Технологія монтажу та ремонту машин постійного струму (стр. 3 из 5)

Рис. 3.2.4.1. Схема реверсування двигуна постійного струму з паралельним збудженням

Процес зміни швидкості обяртання найбільш економічний і дає можливість плавно регулювати обертання двигуна.

Напрям дії обертального моменту двигуна можна змінити напрямом струму якоря І₁, або змінити напрям струму збудження. Схему реверсування двигуна з паралельним збудженням показано на схемі 3.2.4.1. Напрям струму в обмотці збудження змінюють перемикачем П.

3.3 Характеристика двигунів постійного струму

Властивості всіх електричних двигунів і, зокрема, постійного струму визначають за сукупністю трьох видів характеристик: пускових, робочих і регулювальних.

Пускові характеристики визначають властивості двигуна від моменту пуску до переходу його до усталеного режиму роботи. До цих характеристик належать пусковий струм

, пусковий момент , час пуску і т.п.

Робочі характеристики визначають властивості двигуна при усталеному режимі роботи. До них належать залежність n, M,

і при . До робочих характеристик належить і механічна характеристика двигуна при і .

Регулювальні хаарктеристмики визначають властивості двигунів при регулюванні швидкості їх обертання. До них належать межі й характер регулювання (плавний чи ступінчастий), а також простота і надійність регулюючої апаратури.

Розглянемо робочі характеристики двигунів з паралельним і послідовним збудженням.

3.3.1 Робочі характеристики двигунів з паралельним збудженням

Робочі характеристики двигуна з паралельним збудженням показано на рисунку 3.3.1.1. Вони є виразом залежності швидкості обертання n від струму якоря

, електромагнітного моменту М і ККД η від корисної потужності Р₂ на валу двигуна при сталій номінальній напрузі на його затискачах і сталому струмі збудження , тобто n, M, і при і .

Рис. 3.3.1.1. Робочі характеристики двигуна з паралельним збудженням

Іноді розглядають залежність

і від корисного моменту валу , або залежність і від струму в якорі .

Швидкісна характеристика

.

При номінальній напрузі і відсутності навантаження (холостий хід) струм якоря буде незначним і визначиться ординатою ОА.

Збільшення навантаження на валу двигуна є збільшенням гальмівного моменту. При цьому оберти двигуна і проти-ЕРС повільно зменшуються. І з зменшенням проти-ЕРС струм якоря збільшиться, а це зумовить збільшення обертального моменту двигуна, оскільки він пропорційний струму.

Обертальний момент збільшуватиметься доти, поки не зрівняється з гальмівним моментом. При цьому встановлюється нова постійна швидкість обертання, яка відповідає новому навантаженню двигуна. У цьому полягає принцип саморегулювання двигунів. Зменшення швидкості обертання при навантаженні двигуна становить всього 5-10 % номінальних обертів. Це пояснюється тим, що магнітний потік, створений струмом обмотки збудження, при всіх навантаженнях залишається сталим Ф ~

, а результуючий магнітний потік із збільшенням навантаження трохи зменшується завдяки реакції якоря, що веде до збереження швидкості двигуна.

Залежність моменту і струму якоря від навантаження: М і

. При сталих обертах корисний обертальний момент буде пропорційний корисній потужності й крива перетвориться в пряму. Із збільшенням навантаження швидкості обертання n зменшується, отже, щоб потужність Р₂ була так само корисною, обертальному моменту М треба мати більше значення, ніж при . Тому крива із збільшенням навантаження відхиляється в бік більших значень.

Згідно з формули

при струму якоря треба б змінюватися прямо пропорційно моменту, але потік Ф при збільшенні навантаження трохи зменшується внаслідок розмагнічуючої дії реакції якоря. Отже, для створення того самого моменту струму якоря треба мати більше значення, ніж при . Тому крива більше вигнута, ніж крива .

Залежність ККД двигунів від Р₂.

ККД двигуна визначається формулою

,

де

– повна споживна потужність, а – сумарні втрати в двигуні.

При холостому ході

.

При невеликому, але зростаючому навантаженні сумарні втрати (в основному втрати на тертя) залишаються практично сталими. ККД при цьому зростає, бо чисельник рівняння

зростає швидше, ніж знаменник. При значному навантаженні дуже зростають втрати в обмотці якоря, тому що вони пропорційні квадрату струму. При навантаженні 0,7 – 0,8 % від номінального ККД двигуна починає зменшуватися.

Механічна характеристика двигуна з паралельним збудженням є залежністю

при , і .

Враховуючи

і зробивши невеликі перетворення, матимемо рівняння залежності швидкості обертання від моменту:

.