnet di dalamnya adalah agak malar. Tiang tambahan dipasang pada bingkai antara yang utama. Belitan mereka disambungkan secara bersiri dengan belitan angker. Tujuan kutub ini adalah untuk mencipta medan magnet tambahan. Ini adalah perlu untuk memastikan bahawa berus pada komutator tidak menyala.
Sauh (pemutar) ialah bahagian mesin dalam penggulungannya, apabila ia berputar relatif kepada utama medan magnet EMF diinduksi. Sauh 5 Motor DC terdiri daripada aci keluli, teras bergigi keluli, belitan yang diletakkan di dalam slotnya, dan komutator yang dipasang pada aci angker ( nasi. 2.1.). Penggulungan medan adalah perlu untuk memastikan interaksi optimum antara medan magnet pemutar dan pemegun (iaitu, untuk mencipta tork maksimum pada pemutar). Bahagian ciri enjin (atau mana-mana mesin elektrik) DC ialah pengumpul. Ini adalah silinder berongga yang dipasang daripada plat tembaga berbentuk baji yang diasingkan antara satu sama lain. Plat komutator juga diasingkan daripada aci enjin. Mereka disambungkan oleh konduktor ke benang penggulungan yang terletak di alur angker. Penggulungan berputar disambungkan ke litar luaran dengan sentuhan gelongsor antara berus dan komutator. Pengumpul dalam mesin DC berfungsi untuk membetulkan EMF berselang-seli yang teraruh dalam belitan angker berputar dan untuk mendapatkan arah yang tetap. momen elektromagnet.
nasi. 2. 1. Reka bentuk motor DC:
1 - penggulungan pengujaan;2 - tiang;3 - katil;4 - sekeping tiang;5 - sauh;6 - konduktor belitan angker;
7 - teras angker gear;8 - jurang udara mesin
2. Prinsip kerja motor DC
2.1 Maklumat am
Apabila belitan angker berputar dalam medan magnet pegun, emf berselang-seli teraruh di dalamnya, berubah dengan kekerapan:
di mana n- kelajuan putaran angker.
Apabila angker berputar, emf berubah-ubah bertindak antara mana-mana dua titik belitan angker. Walau bagaimanapun, di antara berus sentuhan pegun terdapat EMF malar dalam magnitud dan arah E, sama dengan jumlah nilai EMF serta-merta yang teraruh dalam semua lilitan angker bersambung siri yang terletak di antara berus ini.
pergantungan EMF E daripada fluks magnet mesin dan kelajuan putaran angker mempunyai bentuk:
Apabila menyambungkan belitan angker ke rangkaian dengan voltan U, emf E akan lebih kurang sama dengan voltan U, dan kelajuan rotor:
Akibatnya, disebabkan kehadiran pengumpul, apabila mesin DC beroperasi dalam mod motor, kelajuan rotor tidak berkaitan dengan frekuensi rangkaian, tetapi boleh diubah dalam had yang luas dengan menukar voltan. U dan fluks magnet F. Paksi simetri yang memisahkan kutub mesin arus terus dipanggil neutral geometrinya.
Apabila litar luaran dibuka, arus tidak akan mengalir dalam belitan angker, kerana EMF teraruh dalam dua bahagian belitan angker, yang terletak di kedua-dua belah neutral geometri, diarahkan kaunter dan saling berimbuhan. Untuk membekalkan voltan maksimum dari belitan angker ke litar luaran, litar ini mesti disambungkan ke dua titik belitan angker, di antaranya terdapat perbezaan potensi terbesar, di mana berus harus dipasang. Apabila angker berputar, titik beralih daripada neutral geometri, tetapi semakin banyak titik penggulungan baharu akan menghampiri berus, di antaranya EMF bertindak. E, oleh itu EMF dalam litar luaran tidak akan berubah dari segi magnitud dan arah. Untuk mengurangkan denyutan EMF apabila berus bergerak dari satu plat komutator ke plat lain, sekurang-kurangnya 16 konduktor aktif biasanya disambungkan ke setiap cawangan selari belitan angker.
Pada angker, melalui belitan yang mana arus mengalir saya, momen elektromagnet bertindak:
Apabila mesin beroperasi dalam mod motor, tork elektromagnet berputar.
2.2 Tindak balas angker motor DC
Pada melahu fluks magnet dalam motor dicipta hanya oleh NS ^F ke dalam belitan medan. Dalam kes ini, fluks magnet F V dengan jurang udara yang berterusan antara angker dan teras tiang utama (yang tipikal untuk kebanyakan mesin DC), ia diedarkan secara simetri berbanding paksi membujur mesin.
Apabila mesin beroperasi di bawah beban, arus melalui belitan angker, dan NS angker mencipta medan magnetnya sendiri. Kesan medan angker pada medan magnet mesin dipanggil tindak balas anchor. Fluks magnet F aq, dicipta oleh sauh NS F aq dalam mesin dua kutub, apabila berus dipasang pada neutral, ia diarahkan sepanjang paksi melintang mesin, oleh itu medan magnet angker dipanggil melintang. Akibat daripada aliran F aq taburan simetri medan magnet mesin diherotkan, dan fluks yang terhasil F semula ternyata tertumpu terutamanya di tepi tiang utama. Pada masa yang sama, neutral fizikal b-b(garisan yang menghubungkan titik-titik bulatan angker di mana aruhan adalah sifar) disesarkan berbanding dengan geometri neutral a-a pada sesuatu sudut β (Rajah.2.2). Dalam enjin, neutral fizikal dianjak melawan arah putaran.
Berdasarkan undang-undang arus ketara NS angker yang bertindak dalam celah udara pada jarak x dari paksi kutub utama ditentukan oleh ungkapan:
Oleh itu, NS sauh F aq berbeza secara linear sepanjang lilitannya; di bawah bahagian tengah tiang utama adalah sifar, dan pada titik di mana berus dipasang ia mempunyai nilai maksimum. Aruhan magnet di udara
^ Rajah2.2 - Medan magnet motor DC: a) dari belitan medan; b) dari belitan angker; c) terhasil (F V - fluks magnet pada kelajuan melahu; F aq - fluks magnet yang dicipta oleh angker NS; F semula - aliran terhasil; a-a - neutral geometri; b-b - neutral fizikal; β – sudut anjakan neutral b-b)
Jurang dengan sistem magnet tak tepu:
Di manakah saiz jurang udara pada titik x.
2.3 Tork motor DC
Jika belitan medan dan angker motor disambungkan ke rangkaian DC dengan voltan ^U maka tork elektromagnet berlaku M Em. Tork bersih M pada aci motor adalah kurang daripada satu elektromagnet dengan nilai tork balas yang dicipta dalam mesin oleh daya geseran dan sama dengan tork M X dalam mod x.x, i.e. M = M Em -M X .
Tork permulaan motor mestilah lebih besar daripada tork brek statik M t apabila pemutar dalam keadaan rehat, jika tidak angker motor tidak akan mula berputar. Dalam keadaan mantap (pada n = const) terdapat keseimbangan momen M berputar dan M t brek:
M = M Em – M X = M T
Dari mekanik diketahui bahawa kuasa mekanikal motor boleh dinyatakan dalam sebutan tork dan halaju sudut
Oleh itu, tork enjin yang berguna ialah ^M(N m), dinyatakan dalam sebutan kuasa yang berguna R(kW) dan kelajuan putaran n(rpm),
M =9550P/n
Mari kita bincangkan beberapa isu penting memulakan dan mengendalikan motor DC. Daripada Pers. keadaan elektrik enjin ia mengikuti itu
saya saya = (U -- E)/R saya
Dalam mod pengendalian, arus angker I I dihadkan oleh e. d.s. E, jika n adalah lebih kurang sama n nom. Pada saat permulaan n = 0, e. d.s. E = 0 Dan arus permulaan saya n = U/ R saya 10-30 kali lebih banyak daripada nominal. Oleh itu, permulaan terus enjin, iaitu sambungan terus angker ke voltan sesalur, tidak boleh diterima. Untuk mengehadkan arus permulaan yang besar angker, sebelum memulakan, reostat permulaan dihidupkan secara bersiri dengan angker. R n dengan sedikit rintangan. Dalam kes ini, apabila E = O
saya n =U/(R saya – R n ) << U/R saya
Rintangan Rheostat Rn dipilih mengikut arus angker yang dibenarkan.
Apabila enjin memecut ke kelajuan terkadar, e. d.s. E meningkat, dan arus berkurangan dan reostat permulaan dikeluarkan secara beransur-ansur dan sepenuhnya (rheostat permulaan direka untuk pengaktifan jangka pendek). Mengawal rheostat R reg dalam litar pengujaan dengan rintangan yang agak tinggi (berpuluh-puluh dan ratusan Ohm) sebelum menghidupkan enjin, ia dikeluarkan sepenuhnya supaya apabila dihidupkan, arus pengujaan dan fluks magnet stator F adalah nominal. Ini membawa kepada peningkatan dalam tork permulaan, yang memastikan pecutan enjin yang cepat dan mudah.
Selepas permulaan dan pecutan, keadaan operasi enjin yang stabil berlaku, di mana tork brek pada aci ^ Mt akan diseimbangkan oleh tork yang dibangunkan oleh enjin M Em , i.e. M Em == M T ( di n = dengannst. )
Motor elektrik DC boleh memulihkan keadaan stabil operasi yang terganggu oleh perubahan dalam tork brek, iaitu ia boleh menghasilkan tork M, sama dengan nilai tork brek baharu M T pada kelajuan yang sama baru n".
Sesungguhnya, jika tork brek beban Mt ternyata lebih besar daripada tork enjin M Em, maka kelajuan putaran angker akan berkurangan. Pada voltan malar U dan mengalir F ini akan menyebabkan penurunan dalam e. d.s. E angker, meningkatkan arus angker dan tork sehingga keseimbangan berlaku, di mana M Em = M T Dan n" < n. Apabila tork brek dikurangkan kepada Mt, keadaan operasi yang stabil berlaku dengan cara yang sama. M Em = M T" Dan n"> n" . Oleh itu, motor DC mempunyai sifat pengawalseliaan sendiri - boleh menghasilkan tork yang sama dengan tork brek.
2.4 Peraturan kekerapan
Kelajuan putaran angker motor DC ditentukan berdasarkan persamaan elektrik keadaan U= ER saya saya saya selepas menggantikan e ke dalamnya. d.s. E = sFn:
Kejatuhan voltan angker R saya saya saya kecil: pada beban undian ia tidak melebihi 0,03 - 0,07 U nom .
Oleh itu, kelajuan putaran motor DC adalah berkadar terus dengan voltan talian yang digunakan dan berkadar songsang dengan fluks magnet stator. . Anda boleh mengawal kelajuan enjin dalam dua cara: dengan menukar fluks stator F atau voltan U yang dibekalkan kepada enjin. Kelajuan putaran dikawal dengan menukar medan magnet mesin menggunakan rheostat pelaras dalam litar pengujaan enjin. Voltan yang dibekalkan kepada motor diubah dengan mengawal voltan sumber.
Anda boleh memperkenalkan reostat tambahan ke dalam litar angker. Dalam kes ini, reostat permulaan digantikan dengan pemberat R pr Rheostat sedemikian melaksanakan fungsi kedua-dua rheostat permulaan dan rheostat kawalan. Persamaan untuk kekerapan putaran angker motor DC dalam kes ini mempunyai bentuk
Ia berikutan bahawa kelajuan enjin boleh dikawal dengan menukar voltan sesalur, rintangan rheostat balast atau fluks stator.
Enjin undur. Daripada persamaan tork enjin M Em = kFsaya saya ia berikutan pembalikan, iaitu menukar arah putaran angker, boleh dilakukan dengan menukar arah arus dalam belitan medan (fluks F) atau arus angker.
Untuk membalikkan motor "dengan cepat", arah arus angker diubah (dengan menukar terminal angker), tetapi belitan medan tidak dihidupkan, kerana ia mempunyai kearuhan yang tinggi dan memutuskan litarnya dengan arus adalah tidak boleh diterima. Membalikkan motor yang dimatikan juga dicapai dengan menukar arah arus dalam belitan medan (menukar terminalnya).
3. Motor luka bersiri
Dalam motor dengan pengujaan siri ( Rajah.2.3a) arus pengujaan adalah sama dengan arus angker: saya V =I A, oleh itu fluks magnet Ф ialah fungsi arus beban saya A. Sifat fungsi ini berbeza-beza bergantung pada saiz beban. Pada saya a <(0,8...0,9) I nom, apabila sistem magnet tidak tepu, F=k f saya A, dan pekali perkadaran KEPADA f kekal secara praktikal tetap pada julat beban yang luas. Dengan peningkatan lagi dalam beban, aliran F berkembang lebih perlahan daripada saya a >Saya nom) kita boleh mengandaikan bahawa Ф=const. Selaras dengan ini, kebergantungan juga berubah n=f(I a ), M=f(I a) (nasi. 2.3.b).
nasi. 2.3. - a) litar motor dengan pengujaan berurutan; b) pergantungan tork dan kelajuan putarannya pada arus angker (I saya – arus angker; saya V – arus pengujaan;r n
- rintangan beban;
n– kelajuan putaran; 1 – ciri semula jadi; 2.3 - ciri rheostatik sepadan makna yang berbeza rintangan tambahan r n ).
Sebagai tambahan kepada ciri semula jadi 1, adalah mungkin, dengan memasukkan rintangan tambahan r n dalam litar angker, untuk mendapatkan keluarga ciri-ciri rheostatik 2, 3, dan 4. Semakin besar nilai r n, semakin rendah ciri tersebut terletak.
Pada beban rendah, kelajuan n meningkat secara mendadak dan boleh melebihi maksimum nilai yang sah(enjin masuk ke overdrive). Oleh itu, enjin sedemikian tidak boleh digunakan untuk memacu mekanisme yang beroperasi dalam mod melahu dan pada beban ringan.
Dengan ciri tegar, kelajuan putaran n hampir bebas daripada tork M, jadi kuasa adalah:
, Di mana DENGAN 4
- malar.
Pada ciri lembut enjin n adalah berkadar songsang dengan , akibatnya:
, di mana ialah pemalar.
Oleh itu, apabila tork beban berubah dalam julat yang luas, kuasa R 2 , dan, oleh itu, kuasa R 1 dan semasa saya a perubahan dalam motor dengan pengujaan siri dalam had yang lebih kecil daripada dalam motor dengan pengujaan selari, di samping itu, mereka bertolak ansur dengan lebihan beban.
Mereka ditentukan terutamanya oleh cara penggulungan pengujaan dihidupkan. Bergantung pada ini, motor elektrik dibezakan:
1. Dengan pengujaan bebas : belitan medan dikuasakan oleh sumber DC luaran (penguja atau penerus),
2. dengan pengujaan selari: belitan medan disambung selari dengan belitan angker,
3.: belitan medan disambung secara bersiri dengan belitan angker,
4. dengan keterujaan yang bercampur baur: Ia mempunyai dua belitan medan, satu bersambung selari dengan belitan angker dan satu lagi bersiri dengannya.
Semua motor elektrik ini mempunyai reka bentuk yang sama dan berbeza hanya dalam reka bentuk belitan medan. Belitan pengujaan motor elektrik ini dibuat dengan cara yang sama seperti itu.
Motor elektrik DC dengan pengujaan bebas
Dalam motor elektrik ini (Rajah 1, a), belitan angker disambungkan ke sumber utama arus terus (rangkaian DC, penjana atau penerus) dengan voltan U, dan belitan medan disambungkan ke sumber tambahan dengan voltan. UB. Rрв rheostat pelaras disertakan dalam litar belitan medan, dan rheostat permulaan Rn disertakan dalam litar belitan angker.
Rheostat kawalan digunakan untuk mengawal kelajuan putaran angker motor, dan reostat permulaan digunakan untuk mengehadkan arus dalam belitan angker semasa permulaan. Ciri ciri motor elektrik ialah arus pengujaan Iв tidak bergantung kepada arus Iа dalam belitan angker (arus beban). Oleh itu, dengan mengabaikan kesan penyahmagnetan tindak balas angker, kita boleh mengandaikan bahawa fluks motor F tidak bergantung pada beban. Kebergantungan tork elektromagnet M dan kelajuan putaran n pada arus Iа akan menjadi linear (Rajah 2, a). Akibatnya, ciri mekanikal enjin juga akan menjadi linear - pergantungan n (M) (Rajah 2, b).
Jika tiada rheostat dengan rintangan Rn dalam litar angker, kelajuan dan ciri mekanikal akan menjadi tegar, iaitu, dengan sudut kecondongan kecil ke paksi mendatar, kerana penurunan voltan IаΣRя dalam belitan mesin termasuk dalam litar angker pada beban berkadar hanya 3-5% daripada Unom. Ciri-ciri ini (garis lurus 1 dalam Rajah 2, a dan b) dipanggil semula jadi. Apabila rheostat dengan rintangan Rn dimasukkan ke dalam litar angker, sudut cerun ciri-ciri ini meningkat, akibatnya adalah mungkin untuk mendapatkan keluarga ciri rheostatik 2, 3 dan 4, sepadan dengan nilai Rn1 yang berbeza. , Rn2 dan Rn3.
nasi. 1. Gambarajah skematik motor elektrik DC dengan pengujaan bebas (a) dan selari (b).
nasi. 2. Ciri-ciri motor elektrik DC dengan pengujaan bebas dan selari: a - kelajuan tinggi dan tork, b - mekanikal, c - berfungsi lebih banyak rintangan Rn, lebih besar sudut kecondongan ciri rheostatik mempunyai, iaitu, lebih lembut.
Rheostat pelarasan Rpv membolehkan anda menukar arus pengujaan motor Iv dan fluks magnetnya F. Dalam kes ini, kelajuan putaran n juga akan berubah.
Tiada suis atau fius dipasang dalam litar penggulungan medan, kerana apabila litar ini rosak, fluks magnet motor elektrik berkurangan secara mendadak (hanya fluks daripada sisa kemagnetan kekal di dalamnya) dan mod kecemasan. Jika motor elektrik berjalan dalam keadaan melahu atau dengan beban kecil pada aci, kelajuan putaran meningkat dengan mendadak (enjin mula berputar). Dalam kes ini, arus dalam belitan angker Iа sangat meningkat dan kebakaran bulat mungkin berlaku. Untuk mengelakkan ini, perlindungan mesti memutuskan sambungan motor daripada sumber kuasa.
Peningkatan mendadak dalam kelajuan putaran apabila litar penggulungan pengujaan dipecahkan dijelaskan oleh fakta bahawa dalam kes ini fluks magnet F (kepada nilai fluks Fost daripada kemagnetan sisa) dan e menurun dengan mendadak. d.s. E dan Iа semasa meningkat. Dan oleh kerana voltan yang digunakan U kekal tidak berubah, kelajuan putaran n akan meningkat sehingga e. d.s. E tidak akan mencapai nilai yang lebih kurang sama dengan U (yang diperlukan untuk keadaan keseimbangan litar elektrik sauh, di mana E= U - IаΣRя.
Apabila beban pada aci hampir dengan yang diberi nilai, motor elektrik akan berhenti jika litar pengujaan putus, kerana tork elektromagnet yang boleh dihasilkan oleh motor dengan penurunan ketara dalam fluks magnet berkurangan dan menjadi kurang daripada tork beban pada batang. Dalam kes ini, arus Iа juga meningkat dengan mendadak, dan mesin mesti diputuskan sambungan daripada sumber kuasa.
Perlu diingatkan bahawa kelajuan putaran n0 sepadan dengan kelajuan terbiar yang ideal, apabila enjin tidak menggunakan kuasa dari rangkaian tenaga elektrik dan momen elektromagnetnya adalah sifar. Dalam keadaan sebenar, dalam mod melahu, enjin menggunakan arus melahu I0 dari rangkaian, yang diperlukan untuk pampasan kerugian dalaman kuasa, dan membangunkan tork M0 tertentu yang diperlukan untuk mengatasi daya geseran dalam mesin. Oleh itu, pada hakikatnya, kelajuan terbiar adalah kurang daripada n0.
Kebergantungan kelajuan putaran n dan tork elektromagnet M pada kuasa P2 (Rajah 2, c) pada aci motor, seperti berikut daripada perhubungan yang dipertimbangkan, adalah linear. Kebergantungan arus belitan angker Iya dan kuasa P1 pada P2 juga hampir linear. Arus Iya dan kuasa P1 pada P2 = 0 mewakili arus tanpa beban I0 dan kuasa P0 yang digunakan semasa tanpa beban. Keluk kecekapan mempunyai ciri yang sama dengan semua mesin elektrik.
Motor elektrik DC dengan pengujaan selari
Dalam motor elektrik ini (lihat Rajah 1, b), pengujaan dan belitan angker dikuasakan oleh sumber tenaga elektrik yang sama dengan voltan U. Rheostat pelaras Rpv disertakan dalam litar belitan pengujaan, dan rheostat permulaan Rp disertakan dalam litar belitan angker.
Dalam motor elektrik yang sedang dipertimbangkan, pada asasnya terdapat bekalan kuasa berasingan kepada litar belitan angker dan pengujaan, akibatnya arus pengujaan Iв tidak bergantung pada arus belitan angker Iв. Oleh itu, motor elektrik shunt-excited akan mempunyai ciri-ciri yang sama seperti motor excited secara berasingan. Walau bagaimanapun, motor shunt-luka beroperasi secara normal hanya apabila dibekalkan daripada sumber DC voltan malar.
Apabila motor elektrik dikuasakan daripada sumber dengan voltan boleh ubah (penjana atau penerus terkawal), penurunan voltan bekalan U menyebabkan penurunan yang sepadan dalam arus pengujaan Iв dan fluks magnet Ф, yang membawa kepada peningkatan dalam belitan angker. semasa Iа. Ini mengehadkan keupayaan untuk mengawal kelajuan putaran angker dengan menukar voltan bekalan U. Oleh itu, motor elektrik yang bertujuan untuk dikuasakan oleh penjana atau penerus terkawal mesti mempunyai pengujaan bebas.
Motor elektrik DC dengan pengujaan berurutan
Untuk mengehadkan arus semasa permulaan, Rп rheostat permulaan disambungkan ke litar belitan angker (Rajah 3, a), dan untuk mengawal kelajuan putaran, rheostat pelaras Rрв boleh disambungkan selari dengan belitan pengujaan.
nasi. 3. Gambarajah skematik motor elektrik DC dengan pengujaan berurutan (a) dan pergantungan fluks magnetnya Ф pada arus Iа dalam belitan angker (b)
nasi. 4. Ciri-ciri motor DC dengan pengujaan berurutan: a - kelajuan tinggi dan tork, b - mekanikal, c - berfungsi.
Ciri ciri motor elektrik ini ialah arus pengujaan Iв adalah sama atau berkadar (apabila rheostat Rpв dihidupkan) dengan arus belitan angker Iа, oleh itu fluks magnet Ф bergantung pada beban motor (Rajah 3, b ).
Apabila arus belitan angker Iya kurang (0.8-0.9) nilai semasa Inom, sistem magnet mesin tidak tepu dan kita boleh mengandaikan bahawa fluks magnet Ф berubah dalam perkadaran langsung kepada Iа semasa. Oleh itu, ciri kelajuan motor elektrik akan menjadi lembut - dengan peningkatan arus I, kelajuan putaran n akan berkurangan dengan mendadak (Rajah 4, a). Penurunan kelajuan putaran n berlaku disebabkan oleh peningkatan kejatuhan voltan IаΣRа. dalam rintangan dalaman Rya. litar penggulungan angker, serta disebabkan peningkatan fluks magnetik F.
Momen elektromagnet M akan meningkat secara mendadak dengan peningkatan arus Iа, kerana dalam kes ini fluks magnet Ф juga meningkat, iaitu momen M akan berkadar dengan Iа semasa. Oleh itu, pada arus Iya kurang daripada (0.8 N - 0.9) Inom, ciri kelajuan mempunyai bentuk hiperbola, dan ciri tork mempunyai bentuk parabola.
Pada arus Iа > Inom, kebergantungan M dan n pada Iа adalah linear, kerana dalam mod ini litar magnet akan tepu dan fluks magnet Ф tidak akan berubah apabila arus Iа berubah.
Ciri mekanikal, iaitu, pergantungan n pada M (Rajah 4, b), boleh dibina berdasarkan pergantungan n dan M pada Iа. Sebagai tambahan kepada ciri semula jadi 1, adalah mungkin, dengan memasukkan rheostat dengan rintangan Rp dalam litar belitan angker, untuk mendapatkan keluarga ciri-ciri rheostatik 2, 3 dan 4. Ciri-ciri ini sepadan dengan nilai Rn1, Rn2 dan Rn2 yang berbeza. Rn3, dan lebih besar Rn, lebih rendah ciri terletak.
Ciri-ciri mekanikal enjin yang dimaksudkan adalah lembut dan bersifat hiperbolik. Pada beban rendah, fluks magnetik Ф berkurangan dengan banyak, kelajuan putaran n meningkat dengan mendadak dan boleh melebihi nilai maksimum yang dibenarkan (enjin mula berputar). Oleh itu, motor sedemikian tidak boleh digunakan untuk memacu mekanisme yang beroperasi dalam mod melahu dan pada beban rendah (pelbagai mesin, penghantar, dll.).
Biasanya minima beban yang dibenarkan untuk enjin besar dan kuasa sederhana ialah (0.2 .... 0.25) Inom. Untuk mengelakkan enjin daripada berjalan tanpa beban, ia disambungkan ke mekanisme pemacu dengan tegar ( penghantaran gear atau klac buta), penggunaan pemacu tali pinggang atau klac geseran adalah tidak boleh diterima.
Walaupun kelemahan ini, motor dengan pengujaan berurutan digunakan secara meluas, terutamanya di mana terdapat perubahan dalam tork beban dalam julat yang luas dan keadaan yang sukar permulaan: dalam semua pemacu daya tarikan (lokomotif elektrik, lokomotif diesel, kereta api elektrik, kereta elektrik, forklift elektrik, dll.), serta dalam pemacu mekanisme mengangkat (kren, lif, dll.).
Ini dijelaskan oleh fakta bahawa dengan ciri lembut, peningkatan tork beban membawa kepada peningkatan yang lebih kecil dalam penggunaan arus dan kuasa berbanding dengan motor dengan pengujaan bebas dan selari, oleh itu motor dengan pengujaan siri lebih mampu menahan beban berlebihan. Di samping itu, motor ini mempunyai tork permulaan yang lebih tinggi daripada motor dengan pengujaan selari dan bebas, kerana apabila arus belitan angker meningkat semasa permulaan, fluks magnet meningkat dengan sewajarnya.
Jika kita menerima, sebagai contoh, bahawa arus permulaan jangka pendek boleh menjadi 2 kali ganda arus operasi mesin, dan mengabaikan pengaruh ketepuan, tindak balas angker dan penurunan voltan dalam litar penggulungannya, kemudian dalam a motor dengan pengujaan siri tork permulaan akan menjadi 4 kali ganda (dalam Kedua-dua arus dan fluks magnet meningkat 2 kali ganda), dan dalam motor dengan pengujaan bebas dan selari - hanya 2 kali lebih banyak.
Malah, disebabkan ketepuan litar magnet, fluks magnet tidak meningkat mengikut kadar arus, tetapi tork permulaan motor dengan pengujaan siri, semua perkara lain adalah sama, akan menjadi lebih besar. tork permulaan motor yang sama dengan pengujaan bebas atau selari.
Kebergantungan n dan M pada kuasa P2 pada aci motor elektrik (Rajah 4, c), seperti berikut daripada peruntukan yang dibincangkan di atas, adalah tidak linear kebergantungan P1, Iа dan η pada P2 mempunyai bentuk yang sama seperti untuk motor dengan pengujaan selari.
Motor elektrik DC dengan keterujaan yang bercampur baur
Dalam motor elektrik ini (Rajah 5, a), fluks magnetik Ф dicipta sebagai hasil gabungan tindakan dua belitan pengujaan - selari (atau bebas) dan bersiri, yang melaluinya arus pengujaan Iв1 dan Iв2 = Iя lulus
sebab tu
di mana Fposl ialah fluks magnet bagi belitan siri, bergantung pada arus Iya, Fpar ialah fluks magnet bagi belitan selari, yang tidak bergantung pada beban (ditentukan oleh arus pengujaan Ib1).
Ciri-ciri mekanikal motor elektrik dengan pengujaan bercampur (Rajah 5, b) terletak di antara ciri-ciri motor dengan pengujaan selari (garis lurus 1) dan siri (lengkung 2). Bergantung pada nisbah daya magnetomotif belitan selari dan bersiri dalam mod nominal, adalah mungkin untuk membawa ciri-ciri motor dengan pengujaan campuran lebih dekat kepada ciri 1 (lengkung 3 pada ppm rendah belitan siri) atau kepada ciri. 2 (lengkung 4 pada ppm rendah) c.
nasi. 5. Gambarajah skematik motor elektrik dengan pengujaan bercampur (a) dan ciri mekanikalnya (b)
Kelebihan enjin DC dengan pengujaan bercampur ialah, mempunyai ciri mekanikal yang lembut, ia boleh beroperasi pada melahu apabila Fseq = 0. Dalam mod ini, kekerapan putaran angkernya ditentukan oleh fluks magnet Fpar dan mempunyai nilai terhad (enjin tidak berputar).