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

Характеристики двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением

Электрическая принципиальная схема двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением представлена на рис. 97.

У двигателей со смешанным возбуждением имеются две обмотки возбуждения, включенные последовательно и параллельно якорю. Основной обмоткой возбуждения считается та, которая создает не менее 70% всей намагничивающей силы.

   

Последовательную обмотку включают согласно с параллельной обмоткой так, чтобы их намагничивающие силы складывались. В этом случае двигатель приобретает свойства и характеристики, являющиеся средними между свойствами и характеристиками двигателей с параллельным и последовательным возбуждением.

 


Рис. 98. Механические характеристики двигателя с параллельным (1),

последовательным (2) и смешанным (3,4) возбуждением 

В зависимости от соотношения магнитных потоков параллельной и последовательной обмоток механическая характеристика двигателя со смешанным возбуждением расположена ближе к характеристике 1 или к характеристике 2 (рис. 98).

Одним из достоинств двигателя со смешанным возбуждением является то, что он, обладая «мягкой» механической характеристикой, может работать на холостом ходу, так как частота вращения холостого хода n0 имеет конечное значение.

Генераторные и тормозные режимы работы

двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Одним из режимов работы машины постоянного тока является тормозной, когда электромагнитный момент направлен в сторону, противоположную по отношению к вращению якоря.

Различают три способа торможения двигателя постоянного тока:

-рекуперативное;

-динамическое;

-противовключением.

Рекуперативное торможение является наиболее экономичным по сравнению с остальными.

 


Рис. 99. Механическая характеристика,

иллюстрирующая рекуперативное торможение

Данный способ торможения возникает в том случае, когда момент сопротивления приводного механизма совпадает по направлению с электромагнитным вращающим моментом двигателя. В этом случае частота вращения якоря возрастает, достигает частоты холостого хода n0 и, увеличиваясь далее, обусловливает переход машины из двигательного режима в генераторный (рис. 99). В этом режиме ЭДС, наводимая в якоре, становится больше напряжения сети U. При этом двигатель не только забирает энергию из сети, но и отдает энергию в сеть (рекуперирует). Показателем смены режима работы машины является изменение направления тока якоря при сохранении направления тока в обмотке возбуждения:

.  (215)

Согласно уравнению (188) М=СмФIя. Из уравнения видно, что при изменении направления тока якоря изменяется направление вращающего момента. Он становится тормозным.

Примерами работы двигателя в этом режиме являются режимы работы двигателей в грузоподъемных механизмах при спуске легких грузов или режимы работы двигателей на электротранспорте при его движении под уклон (например, трамвай движется под уклон).

Уравнение механической характеристики двигателя, работающего в режиме рекуперативного торможения, имеет вид

.  (216)

Достоинством рекуперативного торможения является возврат электрической энергии от машины обратно в сеть.

Динамическоеторможение (рис. 100) возникает после отключения якорной обмотки машины от сети контактами ЛК и подключения ее к сопротивлению динамического торможения Rдт контактами КТ, причем обмотка возбуждения остается подключенной к сети.

Согласно уравнению (191) . При отключении якорной обмотки машины от сети и подключении к ней сопротивления R дт U = 0 и ток якоря в начале торможения оказывается  равным

   


,  (217)

т.е. машина переходит в генераторный режим, при этом ток якоря изменяет направление. Поэтому согласно уравнению (188) изменяет направление и вращающий момент. Он становится тормозным. Величина тормозного момента в начале торможения

Мнт=СмФIя нт, (218)

где Iя нт – ток якоря в момент начала торможения.

Время торможения определяется величиной сопротивления Rдт.

Уравнение механической характеристики двигателя в режиме динамического торможения имеет вид

.  (219)

Графики механической характеристики двигателя в режиме динамического торможения при различной величине Rдт представлены на рис. 101.

 


Рис. 101. Графики механической характеристики двигателя

в режиме динамического торможения при различной величине Rдт:

 Мнт1, Мнт2 – моменты начала торможения

Режим динамического торможения используется для быстрой остановки двигателя, работающего с большой нагрузкой на валу. При завершении динамического торможения двигатель останавливается. Достоинством динамического торможения является простота его осуществления.

 


После торможения двигатель останавливается (n=0 в точке N на рис. 103). Если в этот момент времени двигатель не будет отключен от сети, то электромагнитный момент вновь становится вращающим и двигатель начинает разгоняться в обратном направлении.

 


Рис. 103. Механическая характеристика двигателя

при торможении противовключением

Режим торможения противовключением (режим электромагнитного тормоза) может возникнуть также при работе двигателя, если к валу двигателя приложить достаточно большой тормозной момент, при котором двигатель начинает вращаться в обратную сторону.

Рис. 104. Механические характеристики двигателя

в режиме торможения противовключением

при разных сопротивлениях в цепи якоря: Rд3> Rд2> Rд1

Торможение противовключением возникает и при работе двигателя, например, в грузоподъемных механизмах при спуске тяжелых грузов. В этом случае двигатель включается на подъем, электромагнитный момент становится тормозным (рис. 104), и вращение осуществляется за счет сторонних сил (под действием силы тяжести груза).

При этом ЭДС, наводимая в якоре, меняет свое направление по отношению к двигательному режиму, а ток якоря равен

,  (220)

где Rдт – дополнительное сопротивление, которое необходимо включить в цепь якоря, чтобы ограничить ток.


Преимущества цифровой обработки сигналов