Энергетические режимы работы для двигателей постоянного тока

Вопрос 17. Режимы работы двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Электрическая машина обладает так называемым свойством обратимости, т.е. она может работать как двигателем, преобразуя центрическую энергию в механическую, так и генератором, осу­ществляя обратное преобразование энергии. При этом переход из одногорежима в другой может происходить без изменения схемы включения. При работе двигателей в генераторном режиме на валу электрической машины создается тормозной момент, обеспечива­ющий интенсивное принудительное торможение движения ЭП и, следовательно, расширяющий его возможности по управлению движением исполнительного органа (в частности, при его торможении и реверсе). Энергетический режим работы электрической машины можно определить исходя из взаимных направлений двух переменных: элек­трических (ЭДС и тока) или механических (момента и скоро­сти w).

Режим холостого хода. Двигатель не получает энергии ни из электрической сети (за исключением электроэнергии на возбуждение), ни с вала. (см. рис. а)

Двигательный режим. В этом режиме электрическая энергия поступает из сети, а механическая энергия с вала двигателя передается исполнительному органу (см. рис. б).

Генераторный режим при параллельном соединении с сетью. Двигатель получает механическую энергию от рабочей машины и отдает ее (рекуперирует) в виде электроэнергии в сеть (см. рис. в).

Режим короткого замыкания. В этом режиме электроэнергия поступая из сети, рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи. Механическая энергия с вала двигателя не отдается, т.к. w=0 (см. рис. г).

Генераторный режим при последовательном соединении с сетью. В этом режиме электроэнергия поступает из сети и вырабатывается самим двигателем за счет механической энергии рабочей машины и рассеивается в виде тепла в резисторах цепи якоря (см. рис. д).

Режим автономного генератора. Электроэнергия вырабатывается за счет поступающей с вала механической энергии рабочей машины и рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи (см. рис. е).

Вопрос 18. Расчет мощности и выбор двигателей.

Выбор двигателя производится в следующей последовательности: расчет мощности и предварительный выбор двигателя, проверка выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузки, проверка по нагреву. Если выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям, то выбор на этом заканчивается. Если нет, то выбирается другой двигатель.

Выбор электродвигателя предполагает:

а) выбор рода тока и номинального напряжения, исходя из экономических соображений, с учетом того, что самыми простыми, дешевыми и надежными являются асинхронные двигатели, а самыми дорогими и сложными — двигатели постоянного тока.

Читайте также:  Gdi двигатель глохнет на холостых оборотах

б) выбор номинальной частоты вращения,

в) выбор конструктивного исполнения двигателя, учитывая три фактора: защиту его от воздействия окружающей среды, способ и обеспечение охлаждения и способ монтажа.

Вопрос 19. Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения включением резисторов в цепь якоря. Расчет регулировочных резисторов.

Регулирование скорости с помощью резисторов отличается простотой, т.к. она зависит от последовательного соединения резисторов с обмоткой якоря. Диапазон регулирования небольшой, причина – снижение жестких характеристик по мере увеличения сопротивления резистора. Чаще всего этот способ обеспечивает ступенчатое регулирование скорости. В то же время при использовании этого способа получаются большие потери мощности и соответственно электроэнергии. Потери мощности определяются разностью мощностей: Р1 = Рэл = UI и полезной механической на валу P2 = Pмех = Mw.

DР = Р1-Р2 = UI – Mw

Этот способ применяется для регулирования скорости движения ИО при небольших диапазонах или кратковременной работе на пониженных скоростях.

Расчет регулировочных резисторов.

Метод пропорций. Основан на использовании формулы для перепада скорости:

Rд = Rя (Dwи/Dwс – 1)

Метод отрезков. Этот метод в отличии от предыдущего не требует данных о собственном спротивлении якоря двигателя, которое не всегда указывается в его паспорте, и позволяет определять его по естественной характеристике.

R = Rном Dw/w0 = Rном ac/ad

Таким образом для нахождения Rд следует по характеристикам определить длины отрезков bc и ad при номинальном токе или моменте, рассчитать номинальное сопротивление Rном = Uном/Iном и затем воспользоваться формулой Rд = Rном bc/ad.

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 933 ;

Источник

4.2. Энергетические режимы работы дпт нв

Энергетический режим работы ЭД зависит от механических и электрических координат ЭД, определяющих его механическую и электромагнитную мощности.

Для двигательного режима характерно одинаковое направление скорости и момента и противоположное направление ЭДС и тока, а для генераторного, наоборот, направление ЭДС и тока совпадают, а скорости и момента – нет. Для режима холостого хода характерно равенство нулю тока и момента, а для режима короткого замыкания – равенство нулю ЭДС и скорости двигателя [2].

Следует отметить, что в электродвигателе при любых значениях и знаках ЭДС выполняет функции регулятора тока (момента) как в двигательном, так и в тормозных режимах работы машины.

Схемы и энергетические режимы ДПТ НВ приведены на рисунке 4.8.

Рис. 4.8. Схемы и энергетические режимы ДПТ НВ

На основании рисунка 4.8 можно утверждать:

а) в режиме холостого хода ЭД не получает энергии ни из электрической сети (за исключением электроэнергии на возбуждение), ни с вала;

б) в двигательном режиме ЭД получает электроэнергию и за вычетом потерь в двигателе преобразует ее в механическую, которая отдается с вала ДПТ;

в) в режиме рекуперативного торможения (генераторный режим работы ЭД параллельно с сетью) ЭД получает механическую энергию от рабочей машины и отдает ее (рекуперирует) в виде электроэнергии в сеть, но за вычетом потерь в двигателе;

Читайте также:  Почему троит двигатель опель вектра

г) режим короткого замыкания наступает при . В этом режиме электроэнергия поступает из сети в ЭД и рассеивается в виде тепла в резисторах (сопротивлениях) якорной цепи. Механическая энергия с вала ЭД не отдается, так как ;

д) в режиме торможения противовключением (режим генератора последовательно с сетью) электроэнергия поступает из сети и вырабатывается самим ЭД за счет поступающей на его вал механической энергии и рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи;

е) в режиме динамического торможения (режим генератора независимо от сети) электроэнергия вырабатывается за счет механической энергии, поступающей с вала ЭД и рассеивается в резисторах якорной цепи.

5. Автоматическое управление дпт нв при пуске и торможении при питании его от сети

5.1. Автоматический пуск эд в функции эдс

Схема пуска ЭД приведена на рисунке 5.1.

Рис. 5.1. Схема автоматического пуска ЭД в функции ЭДС

В схеме: КМ – главный контактор; КМ1 и КМ2 – контакторы шунтирования секций пускового реостата (Rд1 и Rд2); Rу1 и Rу2 – настроечные резисторы управления.

Для включения ЭД необходимо нажать на кнопку SB1. Пуск осуществляется в три этапа. При скорости срабатывает контактор КМ1. Он своим контактом КМ1 шунтирует первую секцию пускового реостата Rд1. При скорости срабатывает контактор КМ2, который шунтирует вторую секцию пускового реостата Rд2, и ЭД выходит для работы на естественную механическую характеристику.

Напряжение на катушках контакторов [1]

; (5.1)

, (5.2)

–ток, при котором срабатывают контакторы КМ1 и КМ2 .

Достоинства схемы: простота.

1) при Iс =Мс/кфн > I2 происходит «застревание» скорости на промежуточной механической характеристике;

2) при значительном уменьшении напряжения в сети также происходит «застревание» скорости;

3) нагрев катушек влияет на момент срабатывания контакторов КМ1 и КМ2.

Поэтому такую схему применяют для пуска ЭД небольшой мощности.

Источник

Опишите энергетические режимы работы двигателя постоянного тока независимого возбуждения с помощью соответствующих схем и формул (тормозные режимы работы двигателя)

Опишите энергетические режимы работы двигателя постоянного тока независимого возбуждения с помощью соответствующих схем и формул (режимы короткого замыкания, холостого хода и двигательный).

Энергетический режим работы электрической машины определяется направлением двух пар переменных: электрических (I, E) и механических (M, ω).

При одинаковых направлениях ω и M и разных направлениях тока и ЭДС электрическая машина работает в двигательном режиме. Если направление ω и M не совпадают, а I и E совпадают, то имеет место генераторный режим работы.

Граничными между двигательным и генераторными режимами являются режимы холостого хода и короткого замыкания, в которых одна из электрических и механических переменных равна нулю.

Читайте также:  Двигатель 6hk1 сколько литров масла

Рисунок 2.3 – Энергетические режимы работы ДПТ НВ на статических характеристиках

Рисунок 2.4 – Энергетические режимы работы ДПТ НВ

1)Режим идеального холостого хода(рисунок 2.4,а):

На характеристике (рисунок 2.3) ему соответствует точка А

I= 0,

M= 0,

В режиме идеального холостого хода двигатель не получает энергию ни из электрической сети, ни от исполнительного органа.

2)Двигательный режим(рисунок 2.4,б):

На характеристике (рисунок 2.3) ему соответствует участок 1.

, ,

Электроэнергия потребляется двигателем из сети, преобразовывается в механическую энергию и отдаётся в рабочую машину.

3) Режим короткого замыкания(рисунок 2.4,г):

На характеристике (рисунок 2.3) – точка B. Возникает в двигателе в момент пуска или при принудительной остановке якоря.

ω= 0, E= kФω = 0,

В этом режиме потребляемая из сети электроэнергия рассеивается виде тепла на сопротивлениях якорной цепи.

Энергетический режим работы электрической машины определяется направлением двух пар переменных: электрических (I, E) и механических (M, ω).

При одинаковых направлениях ω и M и разных направлениях тока и ЭДС электрическая машина работает в двигательном режиме. Если направление ω и M не совпадают, а I и E совпадают, то имеет место генераторный режим работы.

Граничными между двигательным и генераторными режимами являются режимы холостого хода и короткого замыкания, в которых одна из электрических и механических переменных равна нулю.

Генераторные режимы работы важны в электроприводе с точки зрения осуществления его торможения, так как в генераторном режиме от исполнительного органа потребляется механическая энергия, что приводит к уменьшению скорости движения электропривода.

Рисунок 2.3 – Энергетические режимы работы ДПТ НВ на статических характеристиках

Рисунок 2.4 – Энергетические режимы работы ДПТ НВ

1) Рекуперативное торможение (генераторный режим работы при параллельном соединении с сетью) (рисунок 2.4,в):

На характеристике (рисунок 2.3) – участок 2. В этом режиме двигатель потребляет механическую энергию от исполнительного органа и в виде ЭЭ отдает ее(рекуперирует) в сеть.

2)Торможение противовключением (генераторный режим работы последовательно с сетью) (рисунок 2.4,д):

На характеристике (рисунок 2.3) – участок 3. Этот режим осуществляется изменением полярности напряжения якоря при сохранении того же направления тока в обмотке возбуждения. Электроэнергия потребляется из сети, а также вырабатывается самим двигателем за счет поступающей с вала МЭ и рассеивается в виде тепла на сопротивлениях якорной цепи.

3)Режим динамического торможения (режим автономного генератора) (рисунок 2.4,е):

На характеристике (рисунок 2.3) – участок 4. Для осуществления этого режима обмотку якоря закорачивают на добавочное сопротивление, а обмотка возбуждения остается подключена к источнику питания. Ток в якоре протекает под действием противоЭДС и взаимодействует с магнитным потоком двигателя, за счет чего достигается эффект торможения.

Дата добавления: 2015-04-24 ; Просмотров: 4075 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Adblock
detector