Механические и электромеханические характеристики двигателя постоянного тока параллельного (независимого) возбуждения (ДПТ НВ)

1.

Тема 5. Механические и электромеханические
характеристики двигателя постоянного тока
параллельного (независимого) возбуждения (ДПТ НВ)
Дисциплина: Электропривод и автоматизация
Преподаватель: Жусупова Алия Саматкызы

2.

Электрический двигатель постоянного тока
▪ Электрический двигатель постоянного тока — электрическая машина, преобразующая электрическую энергию
постоянного тока в механическую энергию (рис.)
▪ Принцип работы
▪ Если подключить к зажимам электрической машины источник тока и пропустить ток от этого источника через статор и
ротор, то взаимодействие их магнитных полей создаст вращающий момент, приводящий в движение ротор. Таким
образом, электрическая энергия, подаваемая на зажимы электрической машины, превращается в механическую
энергию вращения. Электрическая машина в этом случае работает как электрический двигатель. Соединив вал ротора
с нагрузкой, например, с грузоподъёмником, мы можем привести этот грузоподъёмник в движение.

3.

Электрический двигатель постоянного тока

4.

Электрический двигатель постоянного тока
▪ Особенности применения ДПТ
▪ - Двигатели независимого и параллельного возбуждения –
«жесткая» характеристика (станки, прокатные станы, вентиляторы
и т.д.).
▪ - Двигатели последовательного возбуждения – «мягкая»
характеристика. Применяются в устройствах, где требуются
большие пусковые моменты, и наблюдаются частые перегрузки по
моменту (трамваи, троллейбусы, электровозы).

5.

Электрический двигатель постоянного тока
▪ Состоит из неподвижной части – статора, который
служит для возбуждения главного магнитного поля
машины, и вращающейся части – якоря (ротора).
▪ Статор состоит из станины (литая сталь), на которой
крепятся главные полюсы
▪ (для возбуждения основного магнитного потока ) и
дополнительные полюсы
▪ (для хорошей коммутации).
▪ Главный полюс состоит из сердечника
(шихтованный, укреплен болтами на станине), и
обмотки возбуждения.
▪ Сердечник снабжается полюсным наконечником (для
создания требуемого распределения магнитного
потока).
▪ ОВ питается либо от источника постоянного тока,
либо от зажимов якорной обмотки.
▪ Якорь состоит из зубчатого сердечника, набранного
из листовой стали, в пазы которого уложена обмотка
якоря и коллектора, насаженного на вал якоря.
Коллектор – это полый цилиндр, собранный из
изолированный друг от друга клинообразных медных
пластин.
▪ К каждой пластине коллектора присоединяются два
конца секции обмотки якоря. На коллекторе, в
щеткодержателях устанавливаются неподвижные
щетки, через которые обмотка якоря соединяется с
внешней цепью.

6.

Электрический двигатель постоянного тока
Типы машин постоянного тока:
- независимого возбуждения (ОВ подключается к постороннему источнику);
- параллельного возбуждения (ОВ подсоединяется параллельно ОЯ);
- последовательного возбуждения (ОВ подсоединяется последовательно ОЯ);
- смешанного возбуждения (на каждом полюсе две ОВ, которые могут включаться согласно или встречно).
Пуск двигателя
- прямой, при котором ОЯ подключается прямо к сети;
- реостатный с помощью пускового реостата, который включается последовательно в цепь якоря;
- при пониженном напряжении, подводимом к якорю.

7.

Электрический двигатель постоянного тока
▪ Напряжение приложенное к цепи якоря
▪ Напряжение, приложенное к цепи якоря ДПТ, уравновешивается противоЭДС и падением напряжения в цепи якоря, описываясь уравнением:
▪ U=Eя+Iя*Rя.
▪ Оно обеспечивает вращение, преодолевающее нагрузку, а величина
напрямую влияет на скорость вращения, определяя электромеханические
характеристики.

8.

Прямой пуск
▪ Прямой пуск
▪ Ея=0, n=0, Iпуск=(10-30)%Iном.
▪ Такой ток вызывает искрение на коллекторе, большой пусковой момент,
удар по валу.
▪ Прямой пуск – для двигателей до 1 кВт, у которых сопротивление якоря
относительно велико, а время разгона меньше 1 сек. В этом случае обмотка
якоря не успевает нагреться, и толчок момента оказывается сравнительно
небольшим.

9.

Реостатный пуск
▪ Реостатный пуск
▪ В цепь якоря включают пусковой реостат, сопротивление которого
выбирают с таким расчетом, чтобы пусковой ток не превышал (2-2,5)Iном.
▪ По мере увеличения частоты вращения двигателя пусковой реостат выводят

10.

Пуск при пониженном напряжении
▪ Пуск при пониженном напряжении
▪ Пониженное напряжение подводится к якорю от источника с
регулированным напряжением, например в системах генератор-двигатель.
▪ Применяется для двигателей большой мощности, т.к. пусковой реостат в
таких двигателях вызывает значительные потери энергии.

11.

Способы регулирования частоты вращения
▪ Способы регулирования частоты вращения
▪ • реостатный – изменение суммарного сопротивления цепи якоря;
▪ • полюсной – изменение магнитного потока полюсов;
▪ • якорный – изменение напряжения, подводимого к якорю

12.

Реостатное регулирование
▪ Реостатное регулирование
▪ В цепь якоря вводится регулировочный реостат Rря
▪ Неэкономично из-за потерь в реостате, применяется для двигателей
небольшой мощности

13.

Полюсное регулирование
▪ Полюсное регулирование
▪ Меняем магнитный поток за счет регулирования тока возбуждения реостатом Rш
▪ • Если нагрузка на валу больше номинальной, применять нельзя, т.к. с уменьшением Ф ток
▪ якоря превысит номинальный.
▪ • Можем только повышать частоту вращения.
▪ • Экономично из-за малой мощности ОВ.

14.

Якорное регулирование
▪ Якорное регулирование
▪ только при независимом возбуждении, т.к. при параллельном одновременно изменялся
бы и Ф, что привело бы к изменению
▪ Iя, а не n.
▪ От ИРН на якорь ДНВ подается напряжение, которое можно менять от нуля до Uн и
обратно с переменной полярностью. Пусковой реостат не нужен, т.к. пуск начинается с
малого напряжения.
Источник регулируемого
напряжения (управляемый
выпрямитель)

15.

Якорное регулирование
При Мвр=Мт замедление прекращается. Если Мт не
изменился, ток якоря останется прежним.

16.

1.
Электрические машины и трансформаторы Изд. Третье Москва 1971 г. автор Кацман М.М.
2.
Электрический привод: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений В.В. Москаленко 2007 г. 368 стр.