Тема: Исследование двигателя постоянного тока последовательного       возбуждения.

Цель: Изучить устройство, принцип действия и технические параметры двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.

 

Задание

 

1. Зарисовать схему включения.

2. Рассчитать основные параметры двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

3. Ответить на контрольные вопросы.

 

Теоретические сведения

Схема включения в сеть двигателей постоянного тока последовательного возбуждения показана на рисунке 17.1. Здесь ток якоря является в то же время и током возбуждения, и потому пусковой реостат R _пуск изменяет и ток в якоре, и ток в обмотке возбуждения. При холостом ходе или очень малых нагрузках ток в якоре, как мы знаем, должен быть очень мал, т. е. индуцированная э. д. с. Е _i должна быть почти равна напряжению сети. Но при очень малом токе через якорь и обмотку возбуждения слабо и поле обмотки возбуждения. Поэтому при малой нагрузке необходимая э. д. с. может быть получена только за счет очень большой частоты вращения двигателя. Вследствие этого при очень малых токах (малой нагрузке) частота вращения двигателя с последовательным возбуждением становится настолько большой, что это может стать опасным с точки зрения механической прочности двигателя.

Говорят, что двигатель идет «вразнос». Это недопустимо, и поэтому двигатели с последовательным возбуждением нельзя пускать в ход без нагрузки или с малой нагрузкой (меньшей 20…25 % от нормальной мощности двигателя). По этой же причине не рекомендуется соединять эти двигатели со станками или другими машинами ременными или канатными передачами, так как обрыв или случайный сброс ремня приведет к «разносу» двигателя. Таким образом, в двигателях с последовательным возбуждением при возрастании нагрузки увеличиваются ток в якоре и магнитное поле индуктора; поэтому частота вращения двигателя резко падает, а развиваемый им вращающий момент резко возрастает.

Эти свойства двигателей с последовательным возбуждением делают их наиболее удобными для применения на транспорте (трамваи, троллейбусы, электропоезда) и в подъемных устройствах (кранах), так как в этих случаях необходимо иметь в момент пуска при очень большой нагрузке большие вращающие моменты при малых частотах вращения, а при меньших нагрузках (на нормальном ходу) меньшие моменты и большие частоты.

Напряжение на зажимах двигателя:

 

U = Е + r _я I _я

Для двигателя последовательного возбуждения

 

I _я = I _н = I _в

КПД двигателя равен отношению мощности отдаваемой к мощности потребляемой

где Σ P - суммарные потери мощности генератора;

P ₁ - мощность, передаваемая генератору от привода;

Р ₂ - полезная мощность генератора, отдаваемая в сеть нагрузки.

К потерям мощности двигателя относят электрические потери в обмотках якоря Р _аи возбуждения Р _в,механические потери и потери в стали. Электромагнитная мощность двигателя

Р _эм = I _я Е

Мощность, подводимая к двигателю:

P ₁ = I _н U _н,

           

где I _н - номинальный ток двигателя,

U _н - номинальное напряжение сети.

Вращающий электромагнитный момент двигателя при номинальном режиме

Рисунок 17.1 – Схема двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Задача

Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением отдает полезную мощность Р ₂ и потребляет из сети мощность P ₁при напряжении U _ном. Двигатель развивает полезный момент М при частоте вращения якоря п. Сила тока в цепи якоря равна I, противо-ЭДС в обмотке якоря Е. Потери мощности в обмотках якоря и возбуждения равны Р _а. Сопротивление обмоток якоря и возбуждения R _a + R _пc. В момент пуска двигатель потребляет из сети пусковой ток I _п. Коэффициент полезного действия двигателя равен η _дв. Схема двигателя приведена на рисунке 17.1. Используя данные, приведенные в таблице 17.1, определить все величины, отмеченные прочерками в таблице вариантов.

 

Таблица 17.1 – Исходные данные к задаче

Величина	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р ном2, кВт	44,0	-	-	21,0	-	-	-	-	5,0	10,0
Р 1, кВт	51,3	-	4,5	-	10	-	11	-	6,7	-
U ном, В	-	110	-	250	-	220	110	440	440	-
М ном Нм	296	35	20	310	48	-	79,5	880	-	-
n ном об/мин	-	-	1800	-	1600	1200	-	510	1030	1200
I ном, А	205	39	-	-	45,5	33	-	-	-	100
Е, В	-	-	-	-	208	-	-	-	417	-
Р а, А	2270	300	-	-	-	-	800	-	-	-
R a + R пc, Ом	-	-	0,55	0,13	-	0,74	-	0,054	-	0,08
I п, А	-	-	400	-	-	-	-	-	-	-
η дв	-	0,85	-	0,84	-	0,76	0,91	0,78	-	0,905

 

Контрольные вопросы

1. Какие требования предъявляются к пуску ДПТ последовательного возбуждения?

2.  Поясните, как осуществляется пуск ДПТ последовательного возбуждения.

3.  Перечислите, какие характеристики ДПТ называются рабочими и при соблюдении каких условий они получаются.

4. Каким образом регулируют ток возбуждения в двигателе последовательного возбуждения?

5. Какие способы регулирования частоты вращения применяются в двигателях последовательного возбуждения?

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 18