ДЦ мотори

У овим електромоторима се користе електромотори једносмерне струје где је потребан велики опсег контроле брзине, висока тачност одржавања обртне брзине погона и контрола брзине изнад називне брзине.

Како раде ДЦ мотори?

Рад једносмерног електромотора заснива се на феномен електромагнетне индукције… Из основа електротехнике је познато да се поставља струјни проводник магнетно поље, сила одређена левим правилом делује:

Ф = БИЛ,

где је И струја која тече кроз жицу, В је индукција магнетног поља; Л је дужина жице.

Када жица пређе линије магнетног поља машине према унутра, она се индукује електромоторна сила, која је у односу на струју у проводнику усмерена против ње, па се зато назива супротна или супротна (контра-д. д. с). Електрична снага у мотору се претвара у механичку снагу и делимично се троши на загревање жице.

Структурно, сви ДЦ електромотори се састоје од индуктора и арматуре раздвојених ваздушним размаком.

Индукторски електромотор једносмерне струје служи за стварање стационарног магнетног поља машине и састоји се од оквира, главног и додатних полова. Оквир служи за фиксирање главног и помоћног стуба и елемент је магнетног кола машине. Узбудљиви калемови се налазе на главним половима дизајнираним да створе магнетно поље машине, на додатним половима - посебан калем за побољшање услова комутације.

Сидрени електромотор једносмерне струје састоји се од магнетног система састављеног од појединачних листова, радног намотаја постављеног у жљебове и колекционар служи за прилаз радном калему константне струје.

Колектор је цилиндар набијен на осовину мотора и изабран од изолованог пријатеља од стране пријатеља на бакарним плочама. Колектор има испупчења за коцковање, на које су крајеви секција залемљени завојницама. Прикупљање струје из колектора врши се помоћу четкица које обезбеђују клизни контакт са колектором. Четке су фиксиране у држачима четкица који их држе у одређеном положају и обезбеђују потребан притисак четком на површину колектора. Четке и држачи четкица су фиксирани на траверзи, повезани са електромотором каросерије.

Комутација у електромоторима једносмерне струје

Када електрични мотор ради, једносмерне четке које клизе по површини ротирајућег колектора прелазе сукцесивно са једне плоче колектора на другу. У овом случају, паралелни делови намотаја арматуре се пребацују и струја у њима се мења. Промена струје се дешава док је завој намотаја кратко спојен четком. Овај процес пребацивања и сродни феномени се називају комутација.

У тренутку пребацивања, е се индукује у краткоспојеном делу завојнице под утицајем сопственог магнетног поља. итд. в. самоиндукција. Добијени е. итд. ц) изазива додатну струју у кратком споју, што ствара неравномерну дистрибуцију густине струје на контактној површини четкица. Ова околност се сматра главним разлогом за стварање лука колектора испод четке. Квалитет комутације се оцењује по степену варничења испод задње ивице четке и одређује се скалом степена варничења.

Методе побуде електромотора једносмерном струјом

Побуђен електричним машинама, разумем стварање магнетног поља у њима, неопходног за рад електромотора... Кола за побудне електромоторе једносмерне струје приказана на слици.

Кругови за побуду ДЦ мотора: а — независни, б — паралелни, ц — серијски, д — мешовити

Према начину побуде, ДЦ електромотори се деле у четири групе:

1. Независно узбуђени где се НОВ побудни калем напаја екстерним извором једносмерне струје.

2. Са паралелном побудом (шантом), у којој је побудни намотај СХОВ повезан паралелно са извором напајања арматурног намотаја.

3. Са серијском побудом (серијски), где је ИДС побудни намотај повезан у серију са намотајем арматуре.

4. Мотори мешовите побуде (комбиновани) који имају серијски ИДС и паралелни СХОВ побудног намотаја.

Врсте ДЦ мотора

ДЦ мотори се разликују првенствено по природи побуде. Мотори могу бити независне, серијске и мешовите побуде.Паралелно, узбуђење се може занемарити. Чак и ако је намотај поља повезан на исту мрежу из које се напаја арматурно коло, тада ни у овом случају струја побуде не зависи од струје арматуре, пошто се мрежа за напајање може сматрати мрежом бесконачне снаге, и напон је сталан.

Намотај поља је увек повезан директно на мрежу и стога увођење додатног отпора у арматурно коло нема утицаја на режим побуде. Специфичности да постоји са паралелном побудом у генераторима, не може бити овде.

ДЦ мотори мале снаге често користе трајни магнет. Истовремено, коло за укључивање мотора је значајно поједностављено, потрошња бакра је смањена. Међутим, треба напоменути да иако је намотај поља искључен, димензије и тежина магнетног система нису ниже него код електромагнетне побуде машине.

Особине мотора у великој мери су одређене њиховим системом. узбуђење.

Што је већа величина мотора, већи је природни обртни момент и, сходно томе, снага. Стога, са већом брзином ротације и истим димензијама, можете добити више снаге мотора. У том погледу, по правилу, дизајнирани су ДЦ мотори, посебно са малом снагом при великој брзини — 1000-6000 о/мин.

Међутим, треба имати на уму да је брзина ротације радних тела производних машина знатно мања. Због тога се између мотора и радне машине мора уградити мењач.Што је већа брзина мотора, мењач постаје сложенији и скупљи. У инсталацијама велике снаге, где је мењач скупа јединица, мотори су пројектовани на знатно нижим брзинама.

Такође треба имати на уму да механички мењач увек доноси значајну грешку. Због тога је у прецизним инсталацијама пожељно користити моторе мале брзине, који би се могли повезати са радним телима директно или преко најједноставнијег преноса. С тим у вези, појавили су се такозвани мотори са великим обртним моментом при малим брзинама ротације. Ови мотори се широко користе у машинама за сечење метала, где су зглобни са померајућим телима без икаквих међувеза помоћу кугличних вијака.

Електромотори се такође разликују по дизајну када се знаци односе на услове њиховог рада. За нормалне услове користе се такозвани отворени и заштићени мотори, ваздушно хлађене просторије у којима се уграђују.

Ваздух се удувава кроз канале машине помоћу вентилатора постављеног на осовину мотора. Затворени мотори хлађени спољашњом ребрастом површином или спољном струјом ваздуха користе се у агресивним срединама. Коначно, доступни су специјални мотори за експлозивну атмосферу.

Специфични захтеви за дизајн мотора су представљени када је потребно обезбедити високе перформансе — брз ток процеса убрзања и успоравања. У овом случају, мотор мора имати посебну геометрију — мали пречник арматуре са својом дугом дужином.

Да би се смањила индуктивност намотаја, не полаже се у канале, већ на површину глатке арматуре.Намотај је фиксиран лепком као што је епоксидна смола. Код мале индуктивности намотаја битно је да се побољшају комутациони услови колектора, нема потребе за додатним половима, може се користити колектор мањих димензија. Ово последње додатно смањује момент инерције арматуре мотора.

Још веће могућности за смањење механичке инерције пружа употреба шупље арматуре, која је цилиндар од изолационог материјала. На површини овог цилиндра налази се намотај направљен штампањем, штанцањем или цртањем на шаблону на специјалној машини. Намотај је фиксиран лепљивим материјалима.

Унутар ротационог цилиндра за стварање стаза, челично језгро је неопходно за пролаз магнетног флукса. Код мотора са глатким и шупљим арматурама, услед повећања зазора у магнетном колу услед увођења намотаја и изолационих материјала у њих, потребна сила магнетизирања за спровођење потребног магнетног флукса значајно се повећава. Сходно томе, магнетни систем се испоставља да је развијенији.

Мотори мале инерције такође укључују моторе са диском. Дискови на које се наносе или лепе намотаји, направљени од танког изолационог материјала који се не деформише, на пример стакло. Магнетни систем у биполарној верзији састоји се од две стезаљке, од којих се у једној налазе калемови побуде. Због ниске индуктивности намотаја арматуре, машина, по правилу, нема колектор, а струја се уклања четкама директно са намотаја.

Такође треба поменути и линеарни мотор, који не обезбеђује ротационо и транслационо кретање.Представља мотор, магнетни систем на коме се налази и стубови су монтирани на линији кретања арматуре и одговарајућег радног тела машине. Сидро је обично дизајнирано као сидро ниске инерције. Величина и цена мотора су велики, јер је потребан значајан број стубова да би се обезбедило кретање дуж дате деонице пута.

Покретање ДЦ мотора

У почетном тренутку покретања мотора, арматура је стационарна и супротна. итд. ц) напон у арматури је једнак нули, дакле Ип = У / Риа.

Отпор кола арматуре је мали, тако да ударна струја прелази 10-20 пута или више номиналне. Ово може изазвати значајне електродинамички напори у намотају арматуре и његовом прекомерном прегревању, због чега мотор почиње да се користи стартни реостати — активни отпори укључени у коло арматуре.

Мотори до 1 кВ се могу директно покренути.

Вредност отпора стартног реостата се бира према дозвољеној стартној струји мотора. Реостат се прави у фазама како би се побољшала глаткоћа покретања електромотора.

На почетку старта уноси се цео отпор реостата. Како се брзина сидра повећава, појављује се контра-е. д. с, чиме се ограничавају ударне струје.Постепено уклањајући корак по корак отпор реостата из кола арматуре, напон који се доводи у арматуру се повећава.

Електромотор за контролу брзине једносмерне струје

ДЦ брзина мотора:

где је У напон напајања; Ииа — струја арматуре; Ри је отпор арматуре кола; кц — коефицијент који карактерише магнетни систем; Ф је магнетни флукс електромотора.

Из формуле се види да се брзина ротације електромотора једносмерна струја може подесити на три начина: променом побудног флукса електромотора, променом напона који се доводи до електромотора и променом отпора у колу арматуре. .

Прве две методе управљања добиле су најширу употребу, трећа метода се ретко користи: неекономична је и брзина мотора значајно зависи од флуктуација оптерећења. Добијене механичке особине су приказане на Сл.

Механичке карактеристике ДЦ мотора са различитим методама регулације брзине

Подебљана линија је природна зависност брзине од обртног момента вратила, или, што је исто, од струје арматуре. Права линија са природним механичким карактеристикама донекле одступа од хоризонталне испрекидане линије. Ово одступање се назива нестабилност, неригидност, понекад етатизам. Група непаралелних правих линија И одговара регулацији брзине побуђивањем, паралелне праве ИИ се добијају као резултат промене напона арматуре, на крају вентилатор ИИИ је резултат увођења активног отпора у коло арматуре.

Величина побудне струје ДЦ мотора може се контролисати помоћу реостата или било ког уређаја чији отпор може варирати у величини, као што је транзистор. Како се отпор у колу повећава, струја поља се смањује, брзина мотора се повећава.На Када магнетни флукс ослаби, механичке карактеристике су изнад природних (тј. изнад карактеристика у одсуству реостата). Повећање брзине мотора доводи до повећања варничења испод четкица. Поред тога, када електромотор ради са ослабљеним флуксом, стабилност његовог рада се смањује, посебно са променљивим оптерећењима вратила. Због тога ограничења брзине на овај начин не прелазе 1,25 — 1,3 пута од номиналне.

Регулација напона захтева извор константне струје као што је генератор или претварач. Слична регулација се користи у свим индустријским електро погонским системима: генератор - једносмерни погон (Г - ДПТ), појачавач електричних машина - ДЦ мотор (ЕМУ - ДПТ), магнетни појачавач - ДЦ мотор (МУ - ДПТ), тиристорски претварач — ДЦ мотор (Т — ДПТ).

Зауставите електромоторе једносмерну струју

У електричним погонима са електромоторима једносмерне струје користе се три начина кочења: динамичко, регенеративно и опозиционо кочење.

Динамичко кочење ДЦ мотора се врши кратким спојем намотаја арматуре мотора или отпорник… У коме ДЦ мотор почиње да ради као генератор, претварајући ускладиштену механичку енергију у електричну енергију. Ова енергија се ослобађа као топлота у отпору на који је намотај арматуре затворен. Динамичко кочење обезбеђује прецизно кочење мотором.

Регенеративно кочење ДЦ мотор ради када је прикључен на мрежу електромотор који се ротира погонским механизмом брзином која прелази идеалну брзину у празном ходу. Затим д.итд. индуковане у намотају мотора ће премашити вредност линијског напона, струја у намотају мотора ће обрнути смер. Електромотор ради у генераторском режиму, дајући енергију мрежи. Истовремено на његовој осовини долази до момента кочења. Такав режим се може добити у погонима механизама за подизање при спуштању терета, као и при регулисању брзине мотора и током процеса кочења у електричним погонима са једносмерном струјом.

Регенеративно кочење ДЦ мотора је најекономичнији метод, јер се у овом случају електрична енергија враћа у мрежу. У електричном погону машина за сечење метала, овај метод се користи за контролу брзине у Г — ДПТ и ЕМУ — ДПТ системима.

Заустављање опозиционог ДЦ мотора се врши променом поларитета напона и струје у намотају арматуре. Када струја арматуре ступи у интеракцију са магнетним пољем побудног намотаја, ствара се кочиони момент, који се смањује како се брзина ротације електромотора смањује. Када се брзина електромотора смањи на нулу, електромотор мора бити искључен из мреже, иначе ће почети да се окреће у супротном смеру.