Электродвигатели постоянного тока смешанного возбуждения: Особенности электродвигателя постоянного тока со смешанным возбуждением

Электротехника

Электротехника

Двигатели постоянного тока с различными системами возбуждения

Подробности

Категория: Оборудование

• ремонт
• электродвигатель
• трансформатор
• оборудование
• повреждения

Содержание материала

• Неисправности электрооборудования и способы их устранения
• Устройство силового трансформатора
• Принцип действия трансформатора, хх и кз
• Пускорегулирующая аппаратура
• Устройство электрических машин постоянного тока
• Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока
• Двигатели постоянного тока с различными системами возбуждения
• Устройство синхронных машин
• Низкое сопротивление изоляции обмоток электрических машин
• Пропитка и сушка обмоток электрических машин
• Сушка обмоток силовых трансформаторов
• Способы сушки обмоток силовых трансформаторов
• Определение качества трансформаторного масла
• Механические неисправности электрических машин
• Работа асинхронного двигателя при неноминальных условиях
• Внутренний обрыв одной фазы статора асинхронного двигателя
• Другие неисправности асинхронного двигателя
• Неисправности обмоток статора и ротора асинхронного двигателя
• Соединение обмотки асинхронного двигателя с корпусом
• Междуфазное замыкание двигателя
• Маркировка выводных концов электрических машин переменного тока
• Определение паспортных данных асинхронного электродвигателя
• Установки повышенной частоты из двух асинхронных машин и их неисправности
• Неисправности машин постоянного тока и способы их устранения
• Маркировка выводных концов машин постоянного тока,       паспортные данные
• Неисравности синхронных машин и способы их устраненияе
• Неисправности силовых трансформаторов и способы их устранения
• Разборка и сборка, маркировка выводных концов трансформатора
• Неисправности пускорегулирующей аппаратуры и способы их устранения
• Вопросы по технике безопасности при испытаниях и ремонте электрооборудования

Страница 7 из 30

Существует две системы возбуждения двигателей постоянного тока: возбуждение от постоянных магнитов; возбуждение от сети, питающей двигатель.

Наиболее распространена вторая система возбуждения. Двигатели с возбуждением от сети встречаются трех видов: с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. Рассмотрим двигатели с наиболее распространенными системами возбуждения.

Рис. 49. Характеристики двигателя параллельного возбуждения:

а — скоростная; б — моментная; ев— к.п.д.; г — механические.

Двигатель с параллельным возбуждением и его характеристики. Обмотка возбуждения двигателя располагается на основных полюсах и включается параллельно с якорем в сеть (рис. 48). Электрическую энергию двигатель получает от сети через рубильник 4 и преобразует ее в механическую энергию, которая используется рабочей машиной 3.

Рис. 48. Схема включения двигателя параллельного возбуждения:
1— якорь; 2 — обмотка возбуждения; 3 — рабочая машина; 4 — рубильник; 5— реостат в цепи якоря; 6 — реостат в цепи возбуждения.

Механическая характеристика двигателя — зависимость частоты вращения от момента при низменных напряжении и токе возбуждения, а также при постоянном добавочном сопротивлении в цепи якоря. При отсутствии добавочного сопротивления в якорной цепи получается естественная характеристика. Свойство механических характеристик при различных сопротивлениях в якорной цепи показано на рисунке 49, г.

1— якорь; 2 — обмотка возбуждения; 3— рабочая машина; 4 — рубильник; 5 — реостат в цепи якоря.
Рис. 51. Характеристики двигателя последовательного возбуждения:

а — скоростная, б — моментная; I в — к. п. д.; г — механические.

Рис. 50. Схема включения двигателя последовательного возбуждения:

Двигатель с последовательным возбуждением и его характеристики. Обмотка возбуждения двигателя располагается на основных полюсах и включается последовательно с якорем в сеть (рис. 50).
Скоростная характеристика — зависимости частоты вращения якоря от полезной мощности на валу при неизменном напряжении якорной цепи. В двигателе последовательного возбуждения ток якоря является одновременно и током возбуждения; с увеличением ток; якоря растет магнитный поток машины. При увеличении полезной мощности на валу частота вращения уменьшается главным образом из-за увеличения магнитного потока, а также из-за падения напряжения в якорной це Пи (см. формулу 67). Скоростная характеристика показана на рисунке 51, а. Двигатель последовательного возбуждения нельзя включать без нагрузки, так как часто та вращения в этом случае может достигнуть опасно; величины.                       

Моментная характеристика — зависимости момента от полезной мощности на валу при неизменной напряжения якорной цепи (рис. 51,б). Момент двигателя увеличивается прямопропорционально току якоря и потоку, а поток зависит от тока. В двигателе последовательного возбуждения момент изменяется почти пропорционально квадрату тока.

Рис. 52. Схема включения двигателя смешанного возбуждения:

Характеристика к. п. д.— зависимость к. п. д. от полезной мощности на валу при неизменном напряжении якорной цепи (рис. 51,в). Эта характеристика аналогична характеристике двигателя параллельного возбуждения.
1— якорь; 2 — параллельная обмотка           возбуждения;

3 — последовательная обмотка возбуждения; 4 — рабочая машина; 5— рубильник; 6— реостат в цепи якоря; 7 — реостат в цепи параллельной обмотки возбуждения.
Механическая характеристика — зависимость частоты вращения от момента при неизменном напряжении якорной цепи (по форме напоминает скоростную характеристику). Семейство механических характеристик показано на рисунке 51, г.

Двигатель смешанного возбуждения и его характеристики.
Параллельную и последовательную обмотки возбуждения двигателя располагают на основных полюсах. Схема включения двигателя смешанного возбуждения сказана на рисунке 52. В двигателе смешанного возбуждения магнитный поток машины создается двумя обмотками:
(68)
де Фш и Фс—соответственно потоки параллельной и последовательной обмоток.

Обмотки возбуждения можно включать согласно, в том случае потоки складываются, при встречном включении — поток последовательной обмотки вычитается из потока параллельной обмотки.
Наиболее распространенным является согласное включение обмоток возбуждения. При этом характеристики двигателя занимают промежуточное положение между характеристиками двигателей параллельного и последовательного возбуждения, но ближе к первым.

Регулирование частоты вращения двигателей

Из формулы 67 следует, что частоту вращения двигателей можно менять изменением напряжения на якорь (якорной цепи) и изменением потока.

При введении добавочного сопротивления в якорную цепь частота вращения уменьшается. При уменьшении потока частота вращения растет.
В двигателе параллельного возбуждения поток можно уменьшить введением сопротивления в цепь возбуждения.

В двигателях последовательного возбуждения поток можно уменьшить шунтированием обмотки возбуждена а увеличить шунтированием обмотки якоря. Частоту вращения двигателей постоянного тока можно плавно peгулировать в широких пределах при высоком к. п. д. — это их главное преимущество перед асинхронными двигателями.

Потери в машинах постоянного тока

Суммарные потери в машине постоянного тока выражаются формулой:
(691
где Рмах— механические потери, Вт; рс—потери в стали, Вт; рм—потери в меди якоря, Вт; рв—потери в обмотках возбуждения, Вт; рщ— потери в щетках, Вт; рд—добавочные потери, Вт.

Коэффициент полезного действия может быть определен по формуле 44.

• Назад
• Вперёд

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Книги
• Оборудование
• Электрические машины

Еще по теме:

• Сроки устранения дефектов электрических машин
• Устранение некоторых неисправностей комплектующих узлов силового трансформатора
• Устранение неисправностей на активной части силового трансформатора
• Устранение дефектов изоляции обмоток статоров и роторов электродвигателей в условиях АЭС
• Подготовка трансформатора к ремонту. Дефектировка в собранном виде

Анализ отказоустойчивого двигателя постоянного тока с гибридным возбуждением

Чтобы прочитать это содержимое, выберите один из следующих вариантов:

Паоло Болоньези
(Кафедра электрических систем и автоматизации, Пизанский университет, Пиза, Италия)

Франческо Папини
(Кафедра электрических систем и автоматизации, Пизанский университет, Пиза, Италия)

Отторино Бруно
(Кафедра электрических систем и автоматизации, Пизанский университет, Пиза, Италия)

COMPEL — международный журнал по вычислениям и математике в электротехнике и электронной технике.

ISSN :
0332-1649

Дата публикации статьи: 14 сентября 2010 г.

Загрузки

435

Аннотация

Назначение

–

Целью данной статьи является исследование использования решений гибридного возбуждения с одновременным использованием постоянных магнитов и катушек возбуждения для машин постоянного тока, предназначенных для работы в качестве ядра высоконадежных приводов в критически важных приложениях, питаемых от батарей (например, пожарных). насосы пожаротушения, дымососы и т. д.), где требуется примерно постоянная скорость и предписано минимальное использование электронных устройств для повышения общей надежности.

Дизайн/методология/подход

–

Высоконадежный двигатель постоянного тока с гибридным возбуждением, первоначально разработанный на основе теоретических соображений, затем анализируется с использованием специально разработанных 2D и 3D электромагнитных моделей методом конечных элементов (МКЭ) в статических, динамических, нормальных и неисправных условиях.

Находки

–

Результаты моделирования подтверждают, что правильно спроектированные приводы, использующие двигатели постоянного тока с гибридным возбуждением, могут представлять собой эффективное решение для приложений, требующих очень высокой надежности при питании постоянным током с ограниченной возможностью регулирования скорости.

Ограничения/последствия исследования

–

Используемая методология имеет обычные пределы точности анализа методом конечных элементов: гистерезис не учитывается, 2D-моделирование пренебрегает осевой составляющей полей, в 2D-динамическом анализе электрически разрывные многослойные сердечники моделируются как ортотропные непрерывные части, работа коммутатора аппроксимируется с помощью сети резисторов, зависящей от положения, а ток возбуждения, обеспечиваемый прерывателями, приблизительно считается постоянным.

Практические последствия

– Двигатели постоянного тока с гибридным возбуждением

, которые могут быть легко изготовлены с использованием существующего оборудования и отработанных технологий, могут стать интересным решением для аварийных приводов, требующих минимальных возможностей регулирования и очень высокой надежности при прямом питании постоянным током.

Оригинальность/ценность

–

Гибридное возбуждение мало исследовано в литературе, особенно для двигателей постоянного тока, хотя такое решение может оказаться потенциально интересным, особенно когда требуется ограниченная возможность регулировки потока.

Ключевые слова

• Электродвигатели
• Надежность продукта
• Отказоустойчивость
• Электроэлементы
• Постоянный ток

Цитата

Болоньези, П. , Папини, Ф. и Бруно, О. (2010), «Анализ отказоустойчивого двигателя постоянного тока с гибридным возбуждением», COMPEL — Международный журнал по вычислениям и математике в электротехнике и электронной технике , Vol. . 29 № 5, стр. 1361-1379. https://doi.org/10.1108/03321641011061551

Издатель

:

Изумруд Групп Паблишинг Лимитед

Авторское право © 2010, Emerald Group Publishing Limited.

Статьи по теме

Анализ отказоустойчивого двигателя постоянного тока с гибридным возбуждением

Чтобы прочитать этот контент, выберите один из вариантов ниже:

Паоло Болоньези
(Кафедра электрических систем и автоматизации, Пизанский университет, Пиза, Италия)

Франческо Папини
(Кафедра электрических систем и автоматизации, Пизанский университет, Пиза, Италия)

Отторино Бруно
(Кафедра электрических систем и автоматизации, Пизанский университет, Пиза, Италия)

COMPEL — международный журнал по вычислениям и математике в электротехнике и электронной технике.

ISSN :
0332-1649

Дата публикации статьи: 14 сентября 2010 г.

Загрузки

435

Аннотация

Назначение

–

Целью данной статьи является исследование использования решений гибридного возбуждения с одновременным использованием постоянных магнитов и катушек возбуждения для машин постоянного тока, предназначенных для работы в качестве ядра высоконадежных приводов в критически важных приложениях, питаемых от батарей (например, пожарных). насосы пожаротушения, дымососы и т. д.), где требуется примерно постоянная скорость и предписано минимальное использование электронных устройств для повышения общей надежности.

Дизайн/методология/подход

–

Высоконадежный двигатель постоянного тока с гибридным возбуждением, первоначально разработанный на основе теоретических соображений, затем анализируется с использованием специально разработанных 2D и 3D электромагнитных моделей методом конечных элементов (МКЭ) в статических, динамических, нормальных и неисправных условиях.

Находки

–

Результаты моделирования подтверждают, что правильно спроектированные приводы, использующие двигатели постоянного тока с гибридным возбуждением, могут представлять собой эффективное решение для приложений, требующих очень высокой надежности при питании постоянным током с ограниченной возможностью регулирования скорости.

Ограничения/последствия исследования

–

Используемая методология имеет обычные пределы точности анализа методом конечных элементов: гистерезис не учитывается, 2D-моделирование пренебрегает осевой составляющей полей, в 2D-динамическом анализе электрически разрывные многослойные сердечники моделируются как ортотропные непрерывные части, работа коммутатора аппроксимируется с помощью сети резисторов, зависящей от положения, а ток возбуждения, обеспечиваемый прерывателями, приблизительно считается постоянным.

Практические последствия

– Двигатели постоянного тока с гибридным возбуждением

, которые могут быть легко изготовлены с использованием существующего оборудования и отработанных технологий, могут стать интересным решением для аварийных приводов, требующих минимальных возможностей регулирования и очень высокой надежности при прямом питании постоянным током.

Оригинальность/ценность

–

Гибридное возбуждение мало исследовано в литературе, особенно для двигателей постоянного тока, хотя такое решение может оказаться потенциально интересным, особенно когда требуется ограниченная возможность регулировки потока.

Ключевые слова

• Электродвигатели
• Надежность продукта
• Отказоустойчивость
• Электроэлементы
• Постоянный ток

Цитата

Болоньези, П.