Двигатель — независимое возбуждение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Частоту вращения двигателя независимого возбуждения регулируют изменением величины магнитного потока, вводя в цепь обмотки возбуждения дополнительный резистор. Поток ослабляется и регулирование осуществляется с постоянной мощностью вверх от номинальной частоты вращения. Причем предельная частота вращения ограничивается механической прочностью якоря и условиями коммутации тока.
 [16]

Частоту вращения двигателя независимого возбуждения регулируют путем изменения магнитного потока введением в цепь обмотки возбуждения дополнительного резистора. Поток ослабляется и регулирование осуществляется с постоянной мощностью вверх от номинальной частоты вращения.
 [17]

Частоту вращения двигателя независимого возбуждения регулируют путем изменения величины магнитного потока введением в цепь обмотки возбуждения дополнительного сопротивления. Следовательно, поток ослабляется и регулирование осуществляется с постоянной мощностью вверх от номинальной скорости.
 [18]

Частоту вращения двигателя независимого возбуждения регулируют изменением магнитного потока, вводя в цепь обмотки возбуждения дополнительный резистор. Предельная частота вращения ограничивается механической прочностью якоря и условиями коммутации тока.
 [19]

Таким образом, двигатели независимого возбуждения имеют жесткие естественные скоростную и механическую характеристики.
 [21]

При регулировании скорости двигателя независимого возбуждения путем ослабления магнитного потока потери в цепи обмотки возбуждения уменьшаются, механические же потеря вследствие происходящего при этом увеличения скорости, растут. Потери же в стали меняются незначительно. Поэтому М Ож-но полагать, что при изменении магнитного потока двигателя постоянные потери практически меняются незначительно.
 [22]

Однако наибольшие преимущества двигателя независимого возбуждения проявляются при регулировании скорости вращения путем изменения напряжения на зажимах якоря. Обычно регулирование скорости вращения ведется так, чтобы ток в обмотке якоря оставался приблизительно неизменным. При этом скорость вращения ниже номинальной изменяется напряжением на зажимах якоря при постоянном токе возбуждения, а при скорости вращения выше номинальной — уменьшением тока возбуждения двигателя при постоянном напряжении на зажимах якоря. На первой ступени остается постоянным вращающих. Таким образом, на первой ступени регулировайие ведется при постоянном моменте, а на второй ступени — при постоянной мощности двигателя.
 [24]

Генераторный режим для двигателя независимого возбуждения создается также в случае, когда двигатель, работавший в двигательном режиме с повышенной скоростью при ослабленном магнитном потоке, переводится на более низкую скорость путем усиления потока, например на естественную характеристику.
 [25]

В электроприводах с двигателями независимого возбуждения предусмотрено как двухзонное регулирование частоты вращения, осуществляемое изменением напряжения, подводимого к якорю двигателя, и потоком возбуждения, так и однозонное — изменением напряжения на якоре.
 [26]

Главный привод обычно включает двигатель независимого возбуждения. Реверсирование производится изменением направления тока в якоре контакторами направления В и Я, разгон — замыканием секций реостата, а регулирование скорости — изменением напряжения генератора регулирования магнитного потока-возбуждения. Автоматические двери приводятся в движение шун-товым двигателем постоянного тока с реверсированием его путем изменения направления тока в якоре. Рас-тормаживание механического тормоза производится электромагнитом постоянного тока, включаемым контактором торможения КТ при возбуждении контактора пуска КП. В некоторых схемах катушка контактора пуска КП включается последовательно с контакторами направления В и Я.
 [27]

В случае питания якоря двигателя независимого возбуждения от преобразователя, включающего МУ, возможны режимы прерывистого и непрерывного тока двигателя. Здесь якорь двигателя Д питается от МУ через выпрямительный мост В, состоящий из полупроводниковых диодов.
 [28]

Выше была рассмотрена работа двигателя независимого возбуждения в двигательном режиме, чему соответствовали механические характеристики, представленные на рис. 3.2 и расположенные в первом квадранте координатных осей.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

Управление возбуждением двигателей постоянного тока

Управление двигателями постоянного тока

По способу возбуждения двигатели постоянного тока подразделяются аналогично генераторам на двигатели независимого (рис.1), параллельного (рис.2), последовательного (рис.3) и смешанного (рис.4) возбуждения. При параллельном, последовательном и смешанном возбуждении  напряжение на обмотке возбуждения зависит от напряжения на обмотке якоря, при независимой системе возбуждения, обмотка возбуждения питается от дополнительного источника постоянного тока и не зависит от режима работы и нагрузки двигателя.

 Рис.1 Схема независимого возбуждения

Рис.2 Схема параллельного возбуждения

Рис.3 Схема последовательного возбуждения

Рис.4 Схема смешанного возбуждения

Для регулирования скорости двигателей постоянного тока применяют различные способы.


В общем случае скорость двигателя определяется выражением:

Как видно из выражения (1.1), регулировать скорость двигателя постоянного тока возможно двумя способами:

— Изменением питающего напряжения U

— Изменением магнитного потока машины Ф (изменением тока возбуждения)

Раньше регулирование питающего напряжения встречало трудности связанные с преобразованием напряжения постоянного тока, изменение скорости вращения двигателя осуществлялось с помощью включения в цепь якоря дополнительного регулировочного реостата. Основными недостатками этого метода являются  потери в реостате, через который протекает ток полной нагрузки двигателя, неудобство управления.

Наиболее удобным, распространенным и экономичным способом регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока, является изменение магнитного потока машины (изменение тока возбуждения). Экономия связана с тем, что в данном случае управлять можно не большим током якоря, а малым током возбуждения, что уменьшает потери и удешевляет систему управления.   Однако этот способ позволяет лишь увеличивать скорость вращения двигателя.

Согласно выражению (1.1), с уменьшением Ф скорость возрастает (рис.5). Двигатели рассчитываются для работы при номинальном режиме с наибольшим значением Ф, т. е. с наименьшей величиной n. При таком регулировании к. п. д. двигателя остается высоким, так как мощность возбуждения мала, и потери при регулировании минимальны. Максимальная скорость вращения в данном случае ограничивается механической прочностью машины и условиями ее коммутации.

Рис.5 Характеристики ДПТ при регулировании тока возбуждения

Современные способы регулирования скорости двигателей постоянного тока

Сегодня основным средством управления двигателями постоянного тока становятся современные  тиристорные регуляторы (назовем их “приводы постоянного тока”), их производят множество фирм, специализирующихся на приводной технике (например, Control Techniques, Siemens, Sprint-Electric и т. д.).  Современные приводы постоянного тока позволяют управлять не только скоростью вращения двигателя, но и его моментом (например, на линиях намотки). За счет различных интерфейсов обмена сигналами с автоматизированной системой управления, изменять параметры работы двигателя достаточно просто и удобно.

Приводы постоянного тока могут работать как в одном квадранте, так и во всех четырех, при этом изменяя не только ток обмотки якоря, но и ток обмотки возбуждения — многие приводы имеют встроенные “контроллеры поля”, что дает возможность регулировать скорость двигателя в самом широком диапазоне.

Следует отметить, что “ослабление” поля при задании скорости двигателя выше номинальной, привод  производит автоматически, контроллер поля представляет собой тот же тиристорный регулятор. Встроенные контроллеры поля имеют приводы Mentor, Mentor MP (Control Techniques),  PL, PLX (Sprint-Electric). Остальные модели приводов постоянного тока этих брендов для питания обмотки возбуждения двигателей имеют неуправляемые выпрямители.

Номинальный ток контроллеров возбуждения приводов постоянного тока имеют следующие значения:

Sprint-Electric PL, PLX —  8A (для приводов с номинальным током якоря 12-123A), 16A (для приводов с номинальным током якоря 155-330A), 32A (для приводов с номинальным током якоря 430-630A).

Control Techniques Mentor — M25(R) — M210(R) —  8 А, остальные габариты с неуправляемым выпрямителем.


Control Techniques Mentor  MP —


MP25Ax(R), MP45Ax(R), MP75Ax(R), MP105Ax(R), MP155Ax(R), MP210Ax(R) — 8А


 MP350Ax(R), MP420Ax(R), MP550Ax(R), MP700Ax(R), MP825Ax(R), MP900Ax(R) — 10A


MP1200Ax(R), MP1850Ax(R) — 20А.

Для токов обмотки возбуждения имеющих значение свыше 8А, Control Techniques предлагает внешние контроллеры поля, которые связываются с приводом постоянного тока по цифровой шине — это контроллеры FXM-5 (до 90А) и FXMP-25 (до 25А).

На практике часто встречаются двигатели с низковольтными обмотками возбуждения с большими токами. В данном случае, для изменения тока можно применить приводы постоянного тока, при этом вместо обмотки якоря подключить обмотку возбуждения. Это может быть любой аналоговый или цифровой привод постоянного тока. При использовании в качестве регуляторов поля простых аналоговых преобразователей Sprint-Electric (модели 340, 680, 1220, 340i, 680i, 1220i, 370, 370E, 400E, 800E, 1200E, 400, 800, 1200, 400i, 1600i, 3200i, SL, SLE), производитель рекомендует настраивать их в режим управления моментом.


Привод Mentor MP (Control Techniques) имеет для этого специальный режим.

По всем возникшим вопросам обращайтесь пишите нам на [email protected], тел.(812) 635-9030

Машины постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением

• Основы Главная
• Обзор EM Fields
• Основные машины
• Машины постоянного тока
• Машины переменного тока

• Улучшение дизайна
• Напряжение и крутящий момент
• Коммутация
• Реальные машины
• Раздельное и шунтирующее поле

Поле серии

• Мощность
• Примеры

Модель эквивалентной схемы якоря
машина постоянного тока показана выше. Наведенное напряжение якоря,
\(E_A\) представлен источником напряжения,
подключен через 2 щетки к остальной части цепи. Арматура
сопротивление обмотки \(R_A\) и напряжение на клеммах \(V_T\).

Поведение цепи якоря зависит от потока в
машина, которая традиционно управляется обмоткой возбуждения. Некоторые машины постоянного тока
сконструированы с полем постоянного магнита (ПМ), что приводит к постоянному потоку.
В машине постоянного тока с постоянными магнитами модель цепи якоря является полной моделью цепи.
Мы рассмотрим три типа машин постоянного тока с раневым полем. В машине раненого поля,
поток создается обмоткой возбуждения. Типы машин, которые мы рассмотрим:

1. Отдельное возбуждение
2. Шунт Возбужденный

Серия

3. В восторге

С независимым возбуждением

В машинах с независимым возбуждением обмотка возбуждения независимая
обмотки якоря. Уравнения контура напряжения якоря и обмотки возбуждения:

\[
\begin{выровнено}
V_T & =E_A+I_A R_A \\
V_F & =I_F R_F
\end{выровнено}
\]

Сопротивление цепи возбуждения \(R_F\)
состоит из фактического сопротивления обмотки, \(R_{поле}\)
и переменное сопротивление, \(R_{adj}\), которое может
использоваться для управления током возбуждения.

Поток, создаваемый обмоткой возбуждения, является нелинейной функцией
текущий:

\[
\фи=\фи(I_F)
\]

При более низких уровнях тока зависимость поток-ток является линейной,
но по мере увеличения тока железо в автомате начинает насыщаться. ток поля
(и, следовательно, потоком) можно управлять либо регулировкой сопротивления цепи возбуждения, либо
напряжение питания возбуждения.

Для машины с независимым возбуждением ток якоря равен току якоря
терминальный ток.

С шунтовым возбуждением

С шунтовым возбуждением
возбужденная машина, с ограничением, что напряжение питания обмотки возбуждения
\(V_F\) равно обмотке якоря
напряжение питания, \(V_T\). В этом случае терминал
ток определяется как

\[
I_T=I+A+I_F
\]

Характеристика крутящий момент-скорость

Подстановка уравнений напряжения якоря и крутящего момента

\[
\begin{выровнено}
E_A & =k\phi\omega \\
\ тау & = к \ фи I_A
\end{выровнено}
\] 92}\тау
\]

При анализе уравнения крутящего момента становится очевидным, что
поле машины с независимым возбуждением всегда должно включаться до
напряжение подается на цепь якоря. Если ток возбуждения и поток
ноль, машина теоретически разгонится до бесконечной скорости. (В действительности,
трение будет ограничивать скорость, но может произойти повреждение двигателя. Если там
равен нулю, напряжение якоря равно нулю, и приложено полное напряжение на клеммах.
через сопротивление якоря, что приводит к большим токам и возможному перегреву и
выгорание машины).

Типы генераторов постоянного тока с раздельным возбуждением и самовозбуждением

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Магнитный поток в машине постоянного тока создается катушками возбуждения, по которым течет ток. Циркуляционный ток в обмотках возбуждения создает магнитный поток, и это явление известно как Возбуждение .

Генераторы постоянного тока классифицируют по способам возбуждения их поля.

По возбуждению генераторы постоянного тока классифицируются как Генераторы постоянного тока с независимым возбуждением и Генераторы постоянного тока с самовозбуждением . Также есть генераторы постоянного тока с постоянными магнитами .

Генераторы постоянного тока с самовозбуждением далее классифицируются как Генераторы постоянного тока с параллельной обмоткой ; Генераторы постоянного тока серии с обмоткой и генераторы постоянного тока со смешанной обмоткой .

Генераторы постоянного тока с комбинированной обмоткой подразделяются на длинные генераторы постоянного тока с параллельной обмоткой и генераторы постоянного тока с короткой обмоткой.

Полюс возбуждения генератора постоянного тока неподвижен, а проводник якоря вращается. Напряжение, возникающее в проводнике якоря, носит переменный характер, и это напряжение преобразуется в постоянное напряжение на щетках с помощью коммутатора.

Комплектация:

1. • Генератор постоянного тока с постоянными магнитами
   • Генератор постоянного тока с независимым возбуждением
   • Генератор постоянного тока с самовозбуждением
   • Генератор шунтовой раны

   Генератор ран серии

   • Генератор составных ран

Подробное описание различных типов генераторов приведено ниже.

Генератор постоянного тока с постоянными магнитами

В этом типе генератора постоянного тока вокруг полюсов нет обмотки возбуждения. Поле, создаваемое полюсами этих машин, остается постоянным. Хотя эти машины очень компактны, но используются только в небольших размерах, как динамо-машины в мотоциклах и т. д.

Основным недостатком этих машин является то, что поток, создаваемый магнитами, со временем ухудшается, что изменяет характеристики машины.

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Генератор постоянного тока, обмотка возбуждения которого питается от отдельного или внешнего источника постоянного тока, называется генератором постоянного тока с независимым возбуждением. Поток, создаваемый полюсами, зависит от тока поля с ненасыщенной областью магнитного материала полюсов. т. е. поток прямо пропорционален току возбуждения. Но в области насыщения поток остается постоянным.

Рисунок генератора постоянного тока с самовозбуждением показан ниже:

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Здесь

I _a = I _L , где I _a — ток якоря, а I _L — линейный ток.

Напряжение на клеммах определяется как:

Если известно падение контактной щетки, то уравнение (1) записывается как:

Развиваемая мощность определяется уравнением, показанным ниже: выход определяется уравнением (4), показанным выше.

Генератор постоянного тока с самовозбуждением

Генератор постоянного тока с самовозбуждением представляет собой устройство, в котором ток на обмотку возбуждения подается самим генератором. В генераторе постоянного тока с самовозбуждением катушки возбуждения могут быть соединены параллельно с якорем последовательно или частично последовательно, а частично параллельно с обмотками якоря.

Генератор постоянного тока с самовозбуждением далее классифицируется как

Генератор с шунтовой обмоткой

В генераторе с параллельным возбуждением , обмотка возбуждения подключается поперек обмотки якоря, образуя параллельную или шунтирующую цепь. Следовательно, к нему приложено полное терминальное напряжение. Через нее протекает очень малый ток возбуждения I _ш , поскольку эта обмотка имеет много витков тонкого провода, имеющего очень высокое сопротивление R _ш порядка 100 Ом.

Схема подключения генератора с параллельным возбуждением показана ниже:

Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением

Ток шунтирующего возбуждения определяется как:

Где R _sh — сопротивление обмотки шунтирующего возбуждения.

Поле тока I _ш практически постоянно при всех нагрузках. Поэтому шунтирующая машина постоянного тока считается машиной с постоянным магнитным потоком.

Ток якоря определяется как:

Напряжение на клеммах определяется уравнением, показанным ниже:

Если учитывается падение напряжения на контакте щетки, уравнение напряжения на клеммах принимает вид

Генератор с последовательной обмоткой

Генератор с последовательной обмоткой катушки возбуждения соединены последовательно с обмоткой якоря. По последовательной обмотке возбуждения протекает ток якоря.

Последовательная обмотка возбуждения состоит из нескольких витков провода из толстого провода большей площади поперечного сечения и с малым сопротивлением, обычно порядка менее 1 Ом, поскольку ток якоря имеет очень большую величину.

Его конвекционная схема показана ниже: 9Генератор постоянного тока с обмоткой серии 0033. Ток возбуждения серии

задается как:

R _se известен как последовательное сопротивление обмотки возбуждения.

Напряжение на клеммах задается как:

Если учитывается падение напряжения на щеточном контакте, уравнение напряжения на клеммах записывается как:

Поток, создаваемый последовательной обмоткой возбуждения, прямо пропорционален току, протекающему через нее. Но это верно только до магнитного насыщения, после того как поток насыщения становится постоянным, даже если ток, протекающий через него, увеличивается.

Генератор с комбинированной обмоткой

В генераторе с комбинированной обмоткой имеется две обмотки возбуждения.