Schema de motoare de curent continuu și caracteristicile lor
1. Separat excitat. bobina de excitație alimentat de la o sursă de curent continuu extern (sau excitatorul redresor).
2. șunt. un câmp de bobinaj conectat în paralel cu armătura de înfășurare,
3. Seria plăgilor. bobina de excitație este conectat în serie cu armatura de lichidare,
4. mixt excitației. are două înfășurări de excitație, unul conectat în paralel cu armătura de înfășurare și celălalt - în serie cu ea.
Toate aceste motoare au aceeași structură și diferă numai în executarea câmpului de lichidare. Câmpul înfășurării motorului menționat se realizează în același mod ca și în generatoarele respective.
motor de curent continuu cu excitație separată
In acest motor (. Figura 1, a) al armăturii de înfășurare este conectată la sursa principală de curent continuu (rețea de curent continuu, un generator sau redresor), cu o tensiune de U, iar înfășurarea de excitație - la o sursă de tensiune auxiliară în UB. Circuitul bobinei de excitație inclus RRV de reglare reostat și în armătura de înfășurare a circuitului - pornire rezistor Rn.
Reglarea reostatul este utilizat pentru a controla viteza de rotație a motorului armăturii, și de pornire - pentru a limita curentul în înfășurarea în timpul pornirii armăturii. O trăsătură caracteristică a motorului este că excitație curentă Ic nu depinde de curentul din înfășurarea Iya (curent de sarcină) armăturii. Prin urmare, neglijarea efectului demagnetizare reacției armătură se poate presupune că aproximativ F și fluxul motorului este independentă de sarcină. În funcție electromagnetic cuplul M și viteza de rotație a n Iya curentului va fi liniară (Fig. 2a). Prin urmare, o caracteristică liniară este mecanică și motor - dependența n (M) (Figura 2b.).
În absența unor rezistențe de circuit de armătură cu rezistență viteză Rn și caracteristici mecanice vor fi strict, adică cu un unghi mic de înclinare față de axa orizontală, deoarece căderea de tensiune Iya # 931; .., Incorporated în ancora lanț Rya în înfășurările mașinii la sarcină nominală este doar 3-5% din Un. Aceste caracteristici (liniile 1 din fig. 2, A și B) sunt numite naturale. Când sunt incluse în rezistențele de circuit armătură cu rezistență unghi ARn acestor caracteristici crește, prin care se poate obține o familie de caracteristici reostat 2, 3 și 4, care corespund la valori diferite RN1, RN2 și RN3.
Fig. 1. motoare Schema de curent continuu cu circuite independente (a) și paralel (b) excitație
Fig. 2. Caracteristicile motoarelor de curent continuu cu excitație independente și paralele. și - viteza și de moment, b - mecanic in - .. Rezistența de lucru mai Rn, cu atât mai mare unghiul de înclinare este caracteristic reostat, adică, mai moale.
Rpv reostat de reglare permite ajustarea câmpului motor de curent Ic și său flux magnetic F. Aceasta va varia și viteză n.
În nici o excitație bobinaj întrerupătoare de circuit și siguranțele nu sunt montate, deoarece ruptura acestui circuit scade brusc fluxul magnetic al motorului (acesta poate curge numai din magnetismul rezidual) și există un mod de urgență. În cazul în care motorul funcționează la sarcina în repaus sau scăzută pe arbore, viteza de rotație crește brusc (motorul este de curse). În același timp, crește mult curent în înfășurările armăturii și Iya pot fi foc circular. Pentru a evita această protecție trebuie să deconectați motorul de la sursa de alimentare.
Creșterea bruscă a frecvenței de rotație la înfășurarea circuitului deschis excitație datorită faptului că, în acest caz, a redus drastic (valori Faust de curgere a magnetismului rezidual) flux F magnetic și e. d. a. E și creșterea curentului Iya. Și, din moment ce tensiunea aplicată U rămâne constantă, viteza de rotație n va crește atâta timp cât e. d. a. E ajunge la o valoare aproximativ egală cu U (care este necesară pentru starea de echilibru a circuitului armătură, în care E = U - Iya # 931; Rya.
Când sarcina pe arborele aproape nominal, circuitul de acționare a motorului în cazul opririi de rupere, deoarece cuplul electromagnetic, motorul poate produce o reducere substanțială a scăderilor fluxului magnetic și devine mai mică decât cuplul de sarcină pe arbore. În acest caz, la fel de puternic Iya crește curent, iar aparatul trebuie să fie deconectat de la sursa de alimentare.
Trebuie remarcat faptul că n0 viteza de rotație corespunde unui mers în gol ideală atunci când motorul nu consumă energie electrică de la rețea și momentul său electromagnetic este zero. În condiții reale de mers în gol a motorului utilizează rețeaua de mers în gol I0 curent, necesare pentru a compensa pierderile interne de putere, și dezvoltă un anumit punct M0, necesară pentru a depăși forțele de frecare în aparat. Prin urmare, în realitate, în timpul vitezei de ralanti mai puțin N0.
Dependența vitezei de rotație n și cuplul M al puterii P2 electromagnetic (fig. 2c) la arborele motorului, după cum rezultă din relațiile discutate, este liniară. Dependența curentului și înfășurarea Iya puterii P1 de la P2, de asemenea, în mod substanțial liniar al armăturii. Iya curent și putere la P1 = 0 P2 sunt I0 curent inactiv și puterea consumată P0 la ralanti. Curba de a. N. D. are un caracter comun pentru toate mașinile electrice.
motor de curent continuu cu șunt
In acest motor (.. A se vedea figura 1b) și înfășurările armătură sunt alimentate de la aceeași sursă de energie electrică cu tensiune U. Circuitul bobinei de excitație inclus Rpv de reglare reostat și în armătura de înfășurare a circuitului - începând rezistență Rp.
În acest motor electric are loc în mod substanțial circuite separate de alimentare cu energie electrică și înfășurările de excitație ale armăturii, prin care unitatea curentă Ic nu depinde de lichidare curent Ic armăturii. Prin urmare, un motor cu șunt va avea aceleași caracteristici ca și motorul cu excitație independentă. Cu toate acestea, motorul cu șunt funcționează în mod normal, numai atunci când alimentat de la o sursă de curent continuu cu o tensiune constantă.
Când alimentarea motorului cu o sursă de tensiune variabilă (generator sau un redresor controlat) reducerea tensiunii de alimentare U determină o scădere corespunzătoare a curentului de excitație Ic și F flux magnetic, ceea ce conduce la o creștere a curentului de înfășurare Iya armăturii. Acest lucru limitează capacitatea de control al vitezei armătură prin variația tensiunii de alimentare U. Prin urmare, motoarele destinate pentru alimentarea cu energie de la generator sau redresor controlat, ar trebui să aibă excitație separată.
motor de curent continuu cu excitație serie
Pentru a limita curentul la pornire în circuitul inclusiv pornind de rezistență Rp (Fig. 3a) înfășurarea armăturii și să regleze viteza de înfășurare paralelă poate fi încorporată RRV reglarea reostat domeniu.
Fig. 3. Schema de principiu a unui motor de curent continuu cu excitație serie (a) și dependența de flux magnetic curent F Iya în armătura de înfășurare (b)
Fig. 4. Caracteristicile motorului de curent continuu cu excitație serie: o - viteză și de moment, b - mecanice - locul de muncă.
O trăsătură caracteristică a acestui motor de curent este că ei de conducere Ic este egală sau proporțională (atunci când reostat Rpv) armătura Iya curent înfășurare, astfel încât fluxul magnetic F depinde de sarcina motorului (Fig. 3b).
La un curent al armăturii de înfășurare Iya, inferior (0,8-0,9) decât sistemul curent nominal Izn magnetic al mașinii nu este saturată și putem presupune că fluxului magnetic F variază direct proporțional cu curentul Iya. Prin urmare, caracteristica de viteză a motorului va fi moale - Iya cu creșterea frecvenței de rotație n curent va scădea brusc (Figura 4a.). Reducerea vitezei de rotație n, aceasta se datorează căderea de tensiune în creștere Iya # 931; Rya. rezistența internă a Rya. Circuit armatura de înfășurare, precum și datorită creșterii fluxului magnetic F.
Cuplul electromagnetic M Iya cu creșterea curentului va crește brusc, deoarece în acest caz este crescut și flux magnetic F, m. E. Momentul M va fi proporțională cu actualul Iya. De aceea Iya la un curent mai mic (0,8 H 0,9) IN, caracteristica vitezei are forma unui hiperbolă și Moment - parabolei.
La curenții Iya> Izn și n M liniar Iya, ca în acest mod, circuitul magnetic va fi saturate și fluxul magnetic F Iya când curentul nu va varia.
Caracteristici mecanice, adică. E. Dependența n M (Fig. 4b), pot fi construite pe baza dependențele n și M Iya. Alte caracteristici ale celui natural, poate fi făcută prin includerea în reostat rezistența circuitului armătură de înfășurare a obține Rp o familie de caracteristici reostat 2, 3 și 4. Aceste caracteristici corespund valori diferite RN1, RN2 și RN3 și mai mare Rn, este situată sub caracteristica.
Caracteristicile mecanice ale motorului de curent continuu este moale și are o hiperbolic. La sarcini scăzute flux magnetic F este mult redus, viteza n crește dramatic și poate depăși valoarea maximă (motorul este de curse). Prin urmare, astfel de motoare nu pot fi utilizate pentru mecanismele de acționare care funcționează la ralanti și la sarcină redusă (mașini diferite, benzi transportoare, etc).
De obicei, sarcina motorului minim admisibil este mare, iar puterea medie este de (0,2 .... 0,25) Izn. Pentru a preveni posibilitatea de funcționare a motorului fără sarcină, este conectat rigid la un mecanism de antrenare (viteze sau surd ambreiaj), utilizarea unei transmisii curea sau un ambreiaj cu fricțiune este inacceptabilă.
In ciuda acestui dezavantaj, motoarele înfășurate-serie sunt utilizate pe scară largă, în special în cazul în care există variații în cuplul de sarcină pe o gamă largă și condiții de pornire severe: În toate unitățile de tracțiune (locomotive electrice, locomotive diesel, trenuri electrice, mașini electrice, electrice și așa mai departe.), Precum și în unități de dispozitive de ridicare (macarale, ascensoare, etc.).
Motivul este că creșterea caracteristică moale în rezultatele de cuplu de sarcină într-o creștere mai mică a consumului de curent și putere decât motoarele cu o excitație independentă și în paralel, astfel încât suprasarcina serie cu motor mai bine tolerat. Mai mult, aceste motoare au un cuplu de pornire ridicat decât motoarele cu excitație independente și paralele, deoarece cu creșterea curentului armatura de înfășurare în timpul pornirii, și în consecință crește fluxul magnetic.
Dacă presupunem, de exemplu, că curentul de scurt anclanșare poate de 2 ori curentul nominal de funcționare a mașinii, și neglijează efectul de saturație, reacția armătură, iar căderea de tensiune în circuitul înfășurării motorului, motorul cu un cuplu excitație serie ar fi de 4 ori nominală ( creștere de 2 ori și curentul și fluxul magnetic), iar la motoarele cu excitație independente și paralele - doar de 2 ori mai mult.
De fapt, datorită saturării circuitului magnetic al fluxului magnetic nu este crescut proporțional cu curentul, dar cu toate acestea, cuplul motor cu excitație serie, ceteris paribus fi semnificativ mai mult cuplu de pornire de același motor cu excitație independent și paralel.
N și M în funcție de puterea P2 arborelui motorului (fig. 4c), după cum rezultă din dispozițiile de mai sus, nu sunt liniare, în funcție de P1 și Iya # 951; de la P2 au aceeași formă ca și cea a motoarelor cu șunt.
motor de curent continuu cu excitație mixtă
In acest motor (. Figura 5a) fluxul magnetic F generat de acțiunile combinate ale două înfășurări de excitație - paralel (sau independent) și secvențială, implicând curenții de excitație IB1 și Iv2 = Iya
în care Fposl - consistentă înfășurare flux magnetic, care depinde de Iya curent Fpar - flux magnetic de înfășurări paralele, care nu depinde de sarcină (curentul conduce IB1 este determinată).
Caracteristicile mecanice ale motorului cu excitație mixtă (Fig. 5b) situate între caracteristicile motoarelor în consistente (2 curba) de excitație paralelă (linia 1) și. În funcție de raportul forțelor magnetomotoare caracteristicilor motorului bobinaj în serie paralelă și poate fi aproximată cu un mod nominal cu excitație mixtă cu caracteristica 1 (curba 3 la joasă m. D. S. înfășurări succesive) sau caracteristică 2 (curba 4 la joasă m. D. a. paralel înfășurare).
Fig. 5. Schema de principiu a motorului cu excitație mixtă (a) și caracteristicile mecanice (b)
Un avantaj al motorului de curent continuu cu excitație mixtă este că, având o caracteristici mecanice moi, poate funcționa la ralanti atunci când Fposl = 0. În acest mod, este determinată de viteza de rotație a armăturii magnetice Fpar de flux și are o valoare limitată (curse de motor nu este).