2.2.4. Пуск двигателей в ход
Из уравнения (2.1) следует, что ток якоря
Ia = (Ua – Ea)/(Ra+Rпр). (2.6)
В начальный момент пуска двигателя якорь неподвижен (n= 0), поэтому и начальный пусковой ток якоря
Iп=Ia(n=0)=Ua/(Ra+Rпр). (2.7)
В нормальных двигателях сопротивление якорной цепи мало, поэтому при прямом пуске, т.е. при непосредственном включении двигателя на номинальное напряжение без добавочного сопротивления Rпр получается большой ток якоря Iп=(10…50)Iн. Это может привести к подгоранию коллектора и щёток, возникновению недопустимо больших ускорений и перегреву обмотки якоря. Прямой пуск можно использовать лишь для микродвигателей, у которых относительно велико сопротивление якорной цепи и мало время пуска из-за малого момента инерции. Для ограничения начального пускового тока якоря согласно уравнению (2.7) необходимо уменьшить напряжение, проводимое к якорной цепи двигателя, или включить в цепь якоря добавочное сопротивление в виде пускового реостата Rпр. Значение сопротивления пускового реостата рассчитывается по допустимому пусковому току Iдоп=(1,4…2,5)Iн. Обычно Rпр Rа.
Двигатель начинает запускаться при положительном динамическом моменте, т.е. если согласно уравнению (2.3) развиваемый электромагнитный момент превышает момент сопротивления. Так как при пуске ток якоря приходится ограничивать, то для обеспечения достаточного момента (2.4) необходимо создавать в двигателе максимально возможный поток возбуждения. Для этого следует перед пуском и во время пуска установить сопротивление регулировочного реостата в цепи возбуждения равным нулю и подать на эту цепь номинальное напряжение.
По мере разгона двигателя появляется и растёт ЭДС Еа, в результате чего постепенно уменьшаются ток Ia, момент М и ускорение d/dt ((2.6), (2.4), (2.3)), и пуск затягивается. Для предотвращения затяжного пуска и обеспечения выхода двигателя на естественную характеристику следует повышать напряжение на якорной цепи, если пуск производился при пониженном напряжении, или уменьшать сопротивление пускового реостата при реостатном пуске с такой интенсивностью, чтобы ток якоря не превосходил допустимого значения.
2.2.5. Скоростные и механические характеристики Скоростная характеристика представляет собой зависимость частоты вращения от тока якоря n=f(Ia), а механическая - от вращающего момента якоря n=f(M) при неизменных напряжениях питающих источников и внешних сопротивлениях в цепях обмоток. При этих условиях ток параллельной или независимой обмоток возбуждения будет также неизменным.
Из уравнений (2.2), (2.1) и (2.4) получается выражение
n =(Ua/CeФ) – Ia(Ra+Rпр)/ CeФ =
= Ua/CeФ) – M(Ra+Rпр)/CeCм(Ф)2 = n0 - n, (2.8)
где n0 называют частотой вращения идеального холостого хода (так как n = n0 только при Ia = 0, М = 0, т.е. при работе двигателя без нагрузки и потерь); n = n0 - n называют изменением частоты вращения.
Характеристики называют естественными, если они соответствуют номинальным значениям напряжения якорной цепи и тока возбуждения при отсутствии добавочных сопротивлений в цепях обмоток. Естественные характеристики двигателей независимого и параллельного возбуждения приведены на рис. 2.3.
Характеристики, соответствующие иным условиям, называют искусственными. Искусственные характеристики получаются при сниженном напряжении якорной цепи Ua< Uн двигателя или при введённом в цепь якоря добавочном сопротивленииRпр, либо при ослабленном поле (Iв < Iвн).
Из уравнения (2.8) видно, что частота вращения идеального холостого хода n0 уменьшается при снижении напряжения Ua и увеличивается при ослаблении поля, но не зависит от сопротивления якорной цепи. В то же время изменение частоты вращения не зависит отUa, но увеличивается при ослаблении поля и введении добавочного сопротивления в цепь якоря, поэтому искусственные скоростные и механические характеристики отличаются от естественных. На рис. 2.4 показаны естественная и искусственные механические характеристики двигателя независимого возбуждения.
Р n
е И1 И2 И3 Iв < Iвн Rпр > 0 Ua < Uaн естественная
M
Рис. 2.4. Естественная (е) и искусственные (И) механические
характеристикидвигателей независимого и параллельного возбуждения
- Исследование электрических машин
- Часть 1
- Содержание
- 2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя . . . . 5
- 6.2.1. Назначение, устройство и принцип действия . . . . . . . . . 32
- 6.2.2. Уравнения и схемы замещения трансформатора . . . . . . .34
- 6.2.3. Характеристики холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
- 6.5. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
- Лабораторная работа № 2 Исследование двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением
- 2.1.Программа лабораторной работы
- 2.2. Краткие теоретические сведения о двигателях постоянного тока
- 2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя
- 2.2.2. Системы электромагнитного возбуждения и обозначения выводов обмоток двигателей
- 2.2.3. Основные уравнения двигателей
- 2.2.4. Пуск двигателей в ход
- 2.3. Объект исследования и необходимое оборудование
- 2.4. Разработка принципиальной электрической схемы опытов
- 2.5. Методические указания к выполнению работы
- 2.5.1. Запуск двигателя
- 2.5.2. Снятие естественных рабочих, скоростной и механической характеристик
- 2.5.3. Снятие искусственных скоростных и механических характеристик
- 2.6. Заключение по работе
- 2.7. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя
- 4.1. Программа лабораторной работы
- 4.2. Принцип действия и устройство асинхронных двигателей
- 4.3. Объект исследования и необходимое оборудование
- 4.4. Разработка принципиальных электрических схем опытов
- 4.5. Измерение сопротивления изоляции обмоток
- 4.6. Определение коэффициента трансформации
- 4.7. Опыт холостого хода
- 4.8. Естественные рабочие характеристики
- 4.9. Механические характеристики
- 4.10. Заключение по работе
- 4.10. Заключение по работе
- 4.11. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 6
- 6.2. Краткие теоретические сведения о трансформаторах
- 6.2.1. Назначение, устройство и принцип действия
- Намагничивающий ток создаёт результирующую мдс Fμ , а она - результирующий магнитный поток взаимной индукции ф.
- 6.2.2. Уравнения и схемы замещения трансформатора
- Сопротивления в относительных единицах для силовых трансформаторов
- 6.2.3. Характеристики холостого хода
- 6.2.4. Характеристики трёхфазного короткого замыкания
- 6.2.5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке
- 6.2.6. Коэффициент полезного действия трансформатора
- 6.2.7. Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов
- Маркировка фаз трехфазных двухобмоточных трансформаторов
- 6.3. Методические указания к выполнению лабораторной работы
- 6.3.1. Объект исследования и необходимое оборудование
- Разработка принципиальных электрических схем
- Опыт холостого хода
- Опыт трёхфазного короткого замыкания
- 6.3.5. Снятие внешней характеристики
- 6.3.6. Экспериментальная проверка группы соединения обмоток
- 6.4. Теоретические расчеты и построения
- 6.5. Заключение по работе
- 6.6. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 12 Исследование трёхфазного синхронного двигателя
- 12.1. Программа лабораторной работы
- 12.2. Принцип действия и устройство синхронных двигателей
- 12.3. Способы пуска синхронного двигателя
- 12.3.2. Асинхронный пуск синхронного двигателя
- 12.5. Объект исследования и необходимое оборудование
- 12.6. Разработка принципиальной электрической схемы для опытов
- 12.7. Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя методом точной синхронизации
- 12.8. Асинхронный пуск синхронного двигателя
- 12.9. Снятие V-образных характеристик
- 12.10. Снятие рабочих и механической характеристик синхронного двигателя
- 12.11. Заключение по работе
- 12.12. Контрольные вопросы
- Библиографический список
- Часть 1