0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое ток возбуждения двигателя постоянного тока

Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока

Под возбуждением электрических машин понимают создание в них магнитного поля, необходимого для работы электродвигателя. Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока показаны на рисунке.

53Способы включения на параллельную работу синхронных генераторов

Генераторы современных электрических станций очень редко работают автономно, на собственную отдельную электрическую сеть и отдельную группу потребителей. Через сборные шины станции генераторы связаны электрически и работают параллельно на общую сеть. Параллельная работа позволяет обеспечить генераторам экономичный нагрузочный режим, повышает надежность электроснабжения потребителей и качество электроэнергии (постоянство частоты и напряжения).

Включение синхронного генератора на сеть для параллельной работы с другими, уже подключенными, требует особой подготовки предварительного обеспечения ряда условий, без чего генератор в момент включения может оказаться в опасном режиме. Весь процесс подготовки генератора к включению на параллельную работу (выполнения и проверки необходимых требований) называется синхронизацией.

К моменту включения генератора на сеть должны быть обеспечены следующие условия:

а) равенство напряжений синхронизируемого генератора и сети:

б) равенство частот:

в) совпадение фаз напряжений:

В последнем требовании углы а – это угловые расстояния от начал синусоид напряжений Uг и Uc. Смысл требования сводится к тому, чтобы в момент включения генератора на сеть его напряжение находилось в той же фазе, что и напряжение сети.

Выполнение первых двух требований проверяется легко – с помощью вольтметров и частотомеров, разделенных для сети и синхронизируемого генератора, или общих, поочередно переключаемых на сеть и генератор, как показано на изображении ниже.

Напряжение генератора подгоняется к напряжению сети с помощью регулировочного реостата Rpeг в цепи возбуждения возбудителя. Частота генератора регулируется изменением числа оборотов. Вольтметр и частотомер могут включаться и на разность сравниваемых величин (нулевые приборы).

Технически сложной задачей является обеспечение совпадения фаз. Для этого применяются особые устройства, называемые синхроноскопами. Простейшим из них является ламповый синхроноскоп, основным элементом которого являются три лампы, включаемые на разность напряжений синхронизируемого генератора и сети.

На изображении выше под категорией а) показана схема включения приборов при синхронизации с ламповым синхроноскопом. Каждая лампа включена на разность напряжений одноименных фаз. Такой способ включения ламп называется включением «на темное». На изображении под категорией б) показаны векторы фазных напряжений сети и генератора. Разность напряжений одноименных фаз (A, B, C) равна векторам, замыкающим их концы. Именно на это напряжение и показаны включенными лампы синхроноскопа. Даже при равенстве Uг = U геометрическая разность этих напряжений не будет равна нулю, если угол между их векторами y не равен нулю, то есть если напряжение сети и генератора не совпадают по фазе. При y = 0 разностное напряжение ∆U = 0 и лампы (все одновременно) потухают. Однако практически невозможно добиться при синхронизации полного равенства частот.

Если то векторы Uг и Uc на диаграмме вращаются с разной скоростью, угол между ними будет изменяться от нуля до 180°, а разностное напряжение ∆U – от нуля до двойного фазового.

Таким образом, лампы синхроноскопа будут мигать: то загораться, то потухать. Чем больше разность частот, тем чаще мигание ламп.

При этом способе синхронизации нельзя установить, какая из частот больше и следует ли увеличить или уменьшить обороты синхронизируемого генератора.

Выполняют это наугад и судя поэффекту (увеличению или уменьшению частоты мигания) выполняют дальнейшую подгонку частоты. Генератор включают на сеть, когда мигание становится медленным, в момент достаточно длительного потухания ламп: отсюда и название – синхронизация «на темное».

Второй способ синхронизации с помощью лампового синхроноскопа осуществляется подключением одной лампы, как и ранее, на разность напряжений одноименных фаз, а двух других – крест на крест. Такой способ синхронизации называется синхронизацией «на круговой огонь». Схема подключения ламп и векторная диаграмма показаны на изображении выше. По векторной диаграмме легко проследить, что в этом случае, при неравенстве частот, лампы будут загораться и потухать поочередно. При fг > fc «круговой огонь» будет перемещаться в одном направлении, при fг fc) – уменьшить.

Читать еще:  Что такое двигатель v12 w12

Синхронизацию, при которой добиваются совпадения фаз напряжений синхронизируемого генератора и сети, называют «точной».

В последние годы был разработан и все шире применяется метод самосинхронизации или «грубой» синхронизации. В этом случае генератор доводят первичным двигателем до скорости, близкой к синхронной, и без возбуждения ротора включают в сеть, тут же подавая ток в обмотку ротора.

Перед включением фазоуказателем проверяют порядок чередования фаз генератора и сети, регулировочный реостат Rpeг в цепи ротора устанавливают в положении, соответствующем Uг = Uc обмотку ротора замыкают через разрядное сопротивление r, равное 5-10-кратному сопротивлению обмотки возбуждения, чтобы уменьшить напряжение на ее зажимах в момент пуска.

После пуска генератор легко втягивается в синхронизм, благодаря моменту, возникающему в генераторе после подачи возбуждения.

Преимущество метода самосинхронизации – большая простота, быстрота выполнения.

На современных крупных электростанциях синхронизация выполняется специальными автоматическими устройствами.

55Внешняя характеристика синхронного генератора

Для оценки свойств синхронных генераторов используют те же характеристики, что и для генераторов постоянного тока. Только условия, при которых определяются внешняя и регулировочная характеристики, несколько дополняются.

11.5.1. Характеристика холостого хода.Основной магнитный поток синхронного генератора является функцией тока возбуждения, т. е. Ф (Iв).

Если в (11.1) заменить f согласно (11.2), а магнитный поток записать как функцию тока возбуждения Ф(Iв), получим

Е = 4,44kwрnФ(Iв).

Изменяя с помощью реостата rр (см. рис. 11.4) ток Iв , можно менять тем самым поток Ф и, следовательно, ЭДСЕ. Характеристика холостого хода синхронного генератораЕ (Iв) не отличается от характеристики холостого хода генераторов постоянного тока (см. рис. 9.13) и определяется при тех же условиях, т. е. при I =0 и n= const.

11.5.2.Внешние характеристики.Как говорилось ранее, внешняя характеристика генератора независимого возбуждения U(I) определяется при следующих условиях: n = const и Iв = const. Так как напряжение синхронного генератора зависит при прочих равных условиях еще от характера нагрузки, то дополнительным условием, при котором следует определять внешнюю характеристику синхронного генератора, должно быть постоянство коэффициента мощности, т. е. cos φ = const.

Внешние характеристики синхронного генератора при активной (φ = 0), активно-индуктивной (φ > 0) и активно-емкостной (φ . О ( кривая 2), ток возбуждения необходимо уве­личивать, а при активно-емкостной нагрузке, ког­да ^?

Принцип работы двигателя постоянного тока (ДТП). Способы возбуждения. Пуск. Двигатель постоянного тока — электродвигатель, питание которого осуществляется постоянным током

Двигатель постоянного тока — электродвигатель, питание которого осуществляется постоянным током. Двигатель состоит из якорной обмотки, статора, щёточного узла. ДПТ являются обратимыми электрическими машинами, то есть в определенных условиях способны работать как генераторы. Главное назначение ДПТ — создание магнитного потока.

На статоре ДПТ располагаются в зависимости от конструкции:

— обмотки возбуждения — катушки, наводящие магнитный поток возбуждения

Ротор любого ДПТ состоит из многих катушек, на одну из которых подаётся питание в зависимости от угла поворота ротора относительно статора.

Щёточный узелнеобходим для подвода электроэнергии к катушкам на вращающемся роторе.

Принцип работы:

Магнитное поле, создаваемое статором перпендикулярно магнитному полю ротора. Суммарное магнитное поле статора и ротора и создает вращающий момент ротора.

Достоинства:простота устройства и управления; практически линейные механическая и регулировочная характеристики двигателя.

Недостатки: необходимость обслуживания коллекторно-щёточных узлов; ограниченный срок службы из-за износа коллектора.

Способы возбуждения двигателей постоянного тока:

Читать еще:  Характеристики двигателя tdci на форд транзит

— параллельный, последовательный, смешанный, независимый друг от друга.

Двигатели с параллельным возбуждением:

Обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены параллельно. Обмотка возбуждения имеет большее количество витков, чем обмотка якоря, поэтому ток обмотки возбуждения в большинстве случаев составляет несколько процентов от тока якоря.

Двигатель с независимым возбуждением:

Если обмотку возбуждения подключить к другому источнику постоянного напряжения, то получим двигатель с независимым возбуждением. Такими же свойствами обладают электродвигатели с постоянным магнитом.

Двигатель с последовательным возбуждением:

У такого двигателя ток якоря является одновременно и током возбуждения, т.к. обмотка возбуждения включена последовательно с якорем. По этой причине магнитный поток двигателя изменяется с изменением нагрузки.

Двигатель со смешанным возбуждением.

На каждом полюсе такого двигателя имеются две обмотки – параллельная и последовательная. Их можно включить так, чтобы магнитные потоки складывались или вычитались.

Для изменения направления вращения двигателя постоянного тока надо изменить направление тока либо в обмотке возбуждения, либо в обмотке якоря.

Пуск двигателей постоянного тока:

В начальный момент пуска, якорь двигателя неподви­жен и э. д. с. равна нулю (E = 0). При непосредственном включении двигателя в сеть в обмотке якоря будет протекать чрез­мерно большой ток: Iпуск = Uа / Rа

Поэтому непосредственное включение в сеть допускается толь­ко для двигателей очень малой мощности, у которых падение на­пряжения в якоре представляет относительно большую величину.

В машинах постоянного тока большой мощности падение на­пряжения в обмотке якоря при полной нагрузке составляет не­сколько процентов от номинального напряжения:

IR=0,02 0,1

Следовательно, пусковой ток в случае вклю­чения двигателя в сеть с номинальным напря­жением во много раз превышает номинальный (Iпуск).

Большой пусковой ток является опасным как для машины. При большом токе нагревается обмотка якоря машины и образуется интенсивное искре­ние под щетками, вследствие которого коллек­тор может выйти из строя. На валу двигателя создаются механические удары, так как при большом токе вращающий момент будет также большим.

Для ограничения пускового тока исполь­зуют пусковые реостаты, включаемые последо­вательно с якорем двигателя при пуске в ход.

39.Роль Электропривода в автоматизации производственных процессов

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обмотка — возбуждение — двигатель — постоянный ток

Обмотка возбуждения двигателей постоянного тока всех размеров работает удовлетворительно и за переломом кривой насыщения, обеспечивая этим меньшую чувствительность момента к изменениям напряжения возбуждения и больший удельный момент двигателя. Если в приборной следящей системе используются двигатели с возбуждением от постоянного магнита, то необходимо предусмотреть хорошую компенсацию, чтобы предупредить размагничивание магнитов от внезапных перемен направления сигнала. На рис. 7 — 30 показан типовой серводвигатель с возбуждением от постоянного магнита. Характерные кривые для этой машины показаны на рис. 7 — 29 при двух значениях напряжения. Конструкция полюсов этой машины состоит из отливки Alnico VI в форме кругового кольца, которое полностью охватывает якорь. [1]

Производится измерение сопротивления обмотки возбуждения двигателя постоянного тока . Для измерения применены: магнитоэлектрический вольтметр со шкалой на 150 делений, с пределом измерения 15 в, и такой же амперметр с пределом измерения 0 3 а. Сопротивление цепи вольтметра составляет 5000 ом. [2]

При обрыве цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением исчезнет ток возбуждения и, следовательно, магнитный поток, создаваемый им. [3]

При обрыве цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением исчезнет ток возбуждения и, следовательно, магнитный поток, создаваемый им. Останется лишь магнитный потек остаточного намагничивания, который составляет не более 3 — 5 % номинального потока. [4]

Что произойдет при обрыве обмотки возбуждения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, если он работает: а) с номинальным моментом на валу Мс Мном; б) вхолостую. [5]

Читать еще:  Газотурбинный двигатель танк расход топлива

Например, условия охлаждения обмотки возбуждения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения практически остаются неизменными и при остановке двигателя, а условия охлаждения якоря при остановке сильно ухудшаются. По этой причине двигатель постоянного тока, рассчитанный для длительного режима на неизменные условия охлаждения, при повторно-кратковременном режиме будет использоваться нерационально: при предельном допустимом нагреве обмотки якоря и коллектора обмотка возбуждения будет нагреваться значительно ниже допустимой температуры. [6]

Защита от перенапряжения на обмотке возбуждения двигателя постоянного тока требуется при ее отключении от источника питания. В этом режиме вследствие быстрого спадания тока возбуждения и тем самым магнитного потока в обмотке возникает значительная ( до нескольких киловольт) ЭДС самоиндукции, которая может вызвать пробой ее изоляции. [8]

Что произойдет при обрыве цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, если он работает: а) с номинальным моментом на валу McAia; б) вхолостую. [9]

Одновременное изменение тока в якоре и обмотке возбуждения двигателя постоянного тока не изменяет его направления вращения. Это свойство используется в коллекторных двигателях переменного тока, где ток с частотой сети одновременно изменяет свое направление в обеих обмотках. [10]

В отдельных случаях, например при питании обмоток возбуждения двигателя постоянного тока от постороннего источника или при очень большой частоте пусков двигателя с ко-роткозамкнутым ротором, может возникнуть необходимость проверки условий нагрева отдельно для этих частей двигателя. [12]

К ним относятся защиты от перенапряжения на обмотке возбуждения двигателя постоянного тока , от повышения напряжения в системе преобразователь — двигатель, от превышения скорости ЭП, от затянувшегося пуска синхронных двигателей и ряд других. [13]

Тэ [ ъ / Гв — электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения двигателя постоянного тока ; LB — индуктивность обмотки возбуждения. [14]

Что такое ток возбуждения двигателя постоянного тока

Электродвигатель с независимым возбуждением по своим свойствам вполне подобен двигателю с параллельным возбуждением. Однако вследствие того что обмотки возбуждения и якоря питаются от отдельных источников тока, а не от общей сети, получается возможность экономичного и широкого регулирования скорости изменением величины напряжения на зажимах якоря и безреостатного пуска.

На рис. 4-28 показана одна из возможных схем работы двигателя с независимым возбуждением.

Рис. 4-28. Схема генератор-электродвигатель.

На этой схеме, называемой генератор—двигатель (Г-Д), якорь двигателя 2 присоединяется без пускового реостата к якорю генератора 1, предназначенного для питания этого двигателя. Генератор и двигатель имеют независимое возбуждение, подаваемое от специального генератора 6, называемого возбудителем. Генератор 1 и возбудитель 6 приводятся во вращение, как правило, асинхронным электродвигателем 7.

Частоту вращения двигателя 2 можно изменять, регулируя его ток возбуждения реостатом 3 и изменением напряжения U генератора 1, меняя его ток возбуждения реостатом 5.

Изменяя направление тока возбуждения генератора 1, переключателем 4 можно изменять полярность щеток генератора, а значит, и направление вращения двигателя 2, приводящего во вращение производственный механизм.

Эта схема применяется в шахтных грузоподъемных установках, для привода гребных винтов на судах, на прокатных станах и для привода некоторых металлорежущих станков. Механические характеристики этого агрегата (рис. 4-29) вполне подобны показанной на рис. 4-26. Кривая 1 представляет собой естественную характеристику, которая получилась бы при номинальном напряжении, так как

Рис. 4-29. Механические характеристики приводного двигателя по системе генератор-электродвигатель.

Если уменьшать напряжение генератора то получается семейство характеристик , расположенных ниже характеристики при уменьшении тока возбуждения двигателя характеристики располагаются выше ее. Все эти характеристики параллельны друг другу, почти прямолинейны и остаются жесткими при регулировании, что необходимо в ластности, для привода металлорежущих станков. Пределы регулирования скорости примерно 1 : 20.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector