Direktang kasalukuyang mga electric circuit at ang kanilang mga katangian

Ari-arian Mga DC motor pangunahing tinutukoy ng paraan kung paano naka-on ang excitation coil. Depende dito, ang mga de-koryenteng motor ay nakikilala:

1. independiyenteng nasasabik: ang excitation coil ay pinapagana ng panlabas na DC source (exciter o rectifier),

2. parallel excitation: ang field winding ay konektado sa parallel sa armature winding,

3. series excitation: ang excitation winding ay konektado sa serye na may armature winding,

4. na may halo-halong paggulo: mayroong dalawang field windings, ang isa ay konektado sa parallel sa armature winding at ang isa ay sunod-sunod na kasama nito.

Ang lahat ng mga de-koryenteng motor na ito ay may parehong aparato at naiiba lamang sa pagtatayo ng excitation coil. Ang mga paikot-ikot na paggulo ng mga de-koryenteng motor na ito ay ginagawa sa parehong paraan tulad ng sa kaukulang generator.

Malayang nasasabik na DC electric motor

Sa de-koryenteng motor na ito (Fig.1, a) ang armature winding ay konektado sa pangunahing direktang kasalukuyang mapagkukunan (direktang kasalukuyang network, generator o rectifier) ​​​​na may boltahe U, at ang paggulo ng paggulo ay konektado sa isang pantulong na mapagkukunan na may boltahe na UB. Ang isang nagre-regulate na rheostat Rp ay kasama sa circuit ng excitation coil, at isang panimulang rheostat Rn ay kasama sa circuit ng armature coil.

Ang regulating rheostat ay ginagamit upang ayusin ang armature speed ng motor at ang panimulang rheostat ay ginagamit upang limitahan ang kasalukuyang sa armature winding kapag nagsisimula. Ang isang katangian ng motor na de koryente ay ang kasalukuyang paggulo nito Iv ay hindi nakasalalay sa kasalukuyang Ii sa armature winding (load current). Samakatuwid, ang pagpapabaya sa demagnetizing effect ng armature reaction, maaari nating ipagpalagay na ang motor flux F ay independiyente sa pagkarga. Ang mga dependences ng electromagnetic moment M at ang bilis n sa kasalukuyang I ay magiging linear (Fig. 2, a). Samakatuwid, ang mga mekanikal na katangian ng makina ay magiging linear din - ang pagtitiwala n (M) (Larawan 2, b).

Sa kawalan ng isang rheostat na may resistensya Rn sa armature circuit, ang bilis at mekanikal na mga katangian ay magiging matibay, iyon ay, na may isang maliit na anggulo ng pagkahilig sa pahalang na axis, dahil ang boltahe ay bumaba IяΣRя sa mga windings ng makina na kasama sa ang armature circuit sa rated load ay 3-5% lang ng Unom. Ang mga katangiang ito (mga tuwid na linya 1 sa Fig. 2, a at b) ay tinatawag na natural. Kapag ang isang rheostat na may resistensya Rn ay kasama sa armature circuit, ang anggulo ng pagkahilig ng mga katangiang ito ay tumataas, bilang isang resulta kung saan ang isang pamilya ng mga rheostat na katangian 2, 3 at 4 ay maaaring makuha, na tumutugma sa iba't ibang mga halaga ng Rn1 , Rn2 at Rn3 .

kanin. 1.Mga diagram ng eskematiko ng mga DC motor na may independiyenteng (a) at parallel (b) paggulo

kanin. 2. Mga katangian ng mga de-koryenteng motor na direktang kasalukuyang may independiyenteng at parallel na paggulo: a - bilis at metalikang kuwintas, b - mekanikal, c - gumagana Ang mas malaki ang paglaban Rn, mas malaki ang anggulo ng pagkahilig ng katangian ng rheostat, iyon ay, ito ay mas malambot.

Nagbibigay-daan sa iyo ang regulating rheostat Rpv na baguhin ang motor excitation current Iv at ang magnetic flux nito F. Sa kasong ito, magbabago din ang dalas ng pag-ikot n.

Walang mga switch at piyus na naka-install sa circuit ng excitation coil, dahil kapag ang circuit na ito ay nagambala, ang magnetic flux ng electric motor ay bumababa nang husto (tanging ang flux ng natitirang magnetism ang nananatili dito) at isang emergency mode ang nangyayari. Kung ang electric Ang motor ay tumatakbo sa idle speed o light load sa shaft, pagkatapos ay tumataas nang husto ang bilis (ang motor ay gumagalaw). Sa kasong ito, ang kasalukuyang sa armature winding Iya ay tumataas nang malaki at maaaring magkaroon ng komprehensibong sunog. Upang maiwasan ito, dapat idiskonekta ng proteksyon ang de-koryenteng motor mula sa pinagmumulan ng kuryente.

Ang matalim na pagtaas sa bilis ng pag-ikot kapag ang circuit ng excitation coil ay nagambala ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa kasong ito ang magnetic flux Ф (hanggang sa halaga ng Fost flux mula sa natitirang magnetism) at e. atbp. v. E at tumataas ang kasalukuyang Iya. At dahil ang inilapat na boltahe U ay nananatiling hindi nagbabago, ang rotational frequency n ay tataas sa e. atbp. c. Hindi maaabot ng E ang halagang humigit-kumulang katumbas ng U (na kinakailangan para sa estado ng equilibrium ng armature circuit, kung saan ang E = U — IяΣRя.

Kapag ang pag-load ng baras ay malapit sa na-rate, ang de-koryenteng motor ay titigil sa kaganapan ng isang break sa circuit ng paggulo, dahil ang electromagnetic na sandali na maaaring bumuo ng motor na may makabuluhang pagbawas sa magnetic flux ay bumababa at nagiging mas mababa kaysa sa metalikang kuwintas. ng pagkarga ng baras. Sa kasong ito, ang kasalukuyang Iya ay tumataas din nang husto at ang makina ay dapat na idiskonekta mula sa pinagmumulan ng kuryente.

Dapat tandaan na ang bilis ng pag-ikot n0 ay tumutugma sa isang perpektong idle na bilis kapag ang motor ay hindi kumonsumo ng elektrikal na enerhiya mula sa network at ang electromagnetic moment nito ay zero. Sa totoong mga kondisyon, sa idle mode, ang makina ay kumonsumo mula sa network ng idle kasalukuyang I0, na kinakailangan upang mabayaran ang panloob na pagkawala ng kuryente, at bumuo ng isang tiyak na metalikang kuwintas na M0, na kinakailangan upang mapagtagumpayan ang mga frictional na pwersa sa makina. Samakatuwid, sa katotohanan ang idle speed ay mas mababa sa n0.

Ang pag-asa ng bilis ng pag-ikot n at ang electromagnetic moment M sa kapangyarihan P2 (Larawan 2, c) mula sa baras ng motor, tulad ng sumusunod mula sa isinasaalang-alang na mga relasyon, ay linear. Ang mga dependences ng armature winding current Iya at ang power P1 sa P2 ay halos linear din. Ang kasalukuyang I at power P1 sa P2 = 0 ay kumakatawan sa idle current na I0 at power P0 na natupok sa idle. Ang kurba ng kahusayan ay katangian ng lahat ng mga de-koryenteng makina.

Ang de-koryenteng motor na direktang kasalukuyang parallel na paggulo

Sa de-koryenteng motor na ito (tingnan ang Fig. 1, b) ang excitation windings at ang mga armature ay pinapakain mula sa parehong pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya na may boltahe U. Ang isang regulating rheostat Rpv ay kasama sa circuit ng excitation winding at isang panimulang rheostat Rp ay kasama sa winding circuit sa anchor.

Sa de-koryenteng motor na isinasaalang-alang, mahalagang mayroong isang hiwalay na supply ng armature at excitation winding circuits, bilang isang resulta kung saan ang kasalukuyang paggulo Iv ay hindi nakasalalay sa armature winding current Iv. Samakatuwid, ang parallel excitation motor ay magkakaroon ng parehong mga katangian tulad ng independent excitation motor. Gayunpaman, ang isang parallel excitation motor ay gagana lamang nang normal kapag pinapagana ng isang palaging boltahe na pinagmumulan ng DC.

Kapag ang de-koryenteng motor ay pinalakas ng isang mapagkukunan na may ibang boltahe (generator o kinokontrol na rectifier), ang pagbaba sa supply boltahe U ay nagiging sanhi ng kaukulang pagbaba sa kasalukuyang paggulo Ic at ang magnetic flux Ф, na humahantong sa pagtaas sa armature winding current Iya. Nililimitahan nito ang posibilidad ng pagsasaayos ng bilis ng armature sa pamamagitan ng pagpapalit ng boltahe ng supply U. Samakatuwid, ang mga de-kuryenteng motor na idinisenyo upang paandarin ng generator o kinokontrol na rectifier ay dapat magkaroon ng independiyenteng paggulo.

Electric motor direktang kasalukuyang serye paggulo

Upang limitahan ang panimulang kasalukuyang, ang panimulang rheostat Rp (Larawan 3, a) ay kasama sa circuit ng armature winding (Larawan 3, a) at upang ayusin ang bilis ng pag-ikot na kahanay ng excitation winding sa pamamagitan ng pagsasaayos ng rheostat Maaaring isama ang Rpv.

kanin. 3. Schematic diagram ng DC motor na may series excitation (a) at ang pag-asa ng magnetic flux nito Ф sa kasalukuyang I sa armature winding (b)

kanin. 4. Mga katangian ng DC motor na may sunud-sunod na paggulo: a - mataas na bilis at metalikang kuwintas, b - mekanikal, c - mga manggagawa.

Ang isang tampok na katangian ng de-koryenteng motor na ito ay ang kasalukuyang paggulo Iv ay katumbas o proporsyonal (kapag ang rheostat Rpv ay naka-on) sa kasalukuyang ng armature winding Iya, samakatuwid ang magnetic flux F ay nakasalalay sa pagkarga ng motor (Fig. 3, b) .

Kapag ang armature winding current Iya ay mas mababa sa (0.8-0.9) ng rate na kasalukuyang Inom, ang magnetic system ng makina ay hindi puspos at maaaring ipagpalagay na ang magnetic flux Ф ay nagbabago sa direktang proporsyon sa kasalukuyang Iia. Samakatuwid, ang katangian ng bilis ng motor na de koryente ay magiging malambot - habang tumataas ang kasalukuyang I, ang bilis ng pag-ikot n ay bababa nang husto (Larawan 4, a). Ang pagbaba sa bilis ng pag-ikot n ay dahil sa pagtaas ng boltahe drop IjaΣRja. sa panloob na pagtutol Rα. armature winding circuits, gayundin dahil sa pagtaas ng magnetic flux F.

Ang electromagnetic moment M na may pagtaas sa kasalukuyang Ija ay tataas nang husto, dahil sa kasong ito ang magnetic flux Ф ay tumataas din, iyon ay, ang sandaling M ay magiging proporsyonal sa kasalukuyang Ija. Samakatuwid, kapag ang kasalukuyang Iya ay mas mababa sa (0.8 N-0.9) Inom, ang katangian ng bilis ay may hugis ng hyperbola, at ang katangian ng sandali ay may hugis ng isang parabola.

Sa mga alon Ia> Ia, ang mga dependence ng M at n sa Ia ay linear, dahil sa mode na ito ang magnetic circuit ay magiging puspos at ang magnetic flux Ф ay hindi magbabago kapag nagbago ang kasalukuyang Ia.

Ang mekanikal na katangian, iyon ay, ang pag-asa ng n sa M (Larawan 4, b), ay maaaring itayo sa batayan ng mga dependences ng n at M sa Iya. Bilang karagdagan sa natural na katangian 1, posibleng makakuha ng pamilya ng rheostat na katangian 2, 3 at 4. sa pamamagitan ng pagsasama ng rheostat na may resistensyang Rp sa armature winding circuit.Ang mga katangiang ito ay tumutugma sa iba't ibang mga halaga ng Rn1, Rn2 at Rn3, habang mas mataas ang Rn, mas mababa ang katangian.

Ang mekanikal na katangian ng itinuturing na makina ay malambot at hyperbolic. Sa mababang pag-load, ang magnetic flux Ф ay bumababa nang malaki, ang bilis ng pag-ikot n ay tumataas nang husto at maaaring lumampas sa maximum na pinahihintulutang halaga (ang motor ay tumatakbo nang ligaw). Samakatuwid, ang mga naturang makina ay hindi maaaring gamitin upang magmaneho ng mga mekanismo na tumatakbo sa idle mode at sa ilalim ng mababang pagkarga (iba't ibang mga makina, conveyor, atbp.).

Karaniwan, ang pinakamababang pinapahintulutang load para sa mataas at katamtamang kapangyarihan na mga motor ay (0.2… 0.25) Inom. Upang maiwasan ang pagtakbo ng motor nang walang pag-load, ito ay matatag na konektado sa mekanismo ng drive (may ngipin o bulag na pagkabit); ang paggamit ng belt drive o friction clutch ay hindi katanggap-tanggap.

Sa kabila ng disbentaha na ito, ang mga motor na may sunud-sunod na paggulo ay malawakang ginagamit, lalo na kapag may malaking pagkakaiba sa load torque at malubhang kondisyon ng pagsisimula: sa lahat ng mga traction drive (electric locomotives, diesel locomotives, electric trains, electric cars, electric forklifts, atbp. ), pati na rin sa mga drive ng mga mekanismo ng pag-aangat (cranes, elevator, atbp.).

Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa isang malambot na katangian, ang isang pagtaas sa load torque ay humahantong sa isang mas mababang pagtaas sa kasalukuyang at pagkonsumo ng kuryente kaysa sa mga independyente at parallel-excited na mga motor, dahil sa kung saan ang mga series-excited na motor ay maaaring makatiis ng mas mahusay sa labis na karga.Bilang karagdagan, ang mga motor na ito ay may mas mataas na panimulang torque kaysa sa parallel at independently excited na mga motor, dahil habang ang armature winding current ay tumataas habang nagsisimula, ang magnetic flux ay tumataas din nang naaayon.

Kung ipagpalagay natin, halimbawa, na ang panandaliang inrush current ay maaaring 2 beses ang rate ng operating current ng makina at napapabayaan ang mga epekto ng saturation, armature reaction at pagbaba ng boltahe sa paikot-ikot nito, pagkatapos ay sa isang series-excited na motor, ang ang panimulang metalikang kuwintas ay magiging 4 na beses na mas mataas kaysa sa nominal (kapwa sa kasalukuyang at sa magnetic flux ay tumataas ito ng 2 beses), at sa mga motor na may independyente at parallel na paggulo - 2 beses lamang.

Sa katunayan, dahil sa saturation ng magnetic circuit, ang magnetic flux ay hindi tumataas sa proporsyon sa kasalukuyang, ngunit gayunpaman, ang panimulang metalikang kuwintas ng isang serye-nasasabik na motor, ang iba pang mga bagay na pantay, ay magiging mas malaki kaysa sa panimulang metalikang kuwintas. ng parehong motor na may independiyente o parallel na paggulo.

Ang mga dependences ng n at M sa power P2 ng motor shaft (Larawan 4, c), tulad ng mga sumusunod mula sa mga posisyon na tinalakay sa itaas, ay non-linear, ang dependences ng P1, Ith at η sa P2 ay may parehong anyo bilang para sa mga motor na may parallel arousal.

Mixed excitation direct current electric motor

Sa de-koryenteng motor na ito (Larawan 5, a) ang magnetic flux Ф ay nilikha bilang isang resulta ng magkasanib na pagkilos ng dalawang coils ng paggulo - magkatulad (o independyente) at serye, kung saan ang mga alon ng paggulo Iв1 at Iв2 = Iя

kaya lang

kung saan Fposl — ang magnetic flux ng series coil, depende sa kasalukuyang Ia, Fpar — ang magnetic flux ng parallel coil, na hindi nakadepende sa load (ito ay tinutukoy ng excitation current Ic1).

Ang mekanikal na katangian ng isang de-koryenteng motor na may halo-halong paggulo (Larawan 5, b) ay nasa pagitan ng mga katangian ng mga motor na may parallel (tuwid na linya 1) at serye (curve 2) na paggulo. Depende sa ratio ng magnetomotive forces ng parallel at series windings sa rated mode, ang mga katangian ng mixed-excitation motor ay maaaring tinatayang sa katangian 1 (curve 3 sa mababang ppm ng series winding) o sa katangian 2 (curve 4 sa mababang ppm. v. parallel winding).

kanin. 5. Schematic diagram ng isang de-koryenteng motor na may halo-halong paggulo (a) at mga mekanikal na katangian nito (b)

Ang bentahe ng DC motor na may halo-halong paggulo ay na ito, na may malambot na mekanikal na katangian, ay maaaring gumana nang idle kapag Fposl = 0. Sa mode na ito, ang dalas ng pag-ikot ng armature nito ay tinutukoy ng magnetic flux Fpar at may limitadong halaga (hindi tumatakbo ang makina).