Лекции темы 1.2

Механические и электромеханические характеристики
Механические характеристики- это зависимость скорости от момента:
Электромеханической (скоростной) характеристикой называется зависимость скорости от тока
ω = f (I) или n = f (I)
.
или

Естественные и искусственные характеристики
Естественная (основная) характеристика снимается у двигателя при номинальных параметрах сети и при номинальной схеме включения двигателя.
Искусственная характеристика получается при изменении различных параметров с целью получение различной скорости при одной и той же нагрузке.
Критерием механической и электромеханической характеристик является жёсткость - приращение момента по скорости.
*- относительные единицы (отношение текущей величины к номинальной)

Механические характеристики электродвигателей

Механические характеристики рабочих машин

Механические характеристики рабочих машин
2. Линейно возрастающая характеристика.
Х = 1 и Мс ≡ ω. Такой характеристикой обладают зерноочистительные машины.
3. Нелинейно возрастающая (параболическая).
Х= 2 и Мс ≡ ω2 . Вентиляторы, насосы, сепараторы.
4. Нелинейно спадающая.
Х = -1 , Мс ≡ 1/ω. Токарные, расточные, фрезерные станки, зерновые нории.

Механические и электромеханические характеристики двигателя постоянного тока

продолжение
1)
- уравнение баланса энергии
- конструкционный
коэффициент машины
- поток;
2)
3)
- скор ( )

Механические и электромеханические характеристики двигателя постоянного тока
Под регулированием скорости понимается изменения скорости без изменения нагрузки:
Изменение напряжения;
Изменения сопротивления якорной цепи;
Изменения потока возбуждения

ДВИГАТЕЛЬ С НЕЗАВИСИМЫМ (ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ) ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Естественная характеристика- прямая линия

Реверсирование двигателей
Направление вращения М меняется, путём смены направления Ф и I якоря.
ПУСК ДВИГАТЕЛЯ
1)Прямой пуск ( до 8 кВт);
2)Реостатный пуск
3)Пуск с пониженным напряжением в сети

ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПО ПАСПОРТНЫМ ДАННЫМ

Искусственные характеристики ДПТНВ
При изменении сопротивления
При изменении напряжения

Искусственные характеристики
При изменении магнитного потока

Тормозные режимы двигателя
1)Рекуперативный(генераторный): двигатель разгоняется выше скорости идеального холостого хода, ЭДС больше, чем приложенное напряжение, ток и момент меняют свое направление, и двигатель начнёт работать в генераторном режиме.
Наклон характеристики зависит от R, чем оно больше, тем круче характеристика.

Тормозные режимы двигателя
2)Динамическое торможение. Якорь отключается от сети и замыкается на сопротивление, обмотка возбуждения подключена к сети.
Механическая энергия с вала двигателя выделяется в виде тепла на сопротивление в цепи якоря.

3)Режим противовключения. Скорость обратного знака.
ТОРМОЗНЫЕ РЕЖИМЫ ДВИГАТЕЛЯ

РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДПТНВ
rя
2
3
а
б
в
г
д
е

РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДПТНВ
(продолжение)
Аналитический метод
Выбрать пределы изменения тока при пуске:
Определить общее сопротивление цепи якоря при полностью включенном пусковом сопротивлении:
Найти число пусковых ступеней
,
где

РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДПТНВ
(продолжение)
Если число ступеней получается дробным, то его округляют до целого числа и определяют новое значение
Определить значения сопротивлений ступеней пускового реостата
Выполнить проверочный расчет.
.
.

РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДПТ НВ
(продолжение)
Графический метод
Номинальное сопротивление электродвигателя
Масштаб сопротивлений
Сопротивление ступеней пускового реостата
r3=μR.гд

РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДПТ НВ
rя
2
3
а
б
в
г
д
е

ДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
(ДПТ ПВ)
1-опасный;
2-рабочий;
3-пусковой

ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ПО ПАСПОРТНЫМ ДАННЫМ
Строятся характеристики по типовым характеристикам, дающимся в справочниках, причём характеристика даётся в относительных единицах.

ДВИГАТЕЛЬ СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
Неподвижная часть статор состоит из корпуса, сердечника и обмотки. Корпус бывает листовой или сварной. Сердечник находится внутри статора, ось каждой фазы сдвинута на 120о , минимум 3 обмотки, или кратно трём. Обмотки соединены либо звездой, либо треугольником.
Вращающаяся часть ротор. Бывают роторы с коротко замкнутым включением. У двигателей мощностью до 100 кВт заливается прямо в обмотку алюминий (короткозамкнутый ротор); также бывают двигатели с фазным ротором и контактными кольцами. Если мощность больше, 100 кВт, то заклеиваются медные стержни.

.
Принцип работы двигателя. При подаче в статорные обмотки трёхфазного тока образуется магнитное вращающееся поле. Поскольку ротор замкнут, то в этой обмотке возникает ток. А на проводнике с током в магнитном поле действуют силы, и ротор начинает двигаться вслед за полем.
Реверс двигателя осуществляется сменой направления вращения поля (две любых фазы меняются местами).
АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Мера отставания скорости вращение двигателя от скорости поля называется скольжением.
АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Для вывода уравнения механической характеристики пользуются упрощённой схемой замещения
МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АД

Построение естественных характеристик ад по паспортным данным

Регулирование скорости АД
1) изменением скольжения. Возможно только путём введения R доб в цепь ротора (только для двигателя с фазным ротором);

Регулирование скорости АД
2) изменением напряжения на обмотках статора;

Регулирование скорости АД
2) изменением напряжения путем введения сопротивления в цепь статора;

Регулирование скорости АД
3) изменением числа пар полюсов возможно только для многоскоростных двигателей;

Регулирование скорости АД
4) изменением частоты питающего тока (для любых типов двигателей).

Регулирование скорости АД
4) изменением частоты питающего тока (для эффективного использования электродвигателя необходимо с изменением частоты одновременно изменять напряжение).

Пуск асинхронного двигателя
Пусковые свойства двигателя оцениваются пусковыми характеристикам:
- кратность пускового тока - кратность пускового момента
Прямой пуск. применяется для двигателей небольшой мощности. Недостаток - большой пусковой ток малой длительности.
Реактивный пуск. Реактор - это большое индуктивное сопротивление. Под большой нагрузкой двигатель может не провернуться.

Пуск асинхронного двигателя
3) Автотрансформаторный. Сначала подают пониженное напряжение через автотрансформатор, а после разгона дают полное напряжение.
4) С переключением обмоток статора со звезды на треугольник. На звезде напряжение на каждой фазе в раз
меньше, при переключении на треугольник, ток возрастает в
3 раза.
5) Специальные короткозамкнутые двигатели с повышенным пусковым моментом (двигатели с двухколодочным ротором).

Рабочие характеристики асинхронного двигателя
2
3

Пуск асинхронного двигателя (продолжение)
При таком пуске пусковой момент близок к максимуму, а кратность пускового тока снижается до 3 раз.
6) Двигатели с фазным ротором применяют для ответственных пусков.