Motor DC teruja bebas (DPT NV) Dalam motor ini (Rajah 1), belitan pengujaan disambungkan kepada sumber kuasa yang berasingan. Reostat pelarasan disertakan dalam litar penggulungan pengujaan r reg, dan dalam litar angker - rheostat tambahan (bermula). R p. Ciri ciri NV DPT ialah arus pengujaannya saya masuk bebas daripada arus angker saya saya kerana bekalan kuasa belitan pengujaan adalah bebas.
Litar motor DC pengujaan bebas (DC NV)
Gambar 1Ciri-ciri mekanikal motor DC pengujaan bebas (motor DC)
Persamaan untuk ciri-ciri mekanikal motor DC teruja bebas mempunyai bentuk
di mana: n 0 — kelajuan putaran aci enjin semasa melahu. Δn — perubahan dalam kelajuan enjin di bawah beban mekanikal.
Daripada persamaan ini, ciri-ciri mekanikal motor DC pengujaan bebas (motor DC) adalah linear dan bersilang dengan paksi ordinat pada titik tanpa beban. n 0 (Rajah 13.13 a), manakala perubahan dalam kelajuan enjin Δn , disebabkan oleh perubahan dalam beban mekanikalnya, adalah berkadar dengan rintangan litar angker R а =∑R + R samb . Oleh itu, dengan rintangan paling sedikit litar angker R a = ∑R , Bila R ext = 0 , sepadan dengan perbezaan terkecil dalam kelajuan putaran Δn . Dalam kes ini, ciri mekanikal menjadi tegar (graf 1).
Ciri-ciri mekanikal motor, yang diperolehi pada nilai voltan terkadar pada belitan angker dan medan dan jika tiada rintangan tambahan dalam litar angker, dipanggil semula jadi. Rajah 13.13, a (graf 1 Rext = 0 ).
Jika sekurang-kurangnya satu daripada parameter motor yang disenaraikan diubah (voltan pada belitan angker atau pengujaan berbeza daripada nilai nominal, atau rintangan dalam litar angker diubah dengan memperkenalkan R ext), maka ciri mekanikal dipanggil buatan.
Ciri mekanikal buatan yang diperoleh dengan memasukkan rintangan tambahan R ext ke dalam litar angker juga dipanggil rheostat (graf 2 dan 3).
Apabila menilai sifat kawalan motor DC, ciri mekanikal adalah yang paling penting n = f(M) . Pada tork beban yang berterusan pada aci motor dengan rintangan perintang yang semakin meningkat R samb kelajuan putaran berkurangan. Nilai perintang R samb untuk mendapatkan ciri mekanikal buatan yang sepadan dengan kelajuan putaran yang diperlukan n pada beban tertentu (biasanya dinilai) untuk motor teruja bebas:
di mana U - voltan bekalan litar angker motor, V; saya saya - arus angker sepadan dengan beban motor yang diberikan, A; n - kelajuan putaran yang diperlukan, rpm; n 0 - kelajuan melahu, rpm.
Kelajuan terbiar n 0 mewakili sempadan kelajuan putaran, di atas mana enjin masuk ke dalamnya mod penjana . Kelajuan ini melebihi kelajuan yang dinilai n nom sebanyak voltan terkadar U nom dibekalkan kepada litar angker melebihi emf angker E saya nom pada beban enjin yang dinilai.
Bentuk ciri mekanikal enjin dipengaruhi oleh magnitud fluks pengujaan magnet utama F . Apabila menurun F (apabila rintangan perintang meningkat rreg ) kelajuan melahu enjin meningkat n 0 dan perbezaan kelajuan Δn . Ini membawa kepada perubahan ketara dalam ketegaran ciri mekanikal enjin (Rajah 13.13, b). Jika anda menukar voltan pada belitan angker U (dengan R ext dan R reg malar), maka ia berubah n 0 , a Δn kekal tidak berubah [lihat (13.10)]. Akibatnya, ciri mekanikal beralih di sepanjang paksi ordinat, kekal selari antara satu sama lain (Rajah 13.13, c). Ini mewujudkan keadaan yang paling baik apabila mengawal kelajuan enjin dengan menukar voltan U , dibekalkan kepada litar angker. Kaedah kawalan kelajuan ini telah menjadi paling meluas disebabkan oleh pembangunan dan penggunaan meluas penukar voltan thyristor boleh laras.
Buku Terpakai: - Katzman MM. Direktori Oleh elektrik kereta
Motor DC, bergantung kepada kaedah pengujaan mereka, seperti yang telah dinyatakan, dibahagikan kepada motor dengan berdikari, selari(shunt), konsisten pengujaan (bersiri) dan campuran (kompaun).
Motor teruja secara bebas, memerlukan dua sumber kuasa (Rajah 11.9, a). Salah satunya adalah perlu untuk menggerakkan belitan angker (kesimpulan Ya1 Dan Ya2), dan yang lain - untuk mencipta arus dalam penggulungan pengujaan (terminal penggulungan Ш1 Dan Ш2). Rintangan tambahan Rd dalam litar belitan angker adalah perlu untuk mengurangkan arus permulaan motor pada masa ia dihidupkan.
Motor elektrik berkuasa terutamanya dihasilkan dengan pengujaan bebas untuk tujuan pengawalan arus pengujaan yang lebih mudah dan menjimatkan. Keratan rentas wayar penggulungan medan ditentukan bergantung pada voltan sumber kuasanya. Satu ciri mesin ini ialah kebebasan arus pengujaan, dan dengan itu fluks magnet utama, daripada beban pada aci motor.
Motor dengan pengujaan bebas mempunyai ciri yang hampir sama dengan motor teruja selari.
Motor selari dihidupkan mengikut litar yang ditunjukkan dalam Rajah 11.9, b. Pengapit Ya1 Dan Ya2 berkaitan dengan belitan angker, dan pengapit Ш1 Dan Ш2- kepada belitan pengujaan (ke belitan shunt). Pembolehubah Rintangan Rd Dan Rв direka bentuk masing-masing untuk menukar arus dalam belitan angker dan dalam belitan medan. Penggulungan medan motor ini diperbuat daripada sebilangan besar lilitan dawai tembaga keratan rentas yang agak kecil dan mempunyai rintangan yang ketara. Ini membolehkan anda menyambungkannya ke voltan rangkaian penuh yang dinyatakan dalam data penarafan.
Ciri enjin jenis ini ialah semasa operasinya adalah dilarang untuk memutuskan sambungan medan penggulungan dari litar angker. Jika tidak, apabila belitan medan terbuka, nilai EMF yang tidak boleh diterima akan muncul di dalamnya, yang boleh menyebabkan kegagalan enjin dan kecederaan kepada kakitangan penyelenggaraan. Atas sebab yang sama, belitan medan tidak boleh dibuka apabila enjin dimatikan apabila putarannya belum berhenti.
Apabila kelajuan putaran meningkat, Rd rintangan tambahan (tambahan) dalam litar angker harus dikurangkan, dan apabila kelajuan putaran stabil dicapai, ia harus dikeluarkan sepenuhnya.
Rajah 11.9. Jenis pengujaan mesin DC,
a - pengujaan bebas, b - pengujaan selari,
c - pengujaan berurutan, d - pengujaan bercampur.
OVSh - belitan pengujaan shunt, OVS - belitan pengujaan siri, "OVN - belitan pengujaan bebas, Rd - rintangan tambahan dalam litar belitan angker, Rv - rintangan tambahan dalam litar belitan pengujaan.
Ketiadaan rintangan tambahan dalam belitan angker pada masa menghidupkan enjin boleh membawa kepada kemunculan arus permulaan yang besar, melebihi arus angker terkadar dalam 10...40 kali .
Sifat penting bagi motor pengujaan selari ialah kelajuan putarannya yang hampir malar apabila beban pada aci angker berubah. Jadi, apabila beban berubah daripada melahu kepada nilai nominal, kelajuan putaran berkurangan sahaja (2.. 8)% .
Ciri kedua enjin ini ialah kawalan kelajuan yang menjimatkan, di mana nisbah kelajuan tertinggi kepada kelajuan terendah boleh 2:1 , dan dengan reka bentuk enjin khas - 6:1 . Kelajuan putaran minimum dihadkan oleh ketepuan litar magnetik, yang tidak membenarkan peningkatan fluks magnet mesin, dan had atas kelajuan putaran ditentukan oleh kestabilan mesin - dengan kelemahan magnet yang ketara. fluks, enjin boleh menjadi "kehabisan".
Motor bersiri(siri) dihidupkan mengikut rajah (Rajah 11.9, c). kesimpulan C1 Dan C2 sepadan dengan penggulungan pengujaan bersiri (berurutan). Ia diperbuat daripada bilangan lilitan yang agak kecil bagi kebanyakan dawai tembaga keratan besar. Belitan medan disambung secara bersiri dengan belitan angker. Rintangan tambahan Rd dalam litar belitan angker dan pengujaan membolehkan anda mengurangkan arus permulaan dan mengawal kelajuan enjin. Pada masa ini enjin dihidupkan, ia mesti mempunyai nilai sedemikian sehingga arus permulaan akan menjadi (1.5...2.5)Dalam. Selepas enjin mencapai kelajuan yang stabil, rintangan tambahan Rd adalah output, iaitu, ditetapkan sama dengan sifar.
Apabila dimulakan, motor ini menghasilkan tork permulaan yang besar dan mesti dimulakan pada beban sekurang-kurangnya 25% daripada nilai undiannya. Menghidupkan enjin dengan kurang kuasa pada acinya, dan terutamanya dalam mod melahu, tidak dibenarkan. Jika tidak, enjin mungkin menghasilkan kelajuan tinggi yang tidak boleh diterima, yang akan menyebabkannya gagal. Motor jenis ini digunakan secara meluas dalam mekanisme pengangkutan dan pengangkatan di mana kelajuan putaran perlu diubah dalam julat yang luas.
Motor pengujaan bercampur(kompaun), menduduki kedudukan perantaraan antara motor pengujaan selari dan siri (Rajah 11.9, d). Sama ada ia tergolong dalam satu jenis atau yang lain bergantung pada nisbah bahagian aliran pengujaan utama yang dicipta oleh belitan pengujaan selari atau bersiri. Apabila enjin dihidupkan, untuk mengurangkan arus permulaan, rintangan tambahan disertakan dalam litar belitan angker Rd. Enjin ini mempunyai ciri daya tarikan yang baik dan boleh melahu.
Penghidupan terus (tanpa rintangan) motor DC untuk semua jenis pengujaan dibenarkan dengan kuasa tidak lebih daripada satu kilowatt.
Penetapan mesin DC
Pada masa ini, mesin DC tujuan am yang paling banyak digunakan ialah 2P dan siri terbaru 4P. Sebagai tambahan kepada siri ini, enjin dihasilkan untuk kren, jengkaut, metalurgi dan pemacu siri lain. D. Enjin juga dihasilkan dalam siri khusus.
Enjin siri 2P Dan 4P dibahagikan mengikut paksi putaran, seperti biasa untuk motor AC tak segerak bagi siri 4A. Siri mesin 2P Mereka mempunyai 11 dimensi, berbeza dalam ketinggian putaran paksi dari 90 hingga 315 mm. Julat kuasa mesin dalam siri ini adalah dari 0.13 hingga 200 kW untuk motor elektrik dan dari 0.37 hingga 180 kW untuk penjana. Motor siri 2P dan 4P direka untuk voltan 110, 220, 340 dan 440 V. Kelajuan putaran terkadarnya ialah 750, 1000, 1500, 2200 dan 3000 rpm.
Setiap satu daripada 11 saiz kenderaan dalam siri ini 2P mempunyai katil dua panjang (M dan L).
Siri Mesin Elektrik 4P mempunyai beberapa petunjuk teknikal dan ekonomi yang lebih baik berbanding dengan siri ini 2P. kerumitan pengeluaran siri 4P berbanding dengan 2P dikurangkan sebanyak 2.5...3 kali ganda. Pada masa yang sama, penggunaan tembaga dikurangkan sebanyak 25...30%. Untuk beberapa ciri reka bentuk, termasuk kaedah penyejukan, perlindungan cuaca, dan penggunaan bahagian dan komponen individu mesin siri 4P disatukan dengan motor tak segerak bagi siri ini 4A Dan AI .
Penamaan mesin DC (kedua-dua penjana dan motor) adalah seperti berikut:
ПХ1Х2ХЗХ4,
di mana 2P- Siri mesin DC;
XI- reka bentuk mengikut jenis perlindungan: N - dilindungi dengan pengudaraan sendiri, F - dilindungi dengan pengudaraan bebas, B - ditutup dengan penyejukan semula jadi, O - ditutup dengan tiupan dari kipas luaran;
X2- ketinggian paksi putaran (nombor dua digit atau tiga digit) dalam mm;
HZ- panjang stator konvensional: M - pertama, L - kedua, G - dengan tachogenerator;
Contohnya ialah penetapan enjin 2PN112MGU- Siri motor DC 2P, versi dilindungi dengan pengudaraan sendiri N,112 ketinggian paksi putaran dalam mm, saiz pemegun pertama M, dilengkapi dengan tachogenerator G, digunakan untuk iklim sederhana U.
Berdasarkan kuasanya, mesin elektrik DC boleh dibahagikan kepada kumpulan berikut:
Mesin mikro……………………………….kurang daripada 100 W,
Mesin kecil………………………dari 100 hingga 1000 W,
Mesin kuasa rendah…………..dari 1 hingga 10 kW,
Mesin kuasa sederhana………..dari 10 hingga 100 kW,
Mesin besar……………………..dari 100 hingga 1000 kW,
Mesin berkuasa tinggi……….lebih daripada 1000 kW.
Mengikut voltan terkadar, mesin elektrik dibahagikan secara konvensional seperti berikut:
Voltan rendah…………….kurang daripada 100 V,
Voltan sederhana………….dari 100 hingga 1000 V,
Voltan tinggi ……………di atas 1000V.
Dengan kekerapan putaran, mesin DC boleh diwakili sebagai:
Kelajuan rendah…………….kurang daripada 250 rpm.,
Purata kelajuan……….dari 250 hingga 1000 rpm.,
Kelajuan tinggi………….dari 1000 hingga 3000 rpm.
Kelajuan ultra tinggi…..melebihi 3000 rpm.
Tugas dan metodologi untuk melaksanakan kerja.
1.Kaji struktur dan tujuan bahagian individu mesin elektrik DC.
2. Tentukan terminal mesin DC yang berkaitan dengan belitan angker dan belitan medan.
Terminal yang sepadan dengan belitan tertentu boleh ditentukan dengan megger, ohmmeter atau menggunakan mentol lampu. Apabila menggunakan megger, satu hujungnya disambungkan ke salah satu terminal belitan, dan hujung yang lain disentuh secara bergilir-gilir ke yang lain. Rintangan sifar yang diukur akan menunjukkan bahawa kedua-dua terminal belitan yang sama sepadan.
3. Kenali belitan angker dan belitan medan oleh terminal. Tentukan jenis belitan pengujaan (pengujaan selari atau siri).
Eksperimen ini boleh dijalankan menggunakan mentol lampu elektrik yang disambungkan secara bersiri dengan belitan. Voltan DC hendaklah digunakan dengan lancar, secara beransur-ansur meningkatkannya kepada nilai nominal yang ditentukan dalam pasport mesin.
Dengan mengambil kira rintangan rendah belitan angker dan belitan pengujaan siri, mentol lampu akan menyala dengan terang, dan rintangannya, diukur dengan megger (atau ohmmeter), hampir sama dengan sifar.
Mentol lampu yang disambungkan secara bersiri dengan belitan medan selari akan bercahaya malap. Nilai rintangan belitan medan selari mestilah dalam had 0.3...0.5 kOhm .
Terminal belitan angker boleh dikenali dengan menyambungkan satu hujung megohmmeter ke berus, sambil menyentuh hujung satu lagi ke terminal belitan pada panel mesin elektrik.
Terminal belitan mesin elektrik hendaklah ditunjukkan pada label terminal konvensional yang ditunjukkan dalam laporan.
Ukur rintangan belitan dan rintangan penebat. Rintangan belitan boleh diukur menggunakan litar ammeter dan voltmeter. Rintangan penebat antara belitan dan belitan relatif kepada perumahan diperiksa dengan megger yang dinilai untuk voltan 1 kV. Rintangan penebat antara belitan angker dan belitan medan dan di antara mereka dan perumah mestilah sekurang-kurangnya 0.5 MOhm. Paparkan data ukuran dalam laporan.
Lukiskan secara kasar keratan rentas kutub utama dengan belitan medan dan angker dengan belitan belitan terletak di bawah kutub (serupa dengan Rajah 11.10). Secara bebas mengambil arah arus dalam medan dan belitan angker. Di bawah keadaan ini, nyatakan arah putaran enjin.
nasi. 11.10. Mesin DC tiang dua:
1 - katil; 2 - sauh; 3 - tiang utama; 4 - penggulungan pengujaan; 5 - kepingan tiang; 6 - penggulungan angker; 7 - pengumpul; F - fluks magnet utama; F ialah daya yang bertindak ke atas konduktor belitan angker.
Soalan ujian dan tugasan untuk pembelajaran kendiri
1: Terangkan struktur dan prinsip pengendalian motor DC dan penjana.
2. Terangkan tujuan komutator mesin DC.
3. Berikan konsep pembahagian kutub dan berikan ungkapan untuk definisinya.
4. Namakan jenis belitan utama yang digunakan dalam mesin DC dan ketahui cara membuatnya.
5. Nyatakan kelebihan utama motor pengujaan selari.
6. Apakah ciri reka bentuk belitan medan selari berbanding belitan bersiri?
7. Apakah keistimewaan memulakan motor DC yang teruja dengan siri?
8. Berapakah bilangan cabang selari yang dimiliki oleh gelombang ringkas dan belitan gelung ringkas mesin DC?
9. Bagaimanakah mesin DC ditetapkan? Berikan contoh tatatanda.
10. Apakah rintangan penebat yang dibenarkan antara belitan mesin DC dan antara belitan dan perumah?
11. Apakah nilai yang boleh dicapai oleh arus pada saat menghidupkan enjin jika tiada rintangan tambahan dalam litar belitan angker?
12. Apakah arus permulaan yang dibenarkan untuk motor?
13. Dalam kes apakah dibenarkan untuk menghidupkan motor DC tanpa rintangan tambahan dalam litar belitan angker?
14. Bagaimanakah anda boleh menukar EMF penjana pengujaan bebas?
15. Apakah tujuan tiang tambahan mesin DC?
16. Di bawah beban apa yang dibenarkan untuk menghidupkan motor yang teruja siri?
17. Bagaimanakah magnitud fluks magnet utama ditentukan?
18.Tulis ungkapan untuk emf penjana dan tork enjin. Berikan konsep komponennya.
KERJA MAKMAL 12.
Motor elektrik pengujaan selari ialah motor DC yang belitan medannya disambung selari dengan belitan angker (Rajah 1). Apabila mengambil ciri, voltan terkadar U n =const dibekalkan kepada litar angker.
nasi. 1 - Gambar rajah motor pengujaan selari
Arus yang digunakan oleh motor dari rangkaian ditentukan oleh jumlah I = I a + I v, arus pengujaan biasanya sama dengan I v = (0.03...0.04) I n. Semua ciri enjin diambil pada rintangan malar dalam litar pengujaan r dalam =const dan angker
Ciri kelajuan.
Kebergantungan n=f (I a) untuk U n =const dan I dalam =const
Daripada persamaan EMF untuk motor elektrik
Seperti yang dapat dilihat dari ungkapan, kelajuan motor bergantung pada dua faktor - perubahan dalam arus beban dan fluks. Apabila arus beban meningkat, penurunan voltan dalam rintangan litar angker meningkat dan kelajuan motor berkurangan.
Tindak balas melintang angker menyahmagnetkan motor, i.e. Apabila arus Ia meningkat, aliran berkurangan dan, akibatnya, kelajuan enjin meningkat. Oleh itu, kedua-dua faktor bertindak balas berhubung dengan kelajuan mesin dan jenis ciri kelajuan akan ditentukan oleh tindakan yang terhasil.
Dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan tiga ciri kelajuan enjin yang berbeza (lengkung 1,2,3). Lengkung 1 - ciri kelajuan apabila pengaruh I a ∑r mendominasi, lengkung 2 - kedua-dua faktor adalah lebih kurang seimbang, lengkung 3 - faktor kesan penyahmagnetan tindak balas angker mendominasi.
nasi. 2 - Ciri motor selari
Disebabkan fakta bahawa dalam enjin sebenar perubahan dalam aliran F adalah tidak ketara, ciri kelajuan adalah hampir garis lurus. Pada beberapa mesin pengujaan selari moden, untuk mengimbangi pengaruh tindak balas angker melintang, penggulungan medan penstabil tambahan dipasang, yang sepenuhnya atau sebahagiannya mengimbangi pengaruh tindak balas angker.
Bentuk normal ciri kelajuan, yang memastikan operasi enjin yang stabil, adalah ciri jenis lengkung 1.
Kecerunan ciri ditentukan oleh nilai rintangan litar angker Σr tanpa mengambil kira tindak balas angker. Apabila tiada rintangan tambahan dimasukkan dalam litar angker, ciri itu dipanggil semula jadi. Ciri semula jadi motor pengujaan selari adalah agak tegar. Biasanya, di mana n o ialah kelajuan melahu. Apabila rintangan tambahan Rr dimasukkan ke dalam litar angker, cerun ciri meningkat, ia menjadi "lembut" dan dipanggil buatan atau rheostatik.
Ciri tork– ini ialah kebergantungan M=f (I a) dengan r dalam =const, U=U n dan Σr=const. Dalam operasi enjin keadaan mantap mengikut
kita mempunyai M em = M 2 +M 0 = c m I a F. Jika aliran F tidak berubah semasa operasi mesin, maka ciri momen akan menjadi garis lurus (ciri 4, Rajah 2). Malah, fluks Ф berkurangan sedikit dengan peningkatan arus Ia disebabkan oleh kesan penyahmagnetan tindak balas angker, oleh itu ciri tork condong sedikit ke bawah (lengkung 5). Ciri tork berguna terletak di bawah lengkung tork elektromagnet mengikut nilai tork terbiar (lengkung 6).
Ciri-ciri kecekapanη=f (I a) dikeluarkan pada U=U n, r dalam =const, Σr=const dan mempunyai bentuk tipikal untuk motor elektrik (ciri 7 dalam Rajah 2). Kecekapan meningkat dengan cepat dengan peningkatan beban daripada melahu kepada 0.25R n, mencapai nilai maksimumnya pada P = (0.5...0.75) R n, dan kemudian kekal hampir tidak berubah sehingga P = P n. Biasanya dalam enjin kuasa rendah η = 0.75...0.85, dan dalam enjin kuasa sederhana dan tinggi η = 0.85...0.94.
Ciri-ciri mekanikal mewakili pergantungan n=f (M) dengan U=U n, I dalam =const dan Σr=const. Ungkapan analitikal untuk ciri mekanikal boleh didapati daripada persamaan EMF motor elektrik
Setelah menentukan arus I a daripada ungkapan M = c e I a Ф dan menggantikan nilai semasa ini ke dalam ungkapan di atas, kita memperoleh
Jika kita mengabaikan tindak balas angker dan menganggap bahawa aliran Ф tidak berubah, maka ciri-ciri mekanikal motor elektrik pengujaan selari boleh diwakili dalam bentuk garis lurus (Rajah 3), cerun yang bergantung kepada nilai rintangan R r termasuk dalam litar angker. Apabila Rр =0 ciri itu dipanggil semula jadi.
nasi. 3 - Ciri-ciri mekanikal motor pengujaan selari
Perlu diingat bahawa jika litar pengujaan I pecah = 0, kelajuan enjin ialah n→∞, i.e. enjin sedang "menjaja", jadi ia mesti segera diputuskan daripada rangkaian.
Seperti dalam kes penjana, belitan induktor dan angker motor boleh disambungkan sama ada secara bersiri (Rajah 339) atau selari (Rajah 340). Dalam kes pertama, motor dipanggil motor teruja siri (atau motor siri), dalam kes kedua - motor teruja selari (atau motor shunt). Motor dengan pengujaan bercampur (motor kompaun) juga digunakan, di mana sebahagian daripada belitan induktor disambungkan ke angker secara bersiri, dan bahagian secara selari. Setiap jenis enjin ini mempunyai ciri-ciri tersendiri yang menjadikan penggunaannya digalakkan dalam sesetengah kes dan tidak sesuai pada yang lain.
1. Motor dengan pengujaan selari. Gambar rajah untuk menyambungkan motor jenis ini ke rangkaian ditunjukkan dalam Rajah. 361. Oleh kerana di sini litar angker dan induktor tidak bergantung antara satu sama lain, arus di dalamnya boleh dikawal secara bebas menggunakan reostat berasingan yang termasuk dalam litar ini. Rheostat yang disambungkan ke litar angker dipanggil reostat permulaan, dan reostat yang disambungkan ke litar induktor dipanggil yang mengawal selia. Apabila menghidupkan motor dengan pengujaan selari, reostat permulaan mesti dihidupkan sepenuhnya; Apabila enjin meningkatkan kelajuan, rintangan reostat dikurangkan secara beransur-ansur dan apabila kelajuan normal dicapai, reostat ini dikeluarkan sepenuhnya daripada litar. Motor dengan pengujaan selari, terutamanya kuasa yang ketara, tidak boleh dihidupkan tanpa rheostat permulaan. Dengan cara yang sama, apabila mematikan enjin, anda perlu memperkenalkan reostat secara beransur-ansur dan kemudian matikan suis yang menyambungkan enjin ke rangkaian.
nasi. 361. Litar pensuisan untuk motor dengan pengujaan selari. Arka loyang 1, sepanjang tuil rheostat permulaan bergerak, disambungkan melalui pengapit 2 ke penghujung reostat pelaras, dan melalui pengapit 3 ke reostat permulaan. Ini dilakukan supaya apabila reostat permulaan ditukar kepada sesentuh melahu 4 dan arus dimatikan, litar pengujaan tidak putus
Tidak sukar untuk memahami pertimbangan di sebalik peraturan ini untuk menghidupkan dan mematikan enjin. Kami melihat (lihat formula (172.1)) bahawa arus dalam angker
,
di manakah voltan rangkaian, a - e. d.s. teraruh dalam belitan angker. Pada saat pertama, apabila enjin belum sempat berputar dan mendapat kelajuan yang mencukupi, cth. d.s. adalah sangat kecil dan arus melalui angker adalah lebih kurang sama
Rintangan angker biasanya sangat kecil. Ia dikira supaya penurunan voltan pada angker tidak melebihi 5-10% daripada voltan rangkaian yang mana enjin direka. Oleh itu, jika tiada rheostat permulaan, arus dalam saat pertama boleh menjadi 10-20 kali lebih tinggi daripada arus biasa yang enjin direka pada beban penuh, dan ini sangat berbahaya untuknya. Apabila reostat permulaan dengan rintangan diperkenalkan, arus permulaan melalui angker
. (173.1)
Rintangan rheostat permulaan dipilih supaya arus permulaan melebihi arus biasa tidak lebih daripada 1.5-2 kali.
Mari kita jelaskan ini dengan contoh berangka. Mari kita anggap bahawa kita mempunyai motor 1.2 kW, direka untuk voltan 120 V dan mempunyai rintangan angker. Arus angker pada beban penuh
.
Jika kita menyambungkan motor ini ke rangkaian tanpa rheostat permulaan, maka dalam saat pertama arus permulaan melalui angker akan menjadi
,
10 kali ganda arus operasi biasa dalam angker. Jika kita mahu arus permulaan melebihi arus biasa tidak lebih daripada 2 kali ganda, iaitu, sama dengan 20 A, maka kita mesti memilih rintangan permulaan supaya persamaan
,
dari mana Om?
Ia juga jelas bahawa berhenti secara tiba-tiba tanpa mematikan, contohnya disebabkan oleh peningkatan mendadak dalam beban, adalah sangat berbahaya untuk motor shunt, kerana dalam kes ini, cth. d.s. menurun kepada sifar dan arus dalam angker meningkat dengan begitu banyak sehingga lebihan haba Joule yang dihasilkan di dalamnya boleh menyebabkan pencairan penebat atau bahkan wayar penggulungan itu sendiri (motor "terbakar").
Rheostat kawalan yang disambungkan ke litar induktor berfungsi untuk menukar kelajuan enjin. Dengan menambah atau mengurangkan rintangan litar induktor menggunakan reostat ini, kita menukar arus dalam litar induktor, dan dengan itu medan magnet di mana angker berputar. Kami melihat di atas bahawa untuk beban motor tertentu, arus dalam motor ditetapkan secara automatik supaya tork yang terhasil mengimbangi tork brek yang dihasilkan oleh beban motor. Ini dicapai kerana fakta bahawa e. d.s. mencapai nilai yang sepadan. Tetapi didorong e. d.s. ditentukan, di satu pihak, oleh aruhan magnet, dan di pihak lain, oleh kekerapan putaran angker.
Semakin besar fluks magnet induktor, semakin rendah kelajuan enjin untuk mendapatkan nilai e tertentu. d.s., dan, sebaliknya, semakin lemah fluks magnet, semakin tinggi kelajuan putaran sepatutnya. Oleh itu, untuk meningkatkan kelajuan putaran motor shunt pada beban tertentu, adalah perlu untuk melemahkan fluks magnet dalam induktor, iaitu, memperkenalkan lebih banyak rintangan ke dalam litar induktor menggunakan rheostat pelaras. Sebaliknya, untuk mengurangkan kelajuan putaran motor shunt, adalah perlu untuk meningkatkan fluks magnet dalam induktor, iaitu, mengurangkan rintangan dalam litar induktor dengan mengeluarkan rheostat kawalan.
Menggunakan reostat pelarasan, anda boleh menetapkan kelajuan enjin biasa pada voltan biasa dan tanpa beban. Apabila beban bertambah, arus dalam angker harus meningkat, dan contohnya teraruh di dalamnya. d.s. – berkurangan. Ini berlaku disebabkan oleh sedikit penurunan dalam kelajuan putaran angker. Walau bagaimanapun, penurunan kelajuan putaran yang disebabkan oleh peningkatan beban daripada sifar kepada kuasa enjin biasa biasanya sangat kecil dan tidak melebihi 5-10% daripada kelajuan enjin biasa. Ini disebabkan terutamanya oleh fakta bahawa dalam motor yang teruja selari, arus dalam induktor tidak berubah apabila arus dalam angker berubah. Jika, apabila beban berubah, kami ingin mengekalkan kelajuan putaran yang sama, maka ini boleh dilakukan dengan menukar sedikit arus dalam litar induktor menggunakan reostat boleh laras.
Oleh itu, dari sudut operasi, motor DC dengan pengujaan selari (motor shunt) dicirikan oleh dua sifat berikut: a) kekerapan putarannya kekal hampir malar apabila beban berubah; b) kekerapan putaran mereka boleh diubah dalam julat yang luas menggunakan reostat boleh laras. Oleh itu, motor sedemikian digunakan secara meluas dalam industri di mana kedua-dua ciri khusus mereka adalah penting, contohnya, untuk memandu mesin bubut dan alatan mesin lain, yang kelajuan putarannya tidak sepatutnya bergantung kepada beban.
173.1. Dalam Rajah. 362 menunjukkan gambar rajah motor shunt dengan apa yang dipanggil rheostat permulaan dan kawalan gabungan. Fahami litar ini dan terangkan peranan yang dimainkan oleh bahagian individu rheostat ini.
nasi. 362. Untuk latihan 173.1
173.2. Motor shunt perlu dihidupkan. Untuk tujuan ini, dua reostat disediakan: satu diperbuat daripada wayar tebal dengan rintangan rendah, satu lagi diperbuat daripada wayar nipis dengan rintangan tinggi. Manakah antara reostat ini harus dihidupkan sebagai permulaan dan yang mana satu sebagai kawalan? kenapa?
2. Motor dengan pengujaan berurutan. Gambar rajah untuk menyambungkan motor ini ke rangkaian ditunjukkan dalam Rajah. 363. Di sini arus angker adalah pada masa yang sama arus induktor, dan oleh itu rheostat permulaan mengubah kedua-dua arus dalam angker dan arus dalam induktor. Pada beban terbiar atau sangat kecil, arus dalam angker, seperti yang kita ketahui, sepatutnya sangat kecil, iaitu teraruh e. d.s. hendaklah hampir sama dengan voltan sesalur. Tetapi dengan arus yang sangat kecil melalui angker dan induktor, medan induktor juga lemah. Oleh itu, pada beban rendah yang diperlukan e. d.s. hanya boleh diperolehi kerana kelajuan enjin yang sangat tinggi. Akibatnya, pada arus yang sangat rendah (beban rendah), kelajuan putaran motor luka bersiri menjadi sangat tinggi sehingga ini boleh menjadi berbahaya dari sudut pandangan kekuatan mekanikal motor.
nasi. 363. Litar pensuisan untuk motor dengan pengujaan berjujukan
Mereka mengatakan bahawa enjin berjalan liar. Ini tidak boleh diterima, dan oleh itu motor teruja siri tidak boleh dijalankan tanpa beban atau dengan beban rendah (kurang daripada 20-25% daripada kuasa motor biasa). Atas sebab yang sama, tidak disyorkan untuk menyambungkan motor ini ke peralatan mesin atau mesin lain menggunakan pemacu tali pinggang atau tali, kerana tali pinggang putus atau pelepasan tidak sengaja akan membawa kepada "perpecahan" motor. Oleh itu, dalam motor dengan pengujaan berurutan, apabila beban meningkat, arus dalam angker dan medan magnet induktor meningkat; oleh itu, kelajuan enjin menurun dengan mendadak, dan tork yang dihasilkannya meningkat dengan mendadak.
Ciri-ciri motor dengan pengujaan berurutan menjadikannya paling mudah untuk digunakan dalam pengangkutan (trem, bas troli, kereta api elektrik) dan dalam peranti mengangkat (kren), kerana dalam kes ini, tork yang besar perlu pada kelajuan rendah pada masa permulaan. -naik di bawah beban yang sangat berat, dan pada beban yang lebih rendah (pada kelajuan biasa) tork yang lebih rendah dan frekuensi yang lebih tinggi.
Kelajuan putaran motor teruja siri biasanya dikawal oleh reostat kawalan yang disambungkan selari dengan belitan induktor (Rajah 364). Semakin rendah rintangan reostat ini, bahagian arus angker yang lebih besar bercabang ke dalamnya dan semakin sedikit arus yang melalui belitan induktor. Tetapi apabila arus dalam induktor berkurangan, kelajuan enjin meningkat, dan apabila ia meningkat, ia berkurangan. Oleh itu, berbeza dengan apa yang berlaku untuk motor shunt, untuk meningkatkan kelajuan putaran motor siri, adalah perlu untuk mengurangkan rintangan litar induktor dengan mengeluarkan reostat kawalan. Untuk mengurangkan kelajuan putaran enjin bersiri, adalah perlu untuk meningkatkan rintangan litar induktor dengan memperkenalkan reostat pelarasan.
nasi. 364. Rajah untuk menghidupkan reostat untuk mengawal kelajuan enjin bersiri
173.3. Terangkan mengapa enjin bersiri tidak boleh dijalankan melahu atau dengan beban yang rendah, tetapi enjin shunt boleh.
Jadual 8. Kelebihan, keburukan dan aplikasi pelbagai jenis motor
|
jenis enjin |
Kelebihan utama |
Kelemahan utama |
Kawasan permohonan |
|
Motor AC Medan Berputar Tiga Fasa |
1. Lemah pergantungan kelajuan putaran pada beban 2. Kesederhanaan dan keberkesanan kos reka bentuk 3. Penggunaan arus tiga fasa |
1. Kesukaran mengawal kelajuan putaran 2. Tork permulaan yang rendah |
Alat mesin dan mesin yang memerlukan kelajuan putaran tetap apabila beban berubah, tetapi tidak perlu melaraskan kelajuan putaran |
|
Motor DC dengan pengujaan selari (shunt) |
1. Ketekalan kelajuan putaran apabila beban berubah 2. Kemungkinan kawalan kelajuan |
Tork permulaan yang rendah |
Alat mesin dan mesin yang memerlukan kelajuan putaran tetap apabila beban berubah dan keupayaan untuk melaraskan kelajuan putaran |
|
Motor DC luka bersiri (siri) |
Tork permulaan yang tinggi |
Kebergantungan kuat kelajuan putaran pada beban |
Motor daya tarikan dalam trem dan kereta api elektrik, motor kren |
Kesimpulannya, kita bandingkan dalam bentuk jadual. 8 kelebihan dan kekurangan utama pelbagai jenis motor elektrik yang kita bincangkan dalam bab ini, dan bidang penggunaannya.
