Двигатели постоянного тока с различными системами возбуждения

Подробности

Категория: Оборудование

• ремонт
• электродвигатель
• трансформатор
• оборудование
• повреждения

Содержание материала

• Неисправности электрооборудования и способы их устранения
• Устройство силового трансформатора
• Принцип действия трансформатора, хх и кз
• Пускорегулирующая аппаратура
• Устройство электрических машин постоянного тока
• Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока
• Двигатели постоянного тока с различными системами возбуждения
• Устройство синхронных машин
• Низкое сопротивление изоляции обмоток электрических машин
• Пропитка и сушка обмоток электрических машин
• Сушка обмоток силовых трансформаторов
• Способы сушки обмоток силовых трансформаторов
• Определение качества трансформаторного масла
• Механические неисправности электрических машин
• Работа асинхронного двигателя при неноминальных условиях
• Внутренний обрыв одной фазы статора асинхронного двигателя
• Другие неисправности асинхронного двигателя
• Неисправности обмоток статора и ротора асинхронного двигателя
• Соединение обмотки асинхронного двигателя с корпусом
• Междуфазное замыкание двигателя
• Маркировка выводных концов электрических машин переменного тока
• Определение паспортных данных асинхронного электродвигателя
• Установки повышенной частоты из двух асинхронных машин и их неисправности
• Неисправности машин постоянного тока и способы их устранения
• Маркировка выводных концов машин постоянного тока,       паспортные данные
• Неисравности синхронных машин и способы их устраненияе
• Неисправности силовых трансформаторов и способы их устранения
• Разборка и сборка, маркировка выводных концов трансформатора
• Неисправности пускорегулирующей аппаратуры и способы их устранения
• Вопросы по технике безопасности при испытаниях и ремонте электрооборудования

Страница 7 из 30

Существует две системы возбуждения двигателей постоянного тока: возбуждение от постоянных магнитов; возбуждение от сети, питающей двигатель.

Наиболее распространена вторая система возбуждения. Двигатели с возбуждением от сети встречаются трех видов: с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. Рассмотрим двигатели с наиболее распространенными системами возбуждения.

Рис. 49. Характеристики двигателя параллельного возбуждения:

а — скоростная; б — моментная; ев— к.п.д.; г — механические.

Двигатель с параллельным возбуждением и его характеристики. Обмотка возбуждения двигателя располагается на основных полюсах и включается параллельно с якорем в сеть (рис. 48). Электрическую энергию двигатель получает от сети через рубильник 4 и преобразует ее в механическую энергию, которая используется рабочей машиной 3.

Рис. 48. Схема включения двигателя параллельного возбуждения:
1— якорь; 2 — обмотка возбуждения; 3 — рабочая машина; 4 — рубильник; 5— реостат в цепи якоря; 6 — реостат в цепи возбуждения.

Механическая характеристика двигателя — зависимость частоты вращения от момента при низменных напряжении и токе возбуждения, а также при постоянном добавочном сопротивлении в цепи якоря. При отсутствии добавочного сопротивления в якорной цепи получается естественная характеристика. Свойство механических характеристик при различных сопротивлениях в якорной цепи показано на рисунке 49, г.

1— якорь; 2 — обмотка возбуждения; 3— рабочая машина; 4 — рубильник; 5 — реостат в цепи якоря.
Рис. 51. Характеристики двигателя последовательного возбуждения:

а — скоростная, б — моментная; I в — к. п. д.; г — механические.

Рис. 50. Схема включения двигателя последовательного возбуждения:

Двигатель с последовательным возбуждением и его характеристики. Обмотка возбуждения двигателя располагается на основных полюсах и включается последовательно с якорем в сеть (рис. 50).
Скоростная характеристика — зависимости частоты вращения якоря от полезной мощности на валу при неизменном напряжении якорной цепи. В двигателе последовательного возбуждения ток якоря является одновременно и током возбуждения; с увеличением ток; якоря растет магнитный поток машины. При увеличении полезной мощности на валу частота вращения уменьшается главным образом из-за увеличения магнитного потока, а также из-за падения напряжения в якорной це Пи (см. формулу 67). Скоростная характеристика показана на рисунке 51, а. Двигатель последовательного возбуждения нельзя включать без нагрузки, так как часто та вращения в этом случае может достигнуть опасно; величины.                       

Моментная характеристика — зависимости момента от полезной мощности на валу при неизменной напряжения якорной цепи (рис. 51,б). Момент двигателя увеличивается прямопропорционально току якоря и потоку, а поток зависит от тока. В двигателе последовательного возбуждения момент изменяется почти пропорционально квадрату тока.

Рис. 52. Схема включения двигателя смешанного возбуждения:

Характеристика к. п. д.— зависимость к. п. д. от полезной мощности на валу при неизменном напряжении якорной цепи (рис. 51,в). Эта характеристика аналогична характеристике двигателя параллельного возбуждения.
1— якорь; 2 — параллельная обмотка           возбуждения;

3 — последовательная обмотка возбуждения; 4 — рабочая машина; 5— рубильник; 6— реостат в цепи якоря; 7 — реостат в цепи параллельной обмотки возбуждения.
Механическая характеристика — зависимость частоты вращения от момента при неизменном напряжении якорной цепи (по форме напоминает скоростную характеристику). Семейство механических характеристик показано на рисунке 51, г.

Двигатель смешанного возбуждения и его характеристики.
Параллельную и последовательную обмотки возбуждения двигателя располагают на основных полюсах. Схема включения двигателя смешанного возбуждения сказана на рисунке 52. В двигателе смешанного возбуждения магнитный поток машины создается двумя обмотками:
(68)
де Фш и Фс—соответственно потоки параллельной и последовательной обмоток.

Обмотки возбуждения можно включать согласно, в том случае потоки складываются, при встречном включении — поток последовательной обмотки вычитается из потока параллельной обмотки.
Наиболее распространенным является согласное включение обмоток возбуждения. При этом характеристики двигателя занимают промежуточное положение между характеристиками двигателей параллельного и последовательного возбуждения, но ближе к первым.

Регулирование частоты вращения двигателей

Из формулы 67 следует, что частоту вращения двигателей можно менять изменением напряжения на якорь (якорной цепи) и изменением потока.

При введении добавочного сопротивления в якорную цепь частота вращения уменьшается. При уменьшении потока частота вращения растет.
В двигателе параллельного возбуждения поток можно уменьшить введением сопротивления в цепь возбуждения.

В двигателях последовательного возбуждения поток можно уменьшить шунтированием обмотки возбуждена а увеличить шунтированием обмотки якоря. Частоту вращения двигателей постоянного тока можно плавно peгулировать в широких пределах при высоком к. п. д. — это их главное преимущество перед асинхронными двигателями.

Потери в машинах постоянного тока

Суммарные потери в машине постоянного тока выражаются формулой:
(691
где Рмах— механические потери, Вт; рс—потери в стали, Вт; рм—потери в меди якоря, Вт; рв—потери в обмотках возбуждения, Вт; рщ— потери в щетках, Вт; рд—добавочные потери, Вт.

Коэффициент полезного действия может быть определен по формуле 44.

• Назад
• Вперёд

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Книги
• Оборудование
• Аккумуляторные батареи

Еще по теме:

• Сроки устранения дефектов электрических машин
• Устранение некоторых неисправностей комплектующих узлов силового трансформатора
• Устранение неисправностей на активной части силового трансформатора
• Устранение дефектов изоляции обмоток статоров и роторов электродвигателей в условиях АЭС
• Подготовка трансформатора к ремонту. Дефектировка в собранном виде

Двигатель постоянного тока (ДПТ) принцип работы, устройство

Содержание:

Двигатели постоянного тока – это специализированные машины, применяемые для того, чтобы делать из энергии постоянного тока механическую.

Что касается принципа работы данной разновидности электрических двигателей, то он может осуществляться двумя способами:

• Магнитные поля статора и ротора взаимодействуют между собой.
• Стержни в количестве двух штук, концы которых замкнуты и рамка подвижного типа, в магнитном поле статора находится ток.

Как устроен двигатель

Если мы посмотрим на простейшие модели для демонстрации, то сможем увидеть лишь один стержень и рамку, по которой проходит ток.

Схема двигателя постоянного тока

Якорь основная обмотка, ток на него подается с помощью коллектора и щеточного механизма. Структура статора может быть двух типов: постоянные магниты или же обмотки возбуждения. Если используются постоянные магниты, то этот двигатель по мощности будет уступать тому, в котором установлены обмотки возбуждения.

Основные параметры электродвигателя постоянного тока

Направление ЭДС, которую навели, всегда противоположно направлению тока в проводнике. Наведенная ЭДС может последовательно изменяться, это будет зависеть главным образом от перемещения проводников в магнитном поле.

Если сложить сумму ЭДС в каждой из катушек, ты мы получим суммарную ЭДС, она является приложением к внешним выводам двигателя. Но главным параметром данной разновидности электрических двигателей является его постоянная. Ей определяется возможность двигателя преобразовывать электроэнергию в механическую.

Постоянная не будет зависеть от соединения обмоток в электродвигатели только если использоваться будет один материал проводника.

Разновидности двигателей постоянного тока

Рассмотрим разновидности двигателей постоянного тока:

1. Коллекторный с постоянным магнитом. Индуктор этого двигателя включает в себя постоянный магнит, из которого состоит магнитное поле статора.
2. Бесколлекторный (бесщеточный). Различие лишь в отсутствии щеток для замены при износе, из-за искрения коммутатора.
3.  Серводвигатель постоянного тока. Это привод, ось которого может перемещаться в заданное положение.

Управление здесь соединено печатной платой, двигателем постоянного тока и потенциометром (датчиком). Редуктор преобразует электричество в механическое действие. В результате скорость, с которой вращается выходной вал, снижается до необходимого значения.

Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока

В этой разновидности электрических двигателей применяются специальные обмотки, которые называются «обмотками возбуждения». Они приводят в действие сам механизм двигателя.

Независимое возбуждение

При данном типе подключения обмотка накручивается напрямую к источнику питания, при этом, характеристики двигателя с таким способом возбуждения схожи с характеристиками двигателей на постоянных магнитах.

Параллельное возбуждение

Обмотка возбуждения и ротор соединены с одним и тем же источником тока параллельным способом. В этой схеме ток обмотки возбуждения ниже, чем ток Ротора. Последовательное возбуждение. Обмотка последовательно соединяется с якорем. Скорость работы двигателя зависит от его нагрузки.

Смешанное возбуждение

Данная схема предполагает использование двух обмоток возбуждения, расположенных попарно на каждом полюсе электродвигателя. Обмотки могут быть соединены двумя способами: с суммированием или с вычитанием потоков.

Какие существуют способы возбуждения двигателей постоянного тока

Осуществление переключения и контроля двигателей

Данная разновидность двигателей имеет два режима: они могут быть включёнными, либо отключёнными. Такое переключение делается переключателями, реле, транзисторами или же МОП-транзисторами.

В схеме управления используется биполярный транзистор, он играет ключевую роль в переключении режимов.

Контроль скорости двигателя

Потому как скорость данной разновидности двигателей является пропорциональной напряжению на клеммах, можно использовать транзистор для регулирования напряжения на них. Эти два транзистора подключены как пара для управления током главного ротора.

Регулировка скорости импульса

Скорость вращения данной разновидности электрических двигателей является пропорциональной среднему давлению на второй клемме.

Изменение направления движения двигателя постоянного тока

Есть много преимуществ в управлении скоростью данной разновидности электрических двигателей, но есть один большой недостаток: направление вращения всегда одно и то же. Во многих случаях машина действует по простому принципу, чтобы двигаться вперед и назад. H-мостовая схема двигателя.

Базовая конфигурация четырех переключателей, будь то электромеханические реле или транзисторы, аналогична букве Н с двигателем, расположенным на шине посередине.

Особенности эксплуатации

Двигатель оснащен механизмами защиты от перегрузки. Предохранение необходимо сделать с задержкой по времени. Защита должна действовать в отрыве, или сигнально, или вентиляционно, если возможен такой вариант.

Схема Н-моста Подробная таблица истинности Н-моста электродвигателя

Сфера использования

На электростанциях они устанавливаются как генераторы для изготовления оборудования, автомобилей и даже различного рода быттехники. Сегодня в каждом доме есть устройство с мотором переменного тока.

Заключение

Надеемся, что после прочтения этой статьи у вас не осталось вопросов относительно данной разновидности электрических двигателей. Если вы хотите получать больше информации по этой теме, а также по теме асинхронных двигателей и сборки металлоискателей своими руками, подписывайтесь на нашу группу в социальной сети «вконтакте».

Предыдущая

Электрические машиныЧто такое асинхронный двигатель и принцип его действия

Следующая

Электрические машиныВсе что нужно знать о шаговых электродвигателях

1-3-1.

двигатель постоянного тока | Корпорация Нидек

Термин «двигатель постоянного тока» часто сокращается до «двигатель постоянного тока». Поэтому в этой книге термин «двигатель постоянного тока» используется для обозначения двигателя постоянного тока.

Вращающая сила (крутящий момент) двигателя постоянного тока пропорциональна произведению силы магнитного поля, создаваемого статором, и электрического тока, протекающего через ротор. Магнитный поток поля, создаваемого статором, называется потоком поля.

С другой стороны, ротор также называют якорем, а электрический ток, протекающий через него, называется током якоря. Термин «якорь» относится к устройству, используемому для подачи тока для создания крутящего момента. Это не «любитель», хотя его написание может спутать с «арматурой».

Двигатели постоянного тока можно условно разделить на два типа, а именно: двигатели с постоянными магнитами, в которых используются постоянные магниты, и двигатели с обмоткой возбуждения, в которых постоянные магниты не используются.

Рис. 1.3 Таблица классификации двигателей

[1]-(1) Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами

В двигателях постоянного тока с постоянными магнитами используются постоянные магниты, и они чаще всего используются в моделях, автомобильных вспомогательных устройствах и других устройствах по всему миру.

Рис. 1.4 Двигатель с постоянными магнитами и двигатель постоянного тока

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами подразделяются на следующие три типа по типу якоря (ротора):

• <1> Щелевой тип
• <2> Без паза, тип
• <3> Тип без сердечника

Тип <3> без сердечника также называется катушкой с подвижной катушкой.

Подробная информация об этих типах и связи между типом постоянного магнита и характеристиками будет обсуждаться в главе 2.

[1] — (2) Двигатель постоянного тока с обмоткой возбуждения

Рис. 1.5. Фотография разборки двигателя с обмоткой возбуждения

. На рис. 1. 5 показан двигатель, который создает магнитный поток с помощью электромагнитов. Двигатели постоянного тока с обмоткой возбуждения использовались в основном для средних и больших двигателей с выходной мощностью до 1 лошадиной силы (приблизительно 750 Вт).

Этот тип двигателя далее классифицируется на следующие три типа в соответствии с различием в способе соединения обмотки возбуждения и обмотки якоря (см. рис. 1.6).

[1]-(2)-

<1> Шунтирующий двигатель

Шунтовой двигатель состоит из статора с сосредоточенной обмоткой и коллекторного ротора, как показано на рис. 1.5, а обмотка возбуждения (статора) и обмотка якоря (ротора) соединены параллельно (рис. 1.6<1>).

Особенностью этого двигателя является то, что скорость вращения существенно не изменяется при изменении нагрузки (на валу двигателя). Такая особенность обычно называется шунтирующими характеристиками.

[1]-(2)-

<2> Двигатель серии

Рис. 1.6 Три типа двигателя с обмоткой возбуждения

В последовательном двигателе обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно. (Рис. 1.6<2>).

Особенностью этого двигателя является то, что скорость вращения значительно изменяется при изменении нагрузки. Он создает большой крутящий момент при запуске или низких скоростях. Когда нагрузка уменьшается, двигатель работает на высокой скорости.

Такой признак обычно называют серийными характеристиками. Используя эту функцию, этот тип двигателя использовался в определенных приложениях, таких как краны, электропоезда и лифты.

В настоящее время серийные двигатели заменяются асинхронными двигателями или синхронными двигателями, содержащими инверторы для регулирования скорости.

Этот двигатель также работает на переменном токе, который будет введен позже в связи с коллекторным двигателем. Однако вращение двигателя, спроектированного как двигатель постоянного тока, на переменном токе увеличивает потери в сердечнике и другие типы потерь, вызывая аномальное тепловыделение.

Кстати, можно ли заменить шунтовый двигатель на последовательный и наоборот, поменяв местами соединение обмотки возбуждения и обмотки якоря?

Проще говоря, вышеупомянутое изменение невозможно с практической точки зрения. Это связано с тем, что шунтирующий двигатель наматывает тонкий провод с большим числом витков, образуя обмотку возбуждения (имеющую большое сопротивление), в то время как последовательный двигатель имеет обмотку возбуждения, состоящую из толстого провода, витого небольшое количество раз (имеющего малое сопротивление). сопротивление).

Если обмотка возбуждения и обмотка якоря последовательного двигателя соединены параллельно, это вызывает выброс тока возбуждения, который может сжечь обмотку возбуждения. Кроме того, последовательная обмотка для соединения обмотки возбуждения и обмотки якоря шунтирующего двигателя уменьшит протекание тока возбуждения (= ток якоря), не позволяя двигателю работать на расчетном уровне производительности.

[1]-(3)-

<3> Электродвигатель с раздельным полем

У двигателя с раздельным возбуждением обмотки возбуждения и якоря подключены к отдельному источнику питания. (Рис. 1.6<3>).

Возможен широкий диапазон регулирования скорости за счет раздельного управления током для обеих обмоток.

• 1-3-1 Двигатель постоянного тока
• 1-3-2 Бесщеточный двигатель постоянного тока
• 1-3-3 交流モータ
• Двигатель переменного тока 1-3-3
• Шаговый двигатель 1-3-5
• 1-3-6 Ультразвуковой двигатель

Основная информация о двигателе

• Предыдущий
• Следующий

Типы двигателей постоянного тока и их применение

Типы двигателей постоянного тока классифицируются на основе соединения якоря и обмотки возбуждения так же, как и у генератора постоянного тока. Если якорь и поле соединены шунтом, то эта машина называется шунтирующим двигателем постоянного тока. Когда якорь и возбуждение соединены последовательно, это называется двигателем постоянного тока.

Содержание

Типы двигателей постоянного тока

• В двигателе постоянного тока электрическая энергия преобразуется в механическую энергию.
• Все эти типы двигателей постоянного тока аналогичны генераторам постоянного тока, только соединение обратное.

Шунтирующий двигатель постоянного тока

• В шунтирующем двигателе постоянного тока якорь и обмотка возбуждения соединены параллельно, как показано на рис.
• Параллельная комбинация двух обмоток подключена к общему источнику питания постоянного тока.

• Сопротивление шунтирующей обмотки возбуждения (Rш) всегда значительно выше сопротивления якорной обмотки (Ra).
• Ток, протекающий через обмотку шунта, обозначен как Ish, а ток через обмотку якоря, обозначен как Ia.

Двигатель постоянного тока

• В двигателе постоянного тока обмотки якоря и обмотки возбуждения соединены последовательно, как показано на рис.

• Сопротивление последовательной обмотки возбуждения (Rs) намного меньше сопротивления якоря (Ra).
• Ток, протекающий через обмотку якоря и обмотку возбуждения, имеет то же имя, что и I=Ia=Ise.

Очередь. Серийный двигатель постоянного тока никогда не следует запускать на холостом ходу. Оправдывать.

• На холостом ходу ток возбуждения (который также является током якоря) очень мал, и, следовательно, полезный поток поля в воздушном зазоре также очень мал.
• Поэтому скорость возрастает до чрезмерно высоких значений, что механически очень вредно для машины.
• При высоких скоростях из-за действия центробежных сил на вращающиеся части они могут быть повреждены. А также это может привести к несчастному случаю на рабочем месте.
• Следовательно, двигатель постоянного тока нельзя запускать на холостом ходу.

Составные двигатели постоянного тока

Составные двигатели постоянного тока подразделяются на два типа:

1. Составные двигатели с длинным шунтом.
2. Двигатель с коротким шунтом.

Двигатель постоянного тока с длинным шунтом

• Подключение двигателя постоянного тока с длинным шунтом показано на рис.
• Обратите внимание, что шунтирующая обмотка возбуждения подключается через последовательную комбинацию якоря и последовательной обмотки возбуждения.

Комбинированный двигатель с коротким шунтом

• Соединения между различными обмотками комбинированного двигателя постоянного тока с коротким шунтом показаны на рис.

• Обмотки возбуждения якоря и шунта соединены параллельно друг другу, и эта комбинация параллельных соединений затем последовательно соединена с последовательной обмоткой возбуждения.

Применение двигателей постоянного тока

Que. Укажите не менее четырех применений различных типов двигателей постоянного тока.

Shunt Motor Applications:

• Lathe Machine
• Drilling Machine
• Milling Machine
• Printing Machine
• Pumps
• Blowers
• Fans

Series Motor Applications:

Que. Укажите не менее четырех применений двигателей постоянного тока.

Двигатели серии
• очень широко используются в следующих областях:
• Электропоезда,
• Дизель-электрические локомотивы,
• CRANES,
• Троллейных автомобилей и автобусов,
• CONVEYERS и т.