Меню

Обозначение клемм двигателя постоянного тока

Обозначения выводов и схемы соединений электрических машин постоянного тока

Выводы обмоток электрических машин постоянного тока обозначаются согласно ГОСТ 183-74 (табл.1).Начало и конец каждой обмотки обозначаются одной и той же прописной буквой с проставленными после нее цифрами: для начала обмотки -1, а для конца -2. Начало и конец каждой обмотки определяется тем условием, что при правом вращении машины в режиме двигателя ток во всех обмотках, за исключением размагничивающих обмоток главных полюсов, протекает от начала 1 к концу 2. Направление вращения считается правым, когда машина вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны конца вала соединяемого с механизмом; для машин, имеющих два конца вала, направление вращения считается правым, когда машина вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны, противоположной коллектору.

Обозначения выводов и схемы соединений электрических машин постоянного тока

В соответствии с указанными условиями в машинах правого вращения в режиме двигателя ток из сети направляется к Я1, а режиме генератора ток от Я1 направляется в сеть. При наличии в машине нескольких обмоток одного наименования выводы их начал и концов помимо буквенных обозначений имеют цифровые обозначения 1-2, 3-4, 5-6 и т.д.

В небольших машинах выводы обмоток обычно сосредоточены на панели зажимов, причем один из зажимов якоря (щеточная траверса) и один из зажимов добавочных полюсов соединены машины наглухо внутри машины, а на панель зажимов выведены другие зажимы якоря и добавочных полюсов.

Схемы соединений машин постоянного тока представлены на рисунке 1.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ работа в качестве двигателя и в качестве генератора

СМЕШАННОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ

СМЕШАННОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ работа в качестве двигателя и генератора

В крупных машинах на большую силу тока доска зажимов отсутствует и выводные концы прикрепляют к нижней части станины машины, причем выводные концы последовательной цепи выполняют в виде шин, а параллельной – в виде кабелей с наконечниками; выводят зажим якоря Я1, зажим компенсационной обмотки К2, и Ш2, уравнительной обмотки У1иУ2 и других специальных обмоток.

Источник

Буквенно-цифровые обозначения выводов обмоток машин постоянного тока

Наименование обмотки Обозначение выводов по ГОСТ 26672-85 Обозначение выводов по ГОСТ 183-74
Начало Конец Начало Конец
Обмотка якоря A1 A2 Я1 Я2
Обмотка добавочного полюса B1 B2 Д1 Д2
Компенсационная обмотка C1 C2 К1 К2
Последовательная обмотка возбуждения D1 D2 С1 С2
Параллельная обмотка возбуждения E1 E2 Ш1 Ш2
Независимая обмотка возбуждения F1 F2 Н1 Н2

В генераторах постоянного тока параллельного и смешанного возбуждения обмотка получает питание от собственного якоря; подобный способ называют самовозбуждением. Для самовозбуждения необходимо выполнение следующих условий: а) наличие в генераторе остаточного магнитного потока Фост, создающего во вращающемся якоре остаточную (начальную) ЭДС Eост; б) совпадение направлений остаточного магнитного потокаФост и магнитного потока обмотки возбужденияФв, которое достигается правильной полярностью подключения обмотки возбуждения относительно цепи якоря; в) определенное сопротивление цепи возбуждения rв, которое не должно превышать некоторого критического для данного генератора значения rв кр. В этом случае, после запуска генератора, его ЭДС автоматически возрастает от Eост до значения, определяемого сопротивлением цепи возбуждения и насыщением магнитной цепи.

Принцип действия генератора постоянного тока. Генератор постоянного тока предназначен для преобразования механической энергии приводного двигателя в электрическую энергию постоянного тока. Предположим, что с помощью приводного двигателя якорь генератора приводится во вращение с частотой n и в машине каждый главный полюс создает одинаковый магнитный поток возбуждения F (рис. 3.3).

При вращении якоря начальные стороны секций пересекают силовые линии магнитного поля полюсов одной полярности, а конечные – противоположной полярности, в результате чего в них наводятся ЭДС, которые суммируются по контуру секции.

Когда щетки одной полярности соединены между собой, они разбивают обмотку якоря на параллельные ветви. Относительно щеток противоложной полярности направление ЭДС всех параллельных ветвей одинаково и при вращении якоря остается постоянным, так как щетки неподвижны. Направление индуктируемой ЭДС в проводниках параллельной ветви, расположенных под одним из главных полюсов, показано на рис. 3.3. При вращении якоря под неподвижными щетками в зоне коммутации происходит непрерывный процесс переключения секций обмотки из параллельных ветвей с одним направлением ЭДС в параллельные ветви с противоположным направлением ЭДС. Число секций в параллельных ветвях вращающегося якоря и, соответственно, значение их ЭДС практически постоянно. Результирующая ЭДС якоря равна ЭДС одной параллельной ветви, поскольку все ветви одинаковы. Она прямо пропорциональна магнитному потоку F и частоте вращения n:

где cE –коэффициент, определяемый конструктивными параметрами обмотки якоря.

Постоянная по величине и направлению ЭДС якоря создает на его выводах (между щетками противоположной полярности) постоянное напряжение U. В режиме холостого хода это напряжение равно возбуждаемой ЭДС: U=E.

Рис.3.3. Принцип действия генератора постоянного тока

Если к выводам якоря подключить электроприемник (нагрузку), то по замкнутой цепи «якорь – электроприемник» под действием ЭДС будет протекать ток. Положение щеток «на линии геометрической нейтрали» обеспечивает протекание тока в якоре под северными полюсами – в одном направлении (рис. 3.3), под южными – в противоположном.

Со стороны магнитного поля главных полюсов на обтекаемые током проводники обмотки якоря действуют электромагнитные силы. Направление действия этих сил, которое можно определить по известному правилу левой руки (рис. 3.3), противоположно направлению вращения якоря, и они создают тормозной электромагнитный момент, который может быть рассчитан по формуле:

где конструктивный коэффициент cМ =cE/(2p).

Чтобы обеспечить стационарное вращение якоря, тормозной момент электромагнитных сил нужно уравновешивать вращающим моментом приводного двигателя: Мэм=Мдв. Чем больше протекающий по обмотке генератора ток нагрузки, тем больше действующий на якорь тормозной момент электромагнитных сил и уравновешивающий его вращающий момент приводного двигателя.

Описанным путем механическая энергия, подводимая от приводного двигателя, преобразуется генератором в электрическую энергию, потребляемую электроприемником.

При нагрузке напряжение на щетках изменяется. В соответствии со 2-м законом Кирхгофа уравнение электрического равновесия цепи якоря имеет вид:

где Iа – сила тока в якоре, rа – сопротивление цепи якоря.

Читайте также:  Проводимость конденсаторов в цепях переменного тока

Реакция якоря.В режиме нагрузки на магнитное поле возбуждения главных полюсов оказывает влияние поле обмотки якоря, называемое реакцией якоря. Если щетки расположены на линии геометрической нейтрали, то магнитная ось поля обмотки якоря направлена по поперечной оси машины (по оси добавочных полюсов) и реакция якоря называется поперечной. Магнитный поток реакции якоря замыкается через полюсные наконечники главных полюсов и магнитную цепь добавочных полюсов. При этом на одних участках поле реакции складывается с полем главных полюсов, усиливая насыщение, на других вычитается. Насыщение магнитной цепи главных полюсов всегда увеличивает ее магнитное сопротивление, что приводит к некоторому уменьшению магнитного потока возбуждения (на 2…3%). Это называют «размагничивающим» действием поперечной реакции якоря.

Кроме этого при нагрузке поле реакции якоря приводит к другим негативным последствиям:

1) Создает магнитное поле в зоне коммутации (в междуполюсном пространстве). Для его компенсации в этой зоне применяют добавочные полюсы.

2) Накладываясь на поле возбуждения в зазоре, приводит к резко неравномерному распределению результирующего магнитного поля под главными полюсами. Это увеличивает напряжение между коллекторными пластинами и, как следствие, может усилить искрение под щетками.

В крупных машинах постоянного тока для компенсации поля поперечной реакции якоря укладывают компенсационную обмотку (в полюсных наконечниках главных полюсов), которая электрически включается последовательно в цепь якоря, а по полю – согласно с обмоткой добавочных полюсов.

Эксплуатационные свойства генераторов постоянного тока определяются его характеристиками, из которых основными являются характеристика холостого хода, внешняя и регулировочная. Все характеристики снимаются при номинальной частоте вращения якоря n=nн=const.

Характеристика холостого хода – это зависимость ЭДС якоря от тока возбуждения Е=f(Iв) при n=nн=const и разомкнутой цепи нагрузки (I=0). В случае, когда характеристику снимают при самовозбуждении, обмотка последовательного возбуждения, если она имеется, не должна быть нагружена током обмотки параллельного возбуждения. Поскольку в соответствии с (3.1) ЭДС прямо пропорциональна потоку, эта характеристика отражает свойства магнитопровода машины (рис. 3.4).

Рис.3.4. Характеристика холостого хода генератора постоянного тока

При отсутствии тока возбуждения (Iв=0) в якоре индуктируется небольшая остатоная ЭДС Еост, обусловленная магнитным потоком Фост остаточного намагничивания полюсов и станины. С увеличением тока возбуждения ЭДС возрастает, отражая степень насыщения материала магнитопровода. При малых токах возбуждения магнитная система генератора не насыщена и зависимость Е(Iв) имеет линейный характер. Наклон прямолинейной части преимущественно обусловлен величиной воздушного зазора, который создает основное магнитное сопротивление потоку. Насыщение магнитопровода нарушает эту пропорциональность, и рост ЭДС при увеличении тока возбуждения замедляется. При этом характеристика отклоняется в сторону оси абсцисс, образуя характерный изгиб – «колено».

Генераторы рассчитывают таким образом, чтобы точка, соответствующая номинальной ЭДС находилась, на изгибе характеристики холостого хода. Это необходимо для ослабления влияния реакции якоря и обеспечения более стабильного напряжения на зажимах генератора при изменении нагрузки.

Внешняя характеристика (рис. 3.5,а) представляет зависимость напряжения на зажимах генератора оттока нагрузки U=f(I) при неизменной частоте вращения (n=nн=const) и постоянном сопротивлении цепи возбуждения (rв=const). Внешняя характеристика показывает, как влияет ток нагрузки на напряжение генератора.

Рис.3.5. Внешние (a) и регулировочные (б) характеристики
генератора постоянного тока

В генераторе параллельного возбуждения при увеличении тока нагрузки I напряжение на зажимах генератора уменьшается (кривая 1, рис. 3.5,а).

Из выражения (3.3) следует, что снижение напряжения U на зажимах генератора вызывается двумя основными причинами:

1. Уменьшением индуктируемой в якоре ЭДС E из-за ослабления магнитного потока главных полюсов.

2. Падением напряжения Iаrа в обмотке якоря.

В свою очередь, ослабление магнитного потока происходит из-за снижения тока возбуждения вследствие уменьшения напряжения и размагничивающего действия реакции якоря (Iв=U/rв, где rв – сопротивление цепи возбуждения).

Уменьшение изменения напряжения генератора при нагрузке, выражаемое графически наклоном внешней характеристики к оси абсцисс, оценивается относительной величиной изменения напряжения

где U – напряжение на зажимах генератора при холостом ходе;
U – напряжение на зажимах генератора при нагрузке.

Обычно для генераторов с параллельным возбуждением величина находится в пределах 10-25%.

В генераторах смешанного возбуждения возможно согласное и встречное включение параллельной и последовательной обмоток главных полюсов.

При согласном включении обмоток возбуждения магнитодвижущая сила последовательной обмотки подмагничивает машину и при этом полностью компенсирует размагничивающее действие реакции якоря и падение напряжения в цепи якоря. Напряжение на зажимах генератора остается практически постоянным в режимах работы от холостого хода до номинальной нагрузки. То есть, внешняя характеристика при таком способе возбуждения является жесткой (кривая 2 рис. 3.5,а).

При встречном включении обмоток возбуждения напряжение генератора с ростом нагрузки резко уменьшается (кривая 3 рис. 3.5,а). Это объясняется размагничивающим действием последовательной обмотки, магнитный поток которой направлен навстречу магнитному потоку параллельной обмотки. Встречное включение обмоток применяется только в генераторах специального назначения, например, в сварочных генераторах, в которых для ограничения тока необходимо получить круто падающую внешнюю характеристику.

Регулировочная характеристика (рис. 3.5,б) – это зависимость тока возбуждения от нагрузки Iв=f(I) при n=nн=const и постоянном номинальном напряжении на зажимах генератора U=Uн=const.

Регулировочная характеристика показывает, как нужно регулировать ток возбуждения Iв, чтобы при изменении нагрузки генератора напряжение на его зажимах оставалось постоянно равным номинальному значению, т.е. U=Uн=const. Как следует из характеристики холостого хода (рис. 3.4), регулирование тока возбуждения влечет соответствующее изменение ЭДС якоря, за счет чего можно поддерживать неизменным напряжение на его выводах.

При параллельном возбуждении с ростом нагрузки необходимо увеличивать ток возбуждения Iв, чтобы компенсировать влияние причин, вызывающих снижение напряжения на зажимах генератора (кривая 1 рис. 3.5,б).

В генераторах смешанного возбуждения с согласным включением обмоток при увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора почти не изменяется. Поэтому требуется лишь незначительное регулирование тока возбуждения, вследствие чего соответствующая регулировочная характеристика почти не отличается от прямой, параллельной оси абсцисс (кривая 2 рис. 3.5,б).

Читайте также:  Ток потребляемый электродвигателем звезда

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник

Обозначение обмоток

Обозначения выводов обмоток электрических машин

Наименование, схема соединения обмоток

I. Обмотки машин постоянного тока

Обмотка добавочных полюсов

Последовательная обмотка возбуждения

Параллельная обмотка возбуждения

Уравнительный провод и уравнительная обмотка

Обмотка особого назначения

Независимая обмотка возбуждения

II. Обмотки машин переменного тока

А. Обмотки статора (якоря)

Б. Обмотки возбуждения (индукторов) синхронных машин

В. Обмотки ротора трехфазных асинхронных двигателей

Г. Обмотки статора (якоря) однофазных двигателей

1. Обозначение выводов обмоток электрических машин постоянного тока выполняют так, чтобы при правом направлении вращения в режиме электродвигателя ток во всех обмотках (за исключением размагничивающих обмоток на главных полюсах) протекал в направлении от начала 1 к концу 2.

2. Выводы асинхронных двигателей, имеющих секционированные обмотки, позволяющие изменять число полюсов, обозначают теми же буквами, что и выводы простых обмоток, но с дополнительными цифрами впереди прописных букв, указывающими на число полюсов данной секции.

3. Контактные кольца роторов асинхронных двигателей обозначают так же, как присоединенные к ним выводы обмотки ротора. Обозначение самих колец буквами необязательно.

4. Обозначения выводов наносят непосредственно на концах обмоток, на выводах или на щитке рядом с выводами. В малых машинах допускается применение обозначений концов разноцветными проводами.

Источник



Электрический двигатель постоянного тока

Эра электродвигателей берёт своё начало с 30-х годов XIX века, когда Фарадей на опытах доказал способность вращения проводника, по которому проходит ток, вокруг постоянного магнита. На этом принципе Томасом Девенпортом был сконструирован и испытан первый электродвигатель постоянного тока. Изобретатель установил своё устройство на действующую модель поезда, доказав тем самым работоспособность электромотора.

Практическое применение ДПТ нашёл Б. С. Якоби, установив его на лодке для вращения лопастей. Источником тока учёному послужили 320 гальванических элементов. Несмотря на громоздкость оборудования, лодка могла плыть против течения, транспортируя 12 пассажиров на борту.

Лишь в конце XIX столетия синхронными электродвигателями начали оснащать промышленные машины. Этому способствовало осознание принципа преобразования электродвигателем постоянного тока механической энергии в электричество. То есть, используя электродвигатель в режиме генератора, удалось получать электроэнергию, производство которой оказалось существенно дешевле от затрат на выпуск гальванических элементов. С тех пор электродвигатели совершенствовались и стали завоёвывать прочные позиции во всех сферах нашей жизнедеятельности.

Устройство и описание ДПТ

Конструктивно электродвигатель постоянного тока устроен по принципу взаимодействия магнитных полей.

Самый простой ДПТ состоит из следующих основных узлов:

Схематическое изображение простейшего ДПТ

  1. Двух обмоток с сердечниками, соединенных последовательно. Данная конструкция расположена на валу и образует узел, называемый ротором или якорем.
  2. Двух постоянных магнитов, повёрнутых разными полюсами к обмоткам. Они выполняют задачу неподвижного статора.
  3. Коллектора – двух полукруглых, изолированных пластин, расположенных на валу ДПТ.
  4. Двух неподвижных контактных элементов (щёток), предназначенных для передачи электротока через коллектор до обмоток возбуждения.

Рисунок 1. Схематическое изображение простейшего электродвигателя постоянного тока.

Рассмотренный выше пример – это скорее рабочая модель коллекторного электродвигателя. На практике такие устройства не применяются. Дело в том, что у такого моторчика слишком маленькая мощность. Он работает рывками, особенно при подключении механической нагрузки.

Статор (индуктор)

В моделях мощных современных двигателях постоянного тока используются статоры, они же индукторы, в виде катушек, намотанных на сердечники. При замыкании электрической цепи происходит образование линий магнитного поля, под действием возникающей электромагнитной индукции.

Для запитывания обмоток индуктора ДПТ могут использоваться различные схемы подключения:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • соединение параллельно обмоткам якоря;
  • варианты с последовательным возбуждением катушек ротора и статора;
  • смешанное подсоединение.

Схемы подключения наглядно видно на рисунке 2.

Схемы подключения обмоток статора

Рисунок 2. Схемы подключения обмоток статора ДПТ

У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Часто способ подключения диктуется условиями, в которых предстоит эксплуатация электродвигателя постоянного тока. В частности, если требуется уменьшить искрения коллектора, то применяют параллельное соединение. Для увеличения крутящего момента лучше использовать схемы с последовательным подключением обмоток. Наличие высоких пусковых токов создаёт повышенную электрическую мощность в момент запуска мотора. Данный способ подходит для двигателя постоянного тока, интенсивно работающего в кратковременном режиме, например для стартера. В таком режиме работы детали электродвигателя не успевают перегреться, поэтому износ их незначителен.

Ротор (якорь)

В рассмотренном выше примере примитивного электромотора ротор состоит из двухзубцового якоря на одной обмотке, с чётко выраженными полюсами. Конструкция обеспечивает вращение вала электромотора.

В описанном устройстве есть существенный недостаток: при остановке вращения якоря, его обмотки занимают устойчивое. Для повторного запуска электродвигателя требуется сообщить валу некий крутящий момент.

Этого серьёзного недостатка лишён якорь с тремя и большим количеством обмоток. На рисунке 3 показано изображение трёхобмоточного ротора, а на рис. 4 – якорь с большим количеством обмоток.

Ротор с тремя обмоткамиРисунок 3. Ротор с тремя обмотками Якорь со многими обмоткамиРисунок 4. Якорь со многими обмотками

Подобные роторы довольно часто встречаются в небольших маломощных электродвигателях.

Для построения мощных тяговых электродвигателей и с целью повышения стабильности частоты вращения используют якоря с большим количеством обмоток. Схема такого двигателя показана на рисунке 5.

Схема электромотора с многообмоточным якорем

Рисунок 5. Схема электромотора с многообмоточным якорем

Коллектор

Если на выводы обмоток ротора подключить источник постоянного тока, якорь сделает пол-оборота и остановится. Для продолжения процесса вращения необходимо поменять полярность подводимого тока. Устройство, выполняющее функции переключения тока с целью изменения полярности на выводах обмоток, называется коллектором.

Самый простой коллектор состоит из двух, изолированных полукруглых пластин. Каждая из них в определённый момент контактирует со щёткой, с которой снимается напряжение. Одна ламель всегда подсоединена к плюсу, а вторая – к минусу. При повороте вала на 180º пластины коллектора меняются местами, вследствие чего происходит новая коммутация со сменой полярности.

Такой же принцип коммутации питания обмоток используются во всех коллекторах, в т. ч. и в устройствах с большим количеством ламелей (по паре на каждую обмотку). Таким образом, коллектор обеспечивает коммутацию, необходимую для непрерывного вращения ротора.

Читайте также:  24в переменного тока что это такое

В современных конструкциях коллектора ламели расположены по кругу таким образом, что каждая пластина соответствующей пары находится на диаметрально противоположной стороне. Цепь якоря коммутируется в результате изменения положения вала.

Принцип работы

Ещё со школьной скамьи мы помним, что на провод под напряжением, расположенный между полюсами магнита, действует выталкивающая сила. Происходит это потому, что вокруг проволоки образуется магнитное поле по всей его длине. В результате взаимодействия магнитных полей возникает результирующая «Амперова» сила:

F=B×I×L, где B означает величину магнитной индукции поля, I – сила тока, L – длина провода.

Вектор «Амперовой» всегда перпендикулярен до линий магнитных потоков между полюсами. Схематически принцип работы изображён на рис. 6.

Принцип работы ДПТ

Рис. 6. Принцип работы ДПТ

Если вместо прямого проводника возьмём контурную рамку и подсоединим её к источнику тока, то она повернётся на 180º и остановится в в таком положении, в котором результирующая сила окажется равной 0. Попробуем подтолкнуть рамку. Она возвращается в исходное положение.

Поменяем полярность тока и повторим попытку: рамка сделала ещё пол-оборота. Логично припустить, что необходимо менять направление тока каждый раз, когда соответствующие витки обмоток проходят точки смены полюсов магнитов. Именно для этой цели и создан коллектор.

Схематически можно представить себе каждую якорную обмотку в виде отдельной контурной рамки. Если обмоток несколько, то в каждый момент времени одна из них подходит к магниту статора и оказывается под действием выталкивающей силы. Таким образом, поддерживается непрерывное вращение якоря.

Типы ДПТ

Существующие электродвигатели постоянного тока можно классифицировать по двум основным признакам: по наличию или отсутствию в конструкции мотора щеточно-коллекторного узла и по типу магнитной системы статора.

Рассмотрим основные отличия.

По наличию щеточно-коллекторного узла

Двигатели постоянного тока для коммутации обмоток, которых используются щёточно-коллекторные узлы, называются коллекторными. Они охватывают большой спектр линейки моделей электромоторов. Существуют двигатели, в конструкции которых применяется до 8 щёточно-коллекторных узлов.

Функции ротора может выполнять постоянный магнит, а ток от электрической сети подаётся непосредственно на обмотки статора. В таком варианте отпадает надобность в коллекторе, а проблемы, связанные с коммутацией, решаются с помощью электроники.

В таких бесколлекторных двигателях устранён один из недостатков –искрение, приводящее к интенсивному износу пластин коллектора и щёток. Кроме того, они проще в обслуживании и сохраняют все полезные характеристики ДПТ: простота в управлении связанном с регулировкой оборотов, высокие показатели КПД и другие. Бесколлекторные моторы носят название вентильных электродвигателей.

По виду конструкции магнитной системы статора

В конструкциях синхронных двигателей существуют модели с постоянными магнитами и ДПТ с обмотками возбуждения. Электродвигатели серий, в которых применяются статоры с потоком возбуждения от обмоток, довольно распространены. Они обеспечивают стабильную скорость вращения валов, высокую номинальную механическую мощность.

О способах подключения статорных обмоток шла речь выше. Ещё раз подчеркнём, что от выбора схемы подключения зависят электрические и тяговые характеристики двигателей постоянного тока. Они разные в последовательных обмотках и в катушках с параллельным возбуждением.

Управление

Не трудно понять, что если изменить полярность напряжения, то направление вращения якоря также изменится. Это позволяет легко управлять электромотором, манипулируя полярностью щеток.

Механическая характеристика

Рассмотрим график зависимости частоты от момента силы на валу. Мы видим прямую с отрицательным наклоном. Эта прямая выражает механическую характеристику электродвигателя постоянного тока. Для её построения выбирают определённое фиксированное напряжение, подведённое для питания обмоток ротора.

Примеры механических характеристик ДПТ

Примеры механических характеристик ДПТ независимого возбуждения

Регулировочная характеристика

Такая же прямая, но идущая с положительным наклоном, является графиком зависимости частоты вращения якоря от напряжения питания. Это и есть регулировочная характеристика синхронного двигателя.

Построение указанного графика осуществляется при определённом моменте развиваемом ДПТ.

Регулировочная характеристика ДПТ

Пример регулировочных характеристик двигателя с якорным управлением

Благодаря линейности характеристик упрощается управление электродвигателями постоянного тока. Поскольку сила F пропорциональна току, то изменяя его величину, например переменным сопротивлением, можно регулировать параметры работы электродвигателя.

Регулирование частоты вращения ротора легко осуществляется путём изменения напряжения. В коллекторных двигателях с помощью пусковых реостатов добиваются плавности увеличения оборотов, что особенно важно для тяговых двигателей. Это также один из эффективных способов торможения. Мало того, в режиме торможения синхронный электродвигатель вырабатывает электрическую энергию, которую можно возвращать в энергосеть.

Области применения

Перечислять все области применения электродвигателей можно бесконечно долго. Для примера назовём лишь несколько из них:

  • бытовые и промышленные электроинструменты;
  • автомобилестроение – стеклоподъёмники, вентиляторы и другая автоматика;
  • трамваи, троллейбусы, электрокары, подъёмные краны и другие механизмы, для которых важны высокие параметры тяговых характеристик.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относится:

  • Линейная зависимость характеристик электродвигателей постоянного тока (прямые линии) упрощающие управление;
  • Легко регулируемая частота вращения;
  • хорошие пусковые характеристики;
  • компактные размеры.

У асинхронных электродвигателей, являющихся двигателями переменного тока очень трудно достичь таких характеристик.

Недостатки:

  • ограниченный ресурс коллектора и щёток;
  • дополнительная трата времени на профилактическое обслуживание, связанное с поддержанием коллекторно-щёточных узлов;
  • ввиду того, что мы пользуемся сетями с переменным напряжением, возникает необходимость выпрямления тока;
  • дороговизна в изготовлении якорей.

По перечисленным параметрам из недостатков в выигрыше оказываются модели асинхронных двигателей. Однако во многих случаях применение электродвигателя постоянного тока является единственно возможным вариантом, не требующим усложнения электрической схемы.

Видео в дополнение к написанному



Источник