Електродвигатели с постоянен ток

Моторите с постоянен ток се използват в електрическите задвижвания, при които е необходим голям диапазон на регулиране на скоростта, по-голяма точност при поддържане на скоростта на въртене на задвижването, контрол на скоростта от номиналната скорост.

Как се използват мотори с постоянен ток

Работата на електронен мотор с постоянен ток се основава на явлението електрическа индукция. От основите на електротехниката е ясно, че проводник с ток, поставен в магнитно поле, се задейства от сила, определена от правилото на лявата ръка:

F = BIL,

където I е токът, протичащ по протежение на проводника, В е индукцията на магнитното поле, L е дължината на проводника.

В точката на пресичане на проводящи линии на магнитна сила на машината има индуцира електродвижещо напрежение, което е по отношение на ток в проводник е насочен срещу него, защото той се нарича обратната или брояч (анти-д. G. С). Електронното захранване в двигателя се превръща в механично и частично се изразходва за нагряване на проводника.

Структурно, всички електронни двигатели на непроменливия ток се състоят от индуктор и арматура, счупена от въздушна междина.

Индукторът на двигателя с постоянен ток служи за създаване на стационарно магнитно поле на машината и се състои от легло, главни и допълнителни полюси. Основата служи за фиксиране на главните и допълнителните стълбове и е елемент от магнитната верига на машината. На основните полюси има възбуждащи намотки, създадени за създаването на магнитното поле на машината, на допълнителните полюси има специална намотка, която служи за подобряване на критерия за превключване.

Анкерът на двигателя с постоянен ток се състои от магнитна система, събрана от отделни листове, работеща намотка, натрупана в жлебовете, и колектор на служител за подаване на работната намотка с непроменлив ток.

Колекторът е цилиндър, монтиран върху вала на двигателя и избран от медни пластини, изолирани един от друг. На колектора има издатини - кранове, към които са залепени краищата на намотките на арматурата. Токът се отстранява от колектора чрез четки, осигуряващи плъзгащ контакт с колектора. Четките се закрепват в държачите на четките, които ги държат в определено положение и осигуряват необходимата четка, натискана върху повърхността на колектора. Четките и държачите на четките са закрепени към траверса, свързан към корпуса на двигателя.

Превключване на двигатели с постоянен ток

По време на работа на безчетков токовия мотор, плъзгайки се по повърхността на въртящия се колектор, последователно преминават от една колекторна плоча в друга. С всичко това паралелните секции на намотката на котвата се превключват и токът в тях се променя. Промяната в тока се получава в момент, когато намотката на намотката се къса от четка. Този процес на превключване и явленията, свързани с него, се наричат ​​комутация.

В момента на комутация в късо съединение на намотката, под действието на вътрешно магнитно поле, и т.н. самостоятелно индуктивност. В резултат е. и т.н. причинява допълнителен ток в късо съединение, което води до неравномерно разпределение на плътността на тока върху контактната повърхност на четките. Това събитие се счита за основна предпоставка за изгарянето на колектора под четката. Качеството на превключването се определя от степента на искри под подвижния край на четката и се определя от скалата на степените на искра.

Методи за възбуждане на електрически двигатели с постоянен ток

Възбуждането на електронни машини се разбира като създаването в своето магнитно поле на електрическия мотор, необходим за работа. Схеми на възбуждане на електродвигатели с постоянен ток са показани на фигурата.

Схеми на възбуждане на електродвигатели с постоянен ток: a - независим, b - паралелен, c - последователен, d - смесен

Чрез метода на възбуждане електронните плъзгачи на непроменения ток са разделени на четири групи:

1. С независимо възбуждане, при което възбуждащата намотка на NOV се захранва от източник на непроменлив ток от трета страна.

2. При успоредно възбуждане (шунт), при което възбудителната намотка SHOV се разрязва успоредно на източника на захранване на намотката на котвата.

3. При алтернативно възбуждане (сериен), в който възбуждащата намотка на PSB се включва последователно с намотката на котвата.

4. Двигатели със смесено възбуждане (съединение), в които има последователен PSB и успоредна възбуждаща намотка SHW.

Стартиране на двигателите с постоянен ток

В началния момент на стартиране на двигателя котвата е неподвижна и контра-е. и т.н. и напрежението в арматурата е нула, защото I "= U / R".

Съпротивлението на веригата за закрепване е малко, тъй като началният ток надвишава 10-20 пъти и е по-номинален. Това може да причини значителни електродинамични сили в котвата, навиване и излишък прегряване, защото мотор стартиране създаден с помощта на които започват резистори - съпротивления, включени във веригата на котвата.

Двигателите до 1 kW позволяват директно стартиране.

Стойността на съпротивлението на стартовия реостат се избира според допустимия начален ток на двигателя. Реостатът се стъпва, за да подобри гладкостта на стартиране на електрическия мотор.

На първо място се въвежда съпротивлението на реостата. Когато котвата ускори, се появи контра-е. и т.н., което ограничава началните токове. Равномерно отстраняване на стъпаловидната устойчивост на реостата от веригата на котвата увеличете захранващото напрежение към котвата.

Регулиране на скоростта на двигателя с постоянен ток

Честота на въртене на двигателя с постоянен ток:

където U е напрежението на захранващата мрежа - I е токът на котвата; - R е съпротивлението на верижната арматура; - kc е коефициентът, характеризиращ магнитната система; - Ф е магнитният поток на двигателя.

Формулата показва, че постоянен ток скорост на въртене на двигателя 3, може да се контролира три начина: двигател конфигурация възбуждане поток, конфигурацията на волтажа, подаван към двигателя и устойчивостта в конфигурацията на котвата верига.

По-широко приложение получи първите два метода за регулиране, третият метод се използва от време на време: това е неефективно, скоростта на двигателя за всичко това зависи значително от колебанията на натоварването. Механичните свойства, които се получават в този случай, са показани на фигурата.

Механични свойства на двигателя с постоянен ток с различни методи за управление на скоростта

Мазна плоска - това е естествената зависимост на скоростта в момента върху вала или, какво е същото, на тока на котвата. Една естествена механична характеристика се отклонява малко от хоризонталната пунктирана лента. Това отклонение се нарича непреходност, нестабилност, от време на време като статично. Група I съответства neparalelnyh директно регулиране на скоростта на възбуждане, паралелните линии II се получават в резултат на конфигурацията на арматура напрежение, в крайна сметка, вентилатор III - е резултат на въвеждане в съпротивлението на котвата верига.

Степента на тока на възбуждане на двигателя може да бъде регулирана посредством реостат или устройство, чието активно съпротивление може да бъде променено по магнитуд, например транзистор. С увеличаване на съпротивлението на веригата, токът на полето се намалява, скоростта на мотора се увеличава. Когато магнитният поток се отслаби, механичните свойства се поставят над естествения (т.е. над собствеността при отсъствие на реостат). Увеличаването на скоростта на двигателя води до увеличаване на искуса под четките. Освен това, когато електрическият двигател с отслабен поток работи, стабилността на работата му е сведена до минимум, особено при променливи натоварвания на вала. Следователно границите на регулиране на скоростта по този метод не надвишават 1,25 - 1,3 пъти номиналната.

Регулиране на напрежението конфигурация изисква постоянен източник на ток, например генератор или конвертор. Такова използване регулиране във всички промишлени системи задвижка: генератор - мотор постоянен ток (T - DBT), електрическа енергия - двигател постоянен ток (ECU - DBT), магнитна усилвател - двигател постоянен ток (ME - DBT) тиристорен преобразувател - двигател постоянен ток (T - DFT).

Намаляване на двигателите с постоянен ток

При електрически задвижвания с постоянни електрически двигатели се използват три метода на спиране: динамичен, регенеративен и спирачен.

Динамичното спиране на двигателя с постоянен ток се осъществява чрез затваряне на намотката на двигателя на късо или чрез резистор. В същото време двигателят с постоянен ток започва да работи като генератор, превръщайки съхраняваната механична енергия в електронна. Тази енергия се освобождава под формата на топлина в съпротивлението, към което е затворена намотката на котвата. Динамичното спиране осигурява ясна спирачка на двигателя.

В този случай се извършва регенеративно спиране на двигателя с постоянен ток, когато моторът, свързан към мрежата, се завърта от задвижващ механизъм със скорост, превишаваща скоростта на перфектен празен ход. Тогава, напр. и т.н., предизвикани в намотката на двигателя, ще надмине стойността на мрежовото напрежение, токът в намотката на двигателя променя посоката към противоположната. Електрическият мотор работи, за да работи в режим на генератор, давайки енергия на мрежата. Веднага на неговата шахта се появява спирачен въртящ момент. Този режим може да се постигне при задвижването на повдигателните устройства, когато товарът се снижи, също и при регулиране на оборотите на двигателя и по време на спиране в електрически задвижвания с постоянен ток.

Регенеративното спиране на двигателя с постоянен ток е по-икономичен метод, защото в този случай има връщане към електрическата мрежа. При електрозадвижването на металорежещи машини този метод се използва за контрол на скоростта в системите на Г-ДПТ и ЭМУ-ДПТ.

Намаляването на двигателя от непроменен ток се неутрализира от метода за конфигуриране на полярността на напрежението и тока в намотката на котвата. С помощта на тока на арматурата с магнитното поле на възбуждащата намотка се създава спирачен момент, който намалява, когато скоростта на въртене на двигателя намалява. Когато скоростта на двигателя се намали до нула, моторът трябва да се изключи от електрическата мрежа, в противен случай тя ще започне да се върти в обратната посока.