Общая электротехника Однофазный переменный ток Трехфазные цепи Машины постоянного и переменного тока Трансформаторы и выпрямители Электроника Теория электросвязи Анализ электрических цепей Мощность трехфазной цепи

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Режим генератора

Для получения режима генератора необходимо привести во вращение якорь машины постоянного тока. При вращении якоря в магнитном поле в обмотке якоря наводится ЭДС

Е=СеФn. (192)

Магнитный поток Ф зависит от величины тока возбуждения Iв. При подключении к обмотке якоря нагрузки напряжение на выходе генератора всегда меньше ЭДС якоря на величину падения напряжения в самом якоре IяRя.

Уравнение электрического состояния цепи якоря в режиме генератора имеет вид

U=E–IяRя. (193)

Взаимодействие тока якоря с магнитным полем машины приводит к появлению электромагнитного момента, который в режиме генератора будет тормозным.

5.3. Реакция якоря

С увеличением электрической нагрузки на генератор и механической нагрузки на двигатель возрастает ток якоря.

Реакция якоря – это воздействие тока якоря на систему возбуждения машины. При этом происходит искажение магнитного поля машины, проявляющееся обычно в уменьшении магнитного потока машины Ф.

Действие реакции якоря обуславливает необходимость увеличения тока возбуждения с ростом нагрузки для того, чтобы поддерживать неизменным магнитный поток машины Ф.

Для уменьшения реакции якоря машины постоянного тока снабжаются дополнительными полюсами, которые устанавливаются на станине машины по линии геометрической нейтрали. Обмотки дополнительных полюсов соединяются через щетки последовательно с обмоткой якоря так, чтобы направление вектора напряженности магнитного поля от дополнительных полюсов было противоположно направлению вектора напряженности магнитного поля, возникающего из-за реакции якоря. Тем самым компенсируется действие реакции якоря.

Так как магнитное поле дополнительных полюсов создается током якоря, компенсация реакции якоря происходит автоматически при любых нагрузках машины.

5.4. Классификация машин постоянного тока по способу возбуждения

В зависимости от способа соединения обмотки якоря с обмоткой возбуждения различают машины постоянного тока:

- с независимым возбуждением;

- с параллельным возбуждением;

- с последовательным возбуждением;

- со смешанным возбуждением.

Иногда в машинах постоянного тока малой мощности вместо обмоток возбуждения используются постоянные магниты.

5.5. Характеристики двигателя постоянного тока

с параллельным возбуждением

Электрическая принципиальная схема двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением изображена на рис. 80. Напряжение U приложено одновременно к обмотке якоря и обмотке возбуждения.

U=Uя.  (194)

Параллельная обмотка возбуждения выполняется тонким проводом со значительным числом витков.

 


или

.  (197)

Ток обмотки возбуждения

  (198)

создает магнитный поток Ф машины.

Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения якоря от тока якоря n=f1(Iя).

Из уравнений (189) и (196) имеем

,  (199)

или

. (200)

Уравнение (200) является уравнением скоростной характеристики двигателя (рис. 81).

С позиций электропривода одним из показателей свойств двигателя является его механическая характеристика.

Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения якоря от вращающего момента n=f2(М).

Уравнение (200) с учетом (188) запишется в виде

. (201)

Уравнение (201) является уравнением механической характеристики двигателя (рис. 82).

Отношение двух постоянных Се и См равно

. (202)
   


После подстановки из уравнения (202) в (201) имеем

,  (203)

где  – частота вращения идеального холостого хода;  – уменьшение частоты вращения при увеличении нагрузочного момента.

Механическая характеристика двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением строится по двум точкам:

n=n0, М=0; 2) n=nн, М=Мн.

Для расчета номинального момента обычно пользуются уравнением

,  (204)

где Р2н – номинальная мощность на валу двигателя в кВт.

 

 


Рис. 84. Графики механических характеристик двигателя

при введении в цепь якоря добавочных сопротивлений

При введении в цепь якоря добавочных сопротивлений увеличивается наклон механических характеристик (рис. 84). Такие характеристики называются искусственными или реостатными в отличие от естественной механической характеристики, для которой Rд=0. Следует отметить, что добавочное сопротивление обычно состоит из гирлянды последовательно соединенных сопротивлений и поэтому может изменяться только ступенчато.


Преимущества цифровой обработки сигналов