Главная » Электродвигатели » Какие технические характеристики двигателей постоянного тока. Техническое описание двигателей постоянного тока. Электродвигатели постоянного тока

Какие технические характеристики двигателей постоянного тока. Техническое описание двигателей постоянного тока. Электродвигатели постоянного тока

Рабочие характеристики ДПТ параллельного возбуждения малой мощности приведены на рис. 5.8.

Рабочие характеристики двигателя представляют собой зависимости скорости вращения n, потребляемого тока I и мощности P 1 , момента на валу двигателя M, коэффициента полезного действия η от полезной мощности P 2 при неизменном значении напряжения питания U н = const, тока обмотки возбуждения I вн =const и отсутствии добавочного сопротивления в якорной цепи R д я = 0. Они дают возможность судить об эксплуатационных свойствах двигателей и определять наиболее экономичные их режимы работы в условиях производства.

Эта пара постоянна. 0, каждый из которых имеет отверстие 120. Но 0 0 затемняется с 120 и 240 соответственно. Щетки и функция коллектора, эквивалентная транзисторному инвертору по фиг. Катушки соединяются вместе в одной точке, а другие концы соединяются с тремя сегментами коллектора.

Уменьшая необходимость фильтрации. имеет точно такие же характеристики. В косвенном режиме. Уравнение можно было бы назвать самым фундаментальным уравнением теории двигателя. на обработку детали могут негативно повлиять изменения крутящего момента приводного двигателя. Коммутатор обеспечивает постоянный ток от источника питания, а также постоянную крутящего момента. В каждый момент они ведут две фазы. двигатель с является постоянным током подачи. Периодические изменения крутящего момента. является причиной вибраций, которые могут быть чрезвычайно расстроены, если они производят механический или структурный резонанс в управляемом оборудовании. например.

Механическая характеристика двигателя постоянного тока

Механическими характеристиками двигателя называются зависимости установившейся частоты вращения от момента на валу двигателя – n=f 1 (M) или ω=f 2 (M).

Характеристики называют естественными, если они получены при номинальных условиях питания (при номинальном напряжении), номинальном возбуждении и отсутствии добавочных сопротивлений в цепи якоря.

Силовые транзисторы выполняют функцию переключения коллектора и щетки через уровень гармоник. Кран и конвейерный двигатель имеют более или менее постоянную нагрузку на крутящий момент. это не приводит к постоянному крутящему моменту или постоянному току питания.

Эта особенность - постоянная мощность двигателя для управления различными типами нагрузки. Основная функция механической функции - убедиться, что двигатель имеет достаточный крутящий момент на всех скоростях от нуля до полной скорости. вентиляторы и воздуходувки. Другие имеют крутящий момент, который увеличивается пропорционально квадрату скорости: типичный для центробежных насосов в двух ведущих фазах, которые могут быть записаны. например, для ускорения нагрузки от останова и поддержания максимальной скорости без превышения электрических или тепловых пределов.

Характеристики двигателя называются искусственными при изменении любого из перечисленных выше факторов.

Подставим в уравнение

,выражения для определения тока и ЭДС ДПТ

Е я = С Е nФ,

Это типично для тяговых задач. Самая простая форма. В дальнейшем мы определим уравнение характеристики скорости. а также оси привода от станков. Стиральные машины также имеют одинаковую характеристику. В соответствии с характерным соотношением скорости.

% - кратковременное обслуживание. Обычно этот пропуск не пропускается. Существуют даже типы, которые используют голые медные проводники, через которые проходит хладагент. хотя эти проценты сильно различаются у разных дизайнеров. предсказывая, что эффект накопленного тепла не приводит к повышению температуры двигателя выше номинального значения, соответствующего краткосрочному режиму. До 30% крутящего момента сна может обеспечить непрерывное обслуживание и, следовательно, до ок. поэтому для определенной номинальной мощности требуется гораздо меньший калибр.

Механическая характеристика двигателя постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением имеет вид:

где R яц = R я + R доб – полное сопротивление цепи якоря, Ом;

R Я – сопротивление обмотки якоря, Ом;

R доб – добавочное сопротивление в цепи якоря, Ом.

В некоторых аэрокосмических установках охлаждающая жидкость используется для охлаждения статора. Разрешены короткие проходы. Щетки непрерывно изменяются. Эти двигатели часто работают в вакууме, чтобы исключить влияние нагрева. Двигатель не всегда работает в точке на неподвижной скорости. Охлаждение имеет важный эффект, так как большая часть потерь, вызывающих нагрев, возникает в статоре. что приводит к очень большому холостому току. Рис. так с парой. используемые в центрифугах, охлаждаются охлаждением.

При применении крутящего момента. Если применяется очень высокий крутящий момент, скорость падает до нуля и двигатель блокируется. Температура магнита увеличивается, и в большинстве случаев она приводит к уменьшению потока магнита. Дополнительные потери включают потери железа. Из механической характеристики явно не видно, как движется двигатель. На высоких скоростях инерция двигателя и нагрузки уменьшает изменение скорости, создаваемое кривой крутящего момента данной амплитуды. размагничивание не является проблемой, потому что ток постоянно контролируется и ограничен контроллером, а обнаружение температуры двигателя является простой проблемой. контур скорости может почти исключить размахивание крутящего момента, если коэффициент усиления и ширина полосы пропускания достаточно велики.

Анализируя выражение для построения механической характеристики, видим, что математически это уравнения прямой линии, пересекающей ось скоростей в точке n 0 , где

n 0 = U/(

·Ф) – скорость холостого хода.

Естественная механическая характеристика показана на рис. 5.9.

Это можно обнаружить, когда вал слегка повернут вручную. Этот последний эффект иногда называют прочностью на растяжение, соответствующей увеличению натяжения. и изменение сопротивления магнитной цепи из-за выемок, если ротор вращается. толстая линия на рисунке получается из идеального уравнения. Механическая особенность - это только ограничение работы. без щетки нельзя получить в практичном двигателе. если удельное сопротивление довольно низкое. Влияние температуры на характеристики магнита играет важную роль в характеристиках двигателя.

Для построения естественной механической характеристики (ЕМХ) необходимо найти две точки.

Одна из них определяется из паспортных данных двигателя для номинальных значений n н и М н:

М н = P н /ω н, ω н = π·n н /30 = 0,105·n н,

где P н – номинальная мощность двигателя, Вт;

ω н – номинальная частота вращения, рад/сек.

Вторая точка соответствует идеальному холостому ходу, когда I = 0 и М=0.

Кроме того, вихревые токи могут находиться во вспомогательном цилиндре. Изменение момента во время вращения происходит из-за несовершенного переключения фазных токов. вентиляции и трения в подшипниках. Это видно из того факта, что рабочая точка пересекает ряд характеристик скорости. Совершенно плавный крутящий момент идеального двигателя. Высокие токи и высокие температуры способствуют размагничиванию. Дака оснащена одним.

Точная настройка из-за несовершенства переключения и токовых волн не может быть обнаружена аналогичным образом. показывает работу с постоянной скоростью. По мере увеличения крутящего момента. Опыт показывает, что слышимый шум бесщеточных двигателей ниже, чем у других двигателей. особенно для скорости или точного сигнала позиционирования вала. Его выход представляет собой двухфазный сигнал на частоте несущей. Позиционирование вала Силовые транзисторы инвертора должны получать команды управления и блокировки от логической системы, которая синхронизируется с положением ротора. модулированный синусоидальный с вращением ротора на статор.

Скорость холостого хода можно найти из следующего уравнения при подстановке паспортных данных двигателя:

Регулирование скорости вращения дпт

Существует три основных способа регулирования частоты вращения машин постоянного тока: реостатное регулирование, регулирование изменением магнитного потока, регулирование изменением напряжения сети.

Резольвер обеспечивает очень точное разрешение сигнала положения дерева. который обычно представляет собой простую интегральную схему. Причины этого связаны с тем, что зазор постоянный и выше, чем для асинхронных двигателей. Преобразователь является абсолютным преобразователем положения, поскольку он обеспечивает сигнал в любом положении или скорости. Демодулированный выход может быть преобразован в последовательность импульсов с цифровым преобразователем преобразователя. пошаговое или переменное нежелание, и поэтому радиальные магнитные силы больше не концентрируются, а сбалансированы и распределены по относительно широкой площади полюсов.

Реостатное регулирование частоты вращения осуществляется путем введения в цепь якоря дополнительных активных сопротивлений – резисторов, т.е. R яц = (R я + R доб) = var при U = U н, Ф = Ф н. Как видно из уравнения механической характеристики

при изменении величины добавочного сопротивления R доб в цепи якоря скорость идеального холостого хода n 0 остается постоянной изменяется лишь жесткость характеристики.

Звуковой шум электромобиля стал очень важным. показывает сущность системы распознавателей. Сам датчик бесщеточный и может поставляться с подшипниками или без них. Все необходимые электронные схемы установлены в контроллере. оптический кодер используется, когда требуется больший объем информации, чем импульсы переключения. Преобразователь монтируется на удлинение вала двигателя на противоположном конце привода. Модель слота диска определяет частоту и форму волны импульсных поездов, которые производятся фототранзисторами. без магнитов.

Искусственные механические характеристики (ИМХ) при введении добавочного сопротивления в цепь ротора двигателя постоянного тока независимого возбуждения показаны на рис. 5.10.

Регулирование частоты вращения при изменении магнитного потока осуществляется преимущественно за счет ослабления магнитного потока Ф возбуждения двигателя, т.е. за счет уменьшения тока возбуждения i в.

Если бесщеточный двигатель может противостоять окружающей среде. Резольвер относительно дорог. Прямой импульсный выход делает оптический кодер привлекательным для подключения к цифровым схемам коммутации. Оптические энкодеры монтируются так же, как и резольверы, и снабжаются их собственными подшипниками или без них. Он основан на эффекте Холла. Для трехфазного бесщеточного бесщеточного двигателя установлены три ходовых переключателя на расстоянии 60 или 120, установленных на корпусе статора. показывает два типа дисков кодировщика.

Двухметочный инкрементный кодер. Более сложные диски кодировщика имеют специальные шаблоны, которые могут использоваться для предоставления позиционной информации с очень точным разрешением и с большой точностью. через экранированный кабель. Это, вероятно, самый простой электронный датчик положения, используемый для генерации импульсов переключения. Импульсный индикатор предоставляется как абсолютная позиция.

При уменьшении магнитного потока обычно соблюдаются условия: U = U н; R дя = 0. В этом случае для скорости идеального холостого хода имеем

, тогда

,

где

- скорость холостого хода для искусственной механической характеристики;

Переключатель Холла представляет собой полупроводниковый переключатель, который закрывается и открывается, когда помещается в магнитное поле, превышающее определенный предел. пропорционально магнитной индукции, когда полупроводник проходит через ток. установлен на валу вблизи переключателей Холла. Эту последовательность можно избежать, используя полный кодировщик. Преимущества: Точные и безопасные сигналы тревоги. Источник питания для коммутатора Холла: 5. Цепь кондиционирования сигнала. С другой стороны, указано, что щетки и коллектор не влияют на доверие. 16 бит.

- скорость холостого хода для естественной механической характеристики.

Искусственные механические характеристики при уменьшении магнитного потока представлены на рис. 5.11.

Для регулирования частоты вращения двигателя постоянного токанезависимого возбуждения изменением питающего напряжения необходимы регулируемые источники напряжения.

Тип резольвера Устойчив к высоким температурам или высокоскоростным приложениям. Биты Различные преобразователи положения вала кажутся довольно простыми, и рынок по-прежнему интересуется использованием бесщеточных двигателей. вибрации и удары и даже электрические помехи. 15 В в зависимости от оптических устройств. Другие системы привода, такие как асинхронные двигатели, не требуют обратной связи по ротору. 6. Эти компоненты неизбежно увеличивают стоимость и снижают безопасность. масло. пыль.

Не удивительно. часто устанавливаются в двигателе. В любом случае, если они не защищены должным образом. Независимо от типа используемого двигателя.

Из уравнения механической характеристики видно, что с регулированием напряжения связано изменение скорости идеального холостого хода n 0 = U н /(

·Ф н) при сохранении жесткости характеристик. Это позволяет существенно расширить диапазон регулирования. Регулирование частоты вращения идет, как правило, вниз от основной характеристики.Искусственные характеристики при изменении (уменьшении) напряжения будут иметь вид прямых. Механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения при изменении напряжения питания показаны на рис. 5. 12.

Основной характеристикой двигателя постоянного тока, определяющей его свойства в установившемся режиме, является механическая характеристика

при

и

.

Уравнение механической характеристики получается из (6.1)

. (6.2)

На рис. 6.42 представлены механические характеристики при различных способах возбуждения. Механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения при небольшой размагничивающей реакции якоря (

) имеет слабо падающий характер (кривая 1).

Если размагничивающая реакция двигателя параллельного возбуждения велика (поток Ф существенно снижается при увеличении нагрузки), то механическая характеристика будет иметь положительный наклон (кривая 1). Такая характеристика, как правило, не позволяет получить установившийся режим.

В двигателях последовательного возбуждения результирующий поток пропорционален току якоря,

а электромагнитный момент пропорционален квадрату тока якоря,

С учетом этих соотношений уравнение механической характеристики двигателя последовательного возбуждения приобретает вид

. (6.3)

Этому уравнению соответствует кривая 2 (рис. 3), имеющая гиперболический характер. При

частота вращения якоря

, поэтому двигатели последовательного возбуждения не могут работать в режиме холостого хода.

Вместе с тем квадратичная зависимость электромагнитного момента от тока якоря дает важное преимущество двигателям последовательного возбуждения при перегрузках перед двигателями параллельного возбуждения, момент которых является линейной функцией тока . Это преимущество особенно существенно при пуске, так как при одном и том же пусковом токе (

) двигатели последовательного возбуждения развивают больший момент, чем двигатели параллельного возбуждения. Поэтому двигатели последовательного возбуждения получили широкое применение на транспортных установках, где пусковой режим является одним из основных режимов работы.

Механическая характеристика двигателя смешанного возбуждения (кривая 3 рис. 3) занимает промежуточное положение. Обладая близкими с двигателями последовательного возбуждения свойствами при перегрузках, двигатели смешанного возбуждения могут работать и при малых нагрузках, что позволяет осуществить рекуперацию энергии в сеть при

(рис. 6.42), так как машина переходит в генераторный режим (

). Это свойство можно использовать в транспортных установках при движении с горы, создавая тормозной момент и одновременно возвращая в сеть запасенную кинетическую энергию.

Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока

Согласно (6.2), регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока можно осуществлять путем изменения потока Ф , введения дополнительного сопротивления

в цепь якоря иизменения напряжения сети

. В двигателях параллельного возбуждения наиболее просто осуществляется регулирование изменением потока, реализуемого с помощью реостатав цепи возбуждения. При увеличении сопротивленияпотокФ уменьшается и частота вращения растет. На рис. 4а представлены механические характеристики двигателя параллельного возбуждения при трех значениях потока. Таким способом регулируют частоту вращения в пределах

,

. Верхний уровень частот ограничивается условиями коммутации. Кроме того, при глубоком уменьшении потока возбуждения усиливается размагничивающее действие реакции якоря, жесткость механической характеристики растет, и падающая характеристика при номинальном потоке может стать возрастающей при ослабленном потоке, что приведет к нарушению устойчивой работы двигателя.

Регулирование частоты вращения двигателя путем введения в цепь якоря дополнительного сопротивления

позволяет изменять частоту вращения вниз от номинальной в широких пределах (рис. 4 б). Но этот способ не экономичен. Полезная мощность двигателя при постоянном моменте пропорциональна частоте вращения (без учета потерь в якоре):

а потребляемая из сети мощность от частоты вращения не зависит,

Поэтому КПД двигателя пропорционален частоте вращения якоря,

Кроме того, при введении дополнительного сопротивления

жесткость механической характеристики двигателя снижается, что может привести к ухудшению работы приводного механизма.

Более совершенным способом регулирования частоты вращения вниз является регулирование путем изменения подводимого к двигателю напряжения. На рис. 5 представлены механические характеристики двигателя параллельного возбуждения для трех значений напряжений. Жесткость механических характеристик практически не меняется, поэтому таким способом можно регулировать частоту вращения от номинальной до нуля.

В качестве источников регулируемого напряжения используются генератор постоянного тока (рис. 2, а ) либо полупроводниковый выпрямитель (рис. 2, б ). Схема с полупроводниковым выпрямителем обладает более высоким быстродействием по сравнению со схемой генератор-двигатель, но уступает по перегрузочной способности. Кроме того, работа полупроводникового преобразователя ухудшает качество электрической энергии сети переменного тока из-за генерации высших гармоник напряжения и тока.

Рассмотренные способы регулирования частоты вращения двигателей параллельного возбуждения применяются и в двигателях смешанного возбуждения.

Регулирование частоты вращения двигателей последовательного возбуждения осуществляется путем изменения тока в последовательной обмотке

или напряжения якоряU с помощью шунтирующих реостатов (рис. 6.46).

При шунтировании обмотки возбуждения ток

уменьшается и частота вращения якоря растет, а при шунтировании якоря напряжение якоря уменьшается, поэтому частота вращения падает.

Регулирование частоты вращения вверх осуществляется практически при постоянном КПД

Верхний уровень частоты вращения ограничивается условиями коммутации.

Регулирование частоты вращения вниз может осуществляться вплоть до нуля, однако КПД этого способа снижается пропорционально напряжению якоря и частоте вращения:

где

- частота вращения якоря при

.

Таким образом, этот способ регулирования так же, как и реостатный способ регулирования частоты вращения двигателя с параллельным возбуждением, является неэкономичным. Он используется лишь в случае двигателей малой мощности.

Напечатать