Если по витку провода, находящемуся в магнитном поле, пропустить ток, то в результате их взаимодействия возникнет сила, которая будет вращать виток. Аналогичный принцип используется в генераторах при вращении витка провода в магнитном поле для наведения э. д. с. в витке. Таким образом, электрическая машина с помощью магнитного поля вырабатывает ток или энергию движения, т. е. работает как генератор или как двигатель. Применение дополнительных витков провода и более сильного магнитного поля позволяет создать высокоэффективный двигатель. Добавочные полюса, устанавливаемые для уменьшения искрения, в направлении вращения имеют противоположную полярность по отношению к следующему полюсу. При вращении якорь работает как генератор, в результате чего создается э. д. с. в направлении обратном питающему, т. е. противо э. д. с. которая вызывает падение напряжения на двигателе. Эта противо э. д. с. регулирует потребляемую мощность, но она не возникает в момент пуска двигателя. Поэтому для уменьшения больших пусковых токов необходимо использовать цепи с пусковыми сопротивлениями. Работа нагруженного двигателя постоянного тока определяется падением напряжения на якоре, магнитным полем между полюсами и нагрузкой или моментом вращения. Например, падение напряжения на якоре зависит от противо э. д. с., которая в свою очередь зависит от частоты вращения якоря и магнитного поля двигателя. Для получения различных нагрузочных характеристик двигателя путем изменения перечисленных выше факторов используется параллельное, последовательное и смешанное соединение обмоток возбуждения.
Цепи обмоток двигателя параллельного возбуждения включают параллельно якорю (рис. 14.8). Таким образом, при работе двигателя с постоянной нагрузкой и с постоянной частотой вращения все остальные факторы постоянны. Увеличение нагрузки приведет к снижению частоты вращения и уменьшению противо э. д. с. Через якорь будет протекать больший ток и возрастет потребляемая двигателем электроэнергия; при параллельном соединении магнитное поле оказывается неизменным. На практике частота вращения колеблется незначительно, поэтому эти двигатели являются идеальными для эксплуатации при различных нагрузках.
Рис. 14.8. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения:
1 — реостат; 2— параллельная обмотка возбуждения; 3 — переключатель реверса; 4 — якорь
Рис. 14.9. Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения:
1 — якорь; 2 — переключатель реверса; 3 — реостат; 4 — обмотка последовательного возбуждения
Цепи обмоток двигателя последовательного возбуждения включают последовательно с обмотками якоря (рис. 14.9). При данном соединении повышение нагрузки приводит к снижению частоты вращения и уменьшению противо э. д. с. Возросший ток нагрузки вызывает увеличение магнитного потока и, следовательно, противо э. д. с. В результате этого частота вращения двигателя стабилизируется на некотором уменьшенном значении. Частота вращения двигателя последовательного возбуждения значительно меняется при изменении нагрузки. Управление двигателем постоянного тока осуществляется достаточно просто.
Как показано на рис. 14.8, двигатель параллельного возбуждения имеет переменное сопротивление в цепи возбуждения. Благодаря этому возможно, изменяя ток в обмотках возбуждения, а также противо э. д. с., получить широкий диапазон постоянных частот вращения. Реверсирование этого двигателя производят изменением полярности питания обмотки возбуждения.
Для управления двигателем последовательного возбуждения переменное сопротивление включается параллельно катушке возбуждения. Реверсирование этого двигателя достигается изменением полярности питания обмотки якоря на противоположную (см. рис. 14.9).
Двигатели с параллельным возбуждением работают с постоянной частотой вращения независимо от характера нагрузки. Частота вращения якоря двигателя последовательного возбуждения зависит от нагрузки: чем больше нагрузка, тем меньше частота вращения.
При одновременном включении последовательных и параллельных обмоток возбуждения создается комбинация характеристик двигателей с последовательным и параллельным возбуждением. Также необходимо учитывать пусковой вращающий момент, который для двигателей с последовательным возбуждением очень высок и уменьшается с увеличением нагрузки. Благодаря этому двигатели с последовательным возбуждением можно использовать в подъемных кранах и лебедках.
Двигатели с последовательным возбуждением имеют бесконечную частоту вращения якоря, если они пускаются без нагрузки. Во избежание этого используют дополнительную параллельную обмотку возбуждения с небольшим числом витков провода.
Двигатели параллельного возбуждения используются там, где необходимо иметь постоянную частоту вращения, которая не зависит от нагрузки, например в вентиляторах или насосах.
Для пуска двигателя постоянного тока требуются специальные устройства, ограничивающие ток в якоре. Для этого применяется пусковой реостат (рис. 14.10). Набор сопротивлений реостата расположен на панели, рукоятка последовательно передвигается с повышением частоты вращения, в результате чего наводится противо э. д. с.
Рис. 14.10. Пусковой реостат двигателя постоянного тока:
1 — пружина; 2 — рукоятка; 3— положение «Выключено»; 4 — контактная площадка сопротивлений; 5 — пусковые сопротивления; 6 — положение «Включено»; 7 — удерживающая катушка; 8 — шунтовая обмотка возбуждения; 9 — якорь; 10 — реле максимального тока
Рукоятка с щеткой включается в цепь якоря и двигается по контактным площадкам резисторов, так что с начала в цепь якоря последовательно подключается набор резисторов, а затем постепенно выводится. Рукоятку следует передвигать медленно, чтобы якорь двигателя достиг номинальной частоты вращения и чтобы появилась э.д.с. Последний контакт пускового реостата свободный. Удерживающая катушка при наличии тока в цепи якоря не опускает свой якорь. При исчезновении питания пружина возвращает рукоятку в исходное положение. Далее пуск двигателя осуществляется обычным путем. Для предотвращения перегрузки по току при замыкании удерживающей катушки и освобождении рукоятки пускового реостата катушка реле перегрузки имеет сердечник из электротехнической стали, который при намагничивании током притягивает якорь, замыкая тем самым удерживающую катушку. Этот тип пускового сопротивления известен как пусковой реостат; другие типы пусковых устройств построены по аналогичному принципу, но без ручного пуска.
Используемая литература: "Основы судовой техники" Автор: Д.А. Тейлор
Cкачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com