Регулирование частоты вращения двигателей

Механическая характеристика электродвигателя постоянного тока.

С независимым и параллельным возбуждением

Со смешанным возбуждением

С последовательным возбуждением

В двигателях параллельного возбуждения регулирование частоты вращения производится изменением тока возбуждения, для чего служит реостат Rш в цепи возбуждения при малой нагрузке и холостом ходе сильное уменьшение тока возбуждения или обрыв цепи возбуждения

Регулирование скорости двигателя последовательного возбуждения может быть осуществлено либо путём шунтирования обмотки возбуждения либо путём изменения напряжения на его зажимах.

Двигатель последовательного возбуждения может выдерживать сильные перегрузки, умеренно увеличивая при этом потребление тока. При уменьшении нагрузки на валу он медленно изменяет потребление тока, зато быстро повышает скорость и при нагрузках меньше 25% от номинальной, скорость становиться опасной для механической целостности двигателя (т.е. двигатель идёт в «разнос»).

7.4. ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ГЕНЕРАТОРА
ПОСТОЯННОГО ТОКА

Как уже отмечалось, ЭДС, наведенная в обмотке вращающегося якоря генератора, пропорциональна магнитному потоку полюсов и частоте его вращения:

Магнитный поток в генераторе, как известно, создается током возбуждения I_в.
Если вращать якорь c постоянной частотой n и непрерывно измерять выходную ЭДС Е, то можно построить график Е = f (I_в) (рис. 7.4.1).

Эта зависимость называется характеристикой холостого хода. Она строится для режима, когда генератор не имеет внешней нагрузки, т.е. работает вхолостую.
Если подключить к генератору нагрузку, то напряжение на его зажимах будет меньше E на величину падения напряжения в цепи якоря:

Здесь: U - напряжение на зажимах;
Е - ЭДС в режиме х.х.;
I_Я - ток якоря;
R_Я - сопротивление в цепи якоря.
Падение напряжения в цепи якоря обычно не превышает 2-8 % ЭДС генератора.
Уменьшение напряжения на выходе генератора связано с размагничиванием машины магнитным полем якоря, а также падением напряжения в его обмотках.
В каждой машине постоянного тока имеет место взаимодействие между током якоря I_Я и магнитным потоком Ф. В результате на каждый проводник обмотки якоря действует электромагнитная сила:

где В - магнитная индукция,
I_Я - ток в обмотке якоря,
L - длина якоря.
Направление действия этой силы определяется правилом левой руки.
Подставим сюда среднее значение магнитной индукции ВСР и величину тока в каждом проводнике обмотки якоря I = I_Я / 2 а.
Получим

Электромагнитный момент, действующий на якорь машины, при числе проводников обмотки N:

где - величина, постоянная для данной машины;
d - диаметр якоря;
р - число пар полюсов;
N - число проводников обмотки якоря;
а - число пар параллельных ветвей.
При работе машины в режиме генератора электромагнитный момент действует против вращения якоря, т.е. является тормозным.
Для привода генератора требуется электродвигатель мощность, которого должна покрыть все потери в генераторе:

где Р - полезная электрическая мощность генератора;
∆Р_Я - потери в обмотке якоря;
∆Р_В - потери в обмотке возбуждения;
∆Р_М - потери на намагничивание машины;
∆Р_МЕХ - механические потери, связанные с трением вращающихся частей.

Коэффициент полезного действия генератора определяется отношением:

У современных генераторов постоянного тока коэффициент полезного действия составляет 90-92 %.

Дата добавления: 2014-01-06