Номинальные данные работы двигателя

Номинальный режим работы двигателя пост тока

В паспорте двигателя и справочной литературе на двигатели постоянного тока указаны следующие технические данные: номинальные напряжение Uи, мощность Pн, частота вращения nн, ток Iн, КПД.

Под номинальным Uн понимают напряжение, на которое рассчитаны обмотка якоря и коллектор, а также в большинстве случаев и параллельная обмотка возбуждения. С учетом номинального напряжения выбирают электроизоляционные материалы двигателя.

Номинальный ток Iн – максимально допустимый ток (потребляемый из сети), при котором двигатель нагревается до наибольшей допустимой температуры, работая в том режиме (длительном, повторно-кратковременном, кратковременном), на который рассчитан:

где Iян — ток якоря при номинальной нагрузке; Iвн – ток обмотки возбуждения при номинальном напряжении.

Следует отметить, что ток возбуждения Iвн двигателя параллельного возбуждения сравнительно мал, поэтому при номинальной нагрузке обычно принимают

Номинальная мощность Рн — это мощность, развиваемая двигателем на валу при работе с номинальной нагрузкой (моментом) и при номинальной частоте вращения nн.

Частота вращения nн, и КПД соответствуют работе двигателя с током Iн, напряжением Uн без дополнительных резисторов в цепях двигателя.

В общем случае мощность на валу P2, момент М и частота вращения n связаны соотношением:

Потребляемая двигателем из сети мощность Р1, величины P2, КПД, U, I связаны соотношениями: где

Очевидно, что эти соотношения справедливы также и для номинального режима работы двигателя.

8.11. Двигатель с последовательным возбуждением.

У такого двигателя ток якоря является одновременно и током возбуждения, т.к. обмотка возбуждения включена последовательно с якорем. По этой причине магнитный поток двигателя изменяется с изменением нагрузки. Скорость двигателя :

n =[ U – Iя (Rя + Rв)] / c∙Φ, где

Rя – сопротивление якоря

Rв – сопротивление обмотки возбуждения.

Скоростная характеристика двигателя посл. возбуждения.

На этом графике представлена скоростная характеристика двигателя последовательного возбуждения.

Из этой характеристики видно, что скорость двигателя сильно зависит от нагрузки. При увеличении нагрузки увеличивается падение на сопротивлении обмоток при одновременном увеличении магнитного потока, что приводит к значительному уменьшению скорости вращения. Поэтому такие двигатели не следует пускать вхолостую или с малой нагрузкой. Двигатели с последовательным возбуждением применяют в тех случаях, когда необходим большой пусковой момент или способность выдерживать кратковременные перегрузки. Они используются в качестве тяговых двигателей в трамваях, троллейбусах, метро и электровозах, а также на подъёмных кранах и для пуска двигателей внутреннего сгорания (стартеры).

8.12. Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением

На каждом полюсе такого двигателя имеются две обмотки – параллельная и последовательная. Их можно включить так, чтобы магнитные потоки складывались (согласное включение) или вычитались (встречное включение). Формулы для скорости вращения и вращающего момента для такого двигателя:

n = (U – Iя ∙ Rя ) / c∙( Φпарал. +/- Φпосл.)

М = c ∙ Iя ∙ (Φпарал. +/- Φпосл.)

Читайте также:  Как раскалывать двигатель от мотоцикла

В зависимости от соотношения магнитных потоков двигатель со смешанным возбуждением по своим свойствам приближается либо к двигателю с последовательным возбуждением, либо к двигателю с параллельным возбуждением. Как правило, у таких двигателей последовательная обмотка является главной (рабочей), а параллельная – вспомогательной. Благодаря наличию магнитного потока параллельной обмотки, скорость такого двигателя не может сильно возрастать на малых нагрузках. Двигатели с согласным включением применяются, когда необходим большой пусковой момент и регулировка скорости при переменных нагрузках. Двигатели со встречным включением обмоток применяются в тех случаях, когда необходима постоянная скорость при изменяющейся нагрузке.

Для изменения направления вращения двигателя постоянного тока надо изменить направление тока либо в обмотке возбуждения, либо в обмотке якоря. Изменением полярности на клеммах машины можно поменять направление вращения только в двигателе с постоянным магнитом или независимым возбуждением. В других двигателях надо изменить направление тока либо в якорной обмотке, либо в обмотке возбуждения. Двигатель постоянного тока нельзя включать подсоединением полного напряжения. Пусковой ток машин постоянного тока где-то в 20 раз превышает номинальный ток (он тем больше, чем больше и быстрее мотор). В больших машинах пусковой ток может превышать номинальный ток в 50 раз.

Большой ток вызывает в коллекторе круговое искрение и разрушает коллектор. Для включения применяют плавное увеличение напряжения или пусковые реостаты. Прямое включение допускается при низких напряжениях в случае маленьких двигателей, у которых сопротивление обмотки якоря большое.

Реакция якоря.

При холостом ходе машины постоянного тока магнитное поле создается только обмотками полюсов. Появление тока в проводниках якоря при нагрузке сопровождается возникновением магнитного поля якоря. Поскольку направление токов в проводниках между щетками неизменно, поле вращающегося якоря оказывается неподвижным относительно щеток и полюсов возбуждения.

Oбмотка якоря становится аналогичной соленоиду, ось которого совпадает с линией щеток, поэтому, когда щетки установлены на геометрических нейтралях, поток якоря является поперечным по отношению к потоку возбуждения, а его влияние на последний называется поперечной реакцией якоря. Построив вектор результирующего потока, видим, что он теперь поворачивается относительно геометрической оси главных полюсов. Поле машины становится несимметричным, физические нейтрали поворачиваются относительно геометрических. В генераторе они смещаются в сторону вращения якоря, в двигателе — против направления вращения якоря.

Под физической нейтралью будем понимать линию, проходящую через центр якоря и проводника обмотки якоря, в которой индуктируемая результирующим магнитным потоком ЭДС равна нулю. Поперечная реакция якоря мало влияет на показатели работы машины, это влияние обычно не учитывают. Однако при смещении щеток с геометрической нейтрали в потоке якоря появляется продольная составляющая, ее влияние на поток полюсов называют продольной реакцией якоря. Она может носить как намагничивающий, так и размагничивающий характер. В общем случае реакция якоря приводит к искажению поля под полюсами и изменению потока полюсов. Первое может вызвать значительное усиление искрения под щетками (вплоть до появления кругового огня на коллекторе), а последнее в генераторе изменяет напряжение на зажимах, а в двигателе вращающий момент и частоту вращения якоря.

Читайте также:  Характеристика работы дизельного двигателя

Для ослабления реакции якоря увеличивают воздушный зазор между статором и якорем, используют специальные короткозамкнутые витки в пазах полюсных наконечников. В машинах большой мощности для этих целей применяется специальная компенсационная обмотка. Она укладывается в пазы полюсных наконечников, а включается последовательно в цепь якоря, ее поток уравновешивает продольный поток якоря.

Источник

Номинальные данные работы двигателя

Главное меню

Судовые двигатели

Современная электромишиностроительная промышленность выпускает электродвигатели, имеющие различную мощность, назначение, исполнение и т. д. Выпускаются электродви­гатели, обладающие специальными свойствами, которые отве­чают требованиям отдельных отраслей хозяйства и даже от­дельных механизмов. Например, специальные электродвигате­ли выпускаются для привода механизмов, кранов, судовых па­лубных и вспомогательных механизмов, металлорежущих стан­ков, для металлургической, угольной, текстильной промышлен­ности.

В основу расчета всех выпускаемых электродвигателей по­ложены вполне определенные условия, при которых обеспечи­вается нормальная безаварийная их работа. Расчетные условия выражаются определенными техническими показателями, называемыми номинальными данными. К номинальным данным электродвигателей постоянного тока относятся: мощность на валу, напряжение, величина тока, число оборотов в минуту и к. п. д.

Для асинхронных электродвигателей к номинальным данным относятся также коэффициент мощности (cos ?) и частота тока, а для электродвигателей с фазным ротором — ток ротора и на­пряжение между контактными кольцами.

Номинальные данные записаны на табличке (в паспорте), которая прикрепляется к корпусу электродвигателя. Кроме но­минальных данных, на табличке могут быть указаны сопротивление обмотки якоря и обмоток возбуждения, число витков по­следовательной и параллельной обмоток и другие вспомога­тельные величины.

Источник

Номинальные данные работы двигателя

§ 1.2. НОМИНАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Каждая электрическая машина имеет паспортную табличку, выбитую на металлической пластине и прикрепленную к корпусу. В этой табличке указаны тип машины и ее номинальные данные, характеризующие основные энергетические показатели и условия работы, на которые она рассчитана. К номинальным данным относятся: мощность, напряжение, ток, частота вращения, частота переменного тока, коэффициент полезного действия, (КПД), число фаз, коэффициент мощности и режим работы (длительный, кратковременный и т. п.)*. Кроме того, в паспортной табличке приведены следующие данные: завод-изготовитель, год выпуска, класс изоляции, а также дополнительные данные, необходимые для монтажа и эксплуатации машины (масса, схема включения обмоток и др.). Термин «номинальный» можно применять и к величинам, не приведенным в паспортной табличке, но относящимся к ее номинальному режиму, например номинальный вращающий момент, номинальное скольжение и др.

Номинальной мощностью электрической машины называют мощность, на которую рассчитана данная машина по условиям нагревания и безаварийной работы в течение установленного срока службы. Для электрических двигателей под номинальной мощностью понимают полезную механическую мощность на валу, выраженную в ваттах или киловаттах; для генераторов постоянного тока — полезную электрическую мощность на зажимах машины (в ваттах или киловаттах); для генераторов переменного тока — полную электрическую мощность на зажимах (в вольт-амперах или киловольт-амперах). Номинальные мощности всех видов электрических машин и трансформаторов стандартизованы; точно так же стандартизованы номинальные частоты вращения электрических машин.

Читайте также:  Какое масло лить в двигатель грузовика марка масла

Электрические машины могут работать и при неноминальных условиях (уменьшенная или увеличенная мощность, напряжение и ток, отличные от номинальных, и т. п.). Однако при работе в этих условиях энергетические показатели машины отличаются от паспортных данных. Обычно при нагрузках, меньших номинальной, КПД и коэффициент мощности машины меньше номинальных. При нагрузках, больших номинальной, появляется опасность чрезмерного повышения температуры частей электрической машины, в первую очередь ее обмоток, что может привести к преждевременному выходу из строя изоляции обмоток и, следовательно, всей машины. Максимально допустимая температура обмотки зависит от свойств применяемой изоляции (ее класса) и срока службы машины и составляет от 105 до 180 o С. Предельно допустимые температуры различных частей обмоток регламентируются общесоюзными стандартами (ГОСТами), имеющими силу законов.

В ГОСТы на электрические машины и трансформаторы включаются также другие нормативные материалы, главнымобразом определяющие допустимые кратковременные перегрузки и методы испытания машины и отдельных ее частей, а также основные условия эксплуатации машины данного типа. Материалы, включаемые в ГОСТы, проверены многолетней практикой производства и эксплуатации, т. е. имеют статистическое обоснование.

Эксплуатация и производство новых видов электрических машин нормируются техническими условиями, которые согласовываются и утверждаются организациями, проектирующими, изготавливающими и эксплуатирующими данные машины.

Электрические машины являются обратимыми, т. е. они могут работать и в генераторном, и в двигательном режимах. Точно так же в электромашинном преобразователе и трансформаторе направление преобразования электрической энергии может быть изменено на обратное. Однако выпускаемые электропромышленностью машины обычно предназначаются для предпочтительной работы в каком-то одном режиме. Это позволяет лучше приспособить машину к требованиям эксплуатации, не делая ее чрезмерно тяжелой и дорогой.

Электрические машины выпускают на стандартные напряжения, согласованные со стандартными напряжениями электри­ческих сетей. Стандартные напряжения генераторов примерно на 5 — 10% выше, чем двигателей; например, если стандартное напряжение двигателя 220 В, то стандартное напряжение генератора — 230 В и т. п. Разница в стандартных напряжениях двигателей и генераторов обусловлена потерями напряжения в электрических сетях, к которым подключены генераторы и двигатели. В трансформаторах стандартные напряжения на первичных обмотках принимаются равными «двигательным», а на вторичных обмотках — «генераторным».

Машины переменного тока предназначены, как правило, для работы с синусоидальным напряжением, симметричным по фазам. Неизбежные отклонения от этих условий регламентируются ГОСТами. Так, например, длительные отклонения по значению напряжения в сети, питающей силовое оборудование, не должны превышать — 5 % и +10 %; коэффициент искажения синусоидальной кривой должен быть не более 5% и т. п. Машины, работающие совместно с вентильными преобразователями, обычно имеют несинусоидальные напряжение и ток, что вызывает в них дополнительные потери энергии и повышает температуру обмоток и магнитопровода машины. Режимы работы таких машин регламентируются специальными техническими условиями.

Источник

Adblock
detector