Продавець «УПК»ФАРВАТЕР» розвиває свій бізнес на Prom.ua 13 років.
Знак PRO означає, що продавець користується одним з платних пакетів послуг Prom.ua з розширеними функціональними можливостями.
Порівняти можливості діючих пакетів
Bigl.ua — приведет к покупке
Кошик
69 відгуків
promo_banner
Насоси Електродвигуни Редуктора Трубопровідна арматура Ремені приводні Підшипники
+380 (50) 363-69-39
+380 (67) 121-43-50

Електродвигун постійного струму загальні відомості

Електродвигун постійного струму загальні відомості

Електродвигуни постійного струму застосовують в тих електроприводах, де потрібен великий діапазон регулювання швидкості, велика точність підтримки швидкості обертання приводу, регулювання швидкості вгору від номінальної.
Як влаштовані електродвигуни постійного струму
Робота електричного двигуна постійного струму заснована на явищі електромагнітної індукції. З основ електротехніки відомо, що на провідник зі струмом, вміщений в магнітне поле, діє сила, що визначається за правилом лівої руки:
F = BIL,
де I — струм, що протікає по провіднику, В — індукція магнітного поля; L — довжина провідника.
При перетині провідником магнітних силових ліній машини в ньому наводиться електрорушійна сила, яка по відношенню до струму в провіднику спрямована проти нього, тому вона називається зворотною або протидіє (проти-е.р.с). Електрична потужність у двигуні перетворюється в механічну і частково витрачається на нагрівання провідника.
Конструктивно всі електричні двигуни постійного струму складаються з індуктора і якоря, розділених повітряним зазором.
Індуктор електродвигуна постійного струму служить для створення нерухомого магнітного поля машини і складається з станини, головних і додаткових полюсів. Станина служить для кріплення головних і додаткових полюсів і є елементом магнітного кола машини. На головних полюсах розташовані обмотки збудження, призначені для створення магнітного поля машини, на додаткових полюсах — спеціальна обмотка, що служить для поліпшення умов комутації.
Якір електродвигуна постійного струму складається з магнітної системи, зібраної з окремих аркушів, робочої обмотки, покладеної в пази, і колектора службовця для підведення робочої обмотки постоянноготока.
Колектор являє собою циліндр, насаджений на вал двигуна і обраний з ізольованих один від одного мідних пластин. На колекторі є виступи-півники, до яких припаяні кінці секцій обмотки якоря. Знімання струму з колектора здійснюється за допомогою щіток, що забезпечують ковзний контакт з колектором. Щітки закріплені в щіткотримачах, які утримують їх у певному положенні і забезпечують необхідну натискання щітки на поверхню колектора. Щітки і щеткодержатели закріплені на траверсі, пов'язаної з корпусом електродвигуна.
Комутація в електродвигунах постійного струму
У процесі роботи електродвигуна постійного струму щітки, ковзаючи по поверхні обертового колектора, послідовно переходять з однієї колекторної пластини на іншу. При цьому відбувається перемикання паралельних секцій обмотки якоря і зміна струму в них. Зміна струму відбувається в той час, коли виток обмотки замкнутий щіткою накоротко. Цей процес перемикання і явища, пов'язані з ним, називаються комутацією.
У момент комутації в короткозамкненої секції обмотки під впливом власного магнітного поля наводиться е. р. с. самоіндукції. Результуюча е. д. с. викликає в короткозамкненої секції додатковий струм, який створює нерівномірний розподіл щільності струму на контактній поверхні щіток. Це обставина вважається основною причиною іскріння колектора під щіткою. Якість комутації оцінюється за ступенем іскріння під сбегающим краєм щітки і визначається за шкалою ступенів іскріння.

Способи збудження електродвигунів постійного струму
Під порушенням електричних машин розуміють створення в них магнітного поля, необхідного для роботи електродвигуна. Схеми збудження електродвигунів постійного струму показані на малюнку.

Схеми збудження електродвигунів постійного струму: а — незалежне, б — паралельне, в — послідовне, р — змішане
За способом збудження електричні двигуни постійного струму поділяють на чотири групи:
1. З незалежним збудженням, у яких обмотка збудження НОВ живиться від стороннього джерела постійного струму.
2. З паралельним збудженням (шунтовые), у яких обмотка збудження ШОВ включається паралельно джерелу живлення обмотки якоря.
3. З послідовним збудженням (сериесные), у яких обмотка збудження СОВ включена послідовно з якірною обмоткою.
4. Двигуни зі змішаним збудженням (компаундные), у яких є послідовна СОВ і паралельна ШОВ обмотки збудження.
Пуск двигунів постійного струму
У початковий момент пуску двигуна якір нерухомий і противо-е. д. с. инапряжение в якорі дорівнює нулю, тому Іп = U / Rя.
Опір ланцюга якоря невелика, тому пусковий струм перевищує в 10 — 20 разів і більше номінальний. Це може викликати значні електродинамічні зусилля в обмотці якоря і надмірний її перегрів, тому пуск двигуна виробляють з допомогою пускових реостатів — активних опорів, що включаються в ланцюг якоря.
Двигуни потужністю до 1 кВт допускають прямий пуск.
Величина опору пускового реостата вибирається по допустимому пускового струму двигуна. Реостат виконують ступінчастим для поліпшення плавності пуску електродвигуна.
На початку пуску вводиться опір реостата. По мірі збільшення швидкості якоря виникає проти-е.р.с, яка обмежує пускові струми. Поступово виводячи щабель за щаблем опір реостата з ланцюга якоря, збільшують підводиться до якоря напруга.
Регулювання частоти обертання електродвигуна постійного струму
Частота обертання двигуна постійного струму:

де U — напруга живильної мережі; Ія — струм якоря; Rя — опір цепн якоря; kc — коефіцієнт, що характеризує магнітну систему; Ф — магнітний потік електродвигуна.
З формули видно, що частоту обертання електродвигуна постійного струму можна регулювати трьома шляхами: зміною потоку збудження електродвигуна, зміною підводиться до електродвигуна напруги і зміною опору в ланцюзі якоря.
Найбільш широке застосування отримали перші два способи регулювання, третій спосіб застосовують рідко: він неекономічний, швидкість двигуна при цьому значно залежить від коливань навантаження. Механічні характеристики, які при цьому утворюються, показані на малюнку.

Механічні характеристики електродвигуна постійного струму при різних способах регулювання частоти обертання
Жирна пряма — це природна залежність швидкості від моменту на валу, або, що те ж, від струму якоря. Пряма природної механічної характеристики дещо відхиляється від горизонтальному штрихової лінії. Це відхилення називають нестабільністю, нежесткостью, іноді статизмом. Група непаралельных прямих I відповідає регулювання швидкості збудженням, паралельні прямі II виходять в результаті зміни напруги якоря, нарешті, віяло III — це результат введення в ланцюг якоря активного опору.
Величину струму збудження двигуна постійного струму можна регулювати з допомогою реостата або будь-якого пристрою, активний опір якого можна змінювати за величиною, наприклад транзистора. При збільшенні опору в ланцюзі струм збудження зменшується, частота обертання двигуна збільшується. При ослабленні магнітного потоку механічні характеристики розташовуються вище природної (тобто вище характеристики при відсутності реостата). Підвищення частоти обертання двигуна викликає посилення іскріння під щітками. Крім того, при роботі електродвигуна з ослабленим потоком зменшується стійкість його роботи, особливо при змінних навантаженнях на валу. Тому межі регулювання швидкості таким способом не перевищують 1,25 — 1,3 від номінальної.
Регулювання зміною напруги вимагає джерела постійного струму, наприклад генератора або перетворювача. Таке регулювання використовують у всіх промислових системах електроприводу: генератор — двигун постійного струму (Р — ДПТ), електромашинний підсилювач — двигун постійного струму (ЕМУ — ДПТ), магнітний підсилювач — двигун постійного струму (МУ — ДПТ), тиристорний перетворювач — двигун постійного струму (Т — ДПТ).

Гальмування електродвигунів постійного струму
В електроприводах з електродвигунами постійного струму застосовують три способи гальмування: динамічне, рекуперативне і гальмування противовключением.
Динамічне гальмування електродвигуна постійного струму здійснюється шляхом замикання обмотки якоря двигуна накоротко або через резистор. При цьому електродвигун постійного струму починає працювати як генератор, перетворюючи накопичену їм механічну енергію в електричну. Ця енергія виділяється у вигляді тепла в опорі, на яке замкнута обмотка якоря. Динамічне гальмування забезпечує точний зупинка електродвигуна.
Рекуперативне гальмування електродвигуна постійного струму здійснюється в тому разі, коли включений в мережу електродвигун обертається виконавчим механізмом з швидкістю, що перевищує швидкість ідеального холостого ходу. Тоді е. д. с, наведена в обмотці двигуна, перевищить значення напруги мережі, струм в обмотці двигуна змінює напрямок на протилежне. Електродвигун переходить на роботу в генераторному режимі, віддаючи енергію в мережу. Одночасно на його валу виникає гальмівний момент. Такой режим может быть получен в приводах подъемных механизмов при опускании груза, а также при регулировании скорости двигателя и во время тормозных процессов в электроприводах постоянного тока.
Рекуперативное торможение двигателя постоянного тока является наиболее экономичным способом, так как в этом случае происходит возврат в сеть электроэнергии. В электроприводе металлорежущих станков этот способ применяют при регулировании скорости в системах Г — ДПТ и ЭМУ — ДПТ.
Гальмування противовключением електродвигуна постійного струму здійснюється шляхом зміни полярності напруги і струму в обмотці якоря. При взаємодії струму якоря з магнітним полем обмотки збудження створюється гальмівний момент, який зменшується у міру зменшення частоти обертання електродвигуна. При зменшенні частоти обертання електродвигуна до нуля електродвигун повинен бути відключений від мережі, інакше він почне розгортатися у зворотний бік.

Наскільки вам зручно на сайті?

Розповісти Feedback form banner