www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90 91 92


Рис. 5-54. Генератор со смешанным возбуждением.

Рис. 5-55. Внешние характеристики генераторов со смешанным возбуждением.

ТОК в обмотке возбуждения, то напряжение растет вместе с нагрузкой. Однако напряжение будет расти только до некоторого предела, так как дальнейшее увеличение тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток лишь в небольшой степени из-за насыщения стальных участков тлагнитной иепи машины. Ток в обмотке якоря вызывает все большее умень-ишние напряжения как вследствие реакции якоря, так и вследствие падения напряжения в сопротивлении пели якоря. Поэтому в дальнейшем при увеличении нагрузочного тока напряжение уменьшается. Генераторы с последовательным возбуждением на практике применяются в редких случаях и только в специальных схемах.

д) Генератор со смешанным возбуждением. Схема генератора со смешанным возбуждением приведена на рис. 15-54. Можно ее изменить, соединив конец параллельной обмотки возбуждения а с точкой Ь. Полученная в этом случае схема принципиально не будет отличаться от приведенной на рис. 5-54.

Мы видели, что у генератора с параллельным возбуждением напряжение при.увеличении нагрузки падает и что для поддержания его постоянным нужно увеличивать ток возбуждения.

В, генераторе со смешанным возбуждением последовательная обмотка при увеличении нагрузки автоматически увеличивает магнитный поток соответственно току, проходящему по ней.

Таки.м образом, создается возможность иметь почти постоянное напряжение при любых нагрузках. Внешняя характеристика генератора имеет вид, представленный на рис. 5-55 (кривая а). Для получения этой характеристики последовательную обмотку нужно присоединить таким образом, чтобы поток, создаваемый ею, складывался с потоком, создаваемым параллельной обмоткой. Такое соединение последовательной обмотки называется согласным. Оно наиболее часто применяется на практике. При встречном (дифференциальном) включении обеих обмоток - последовательной и параллельной - напряжение при увеличении нагрузки будет резко падать (кривая с на рис. 5-55).

В некоторых случаях применяются генераторы, которые автоматически поддерживают приблизительно постоянное напряжение в конце линии на зажимах приемников. Их внешняя характеристика представлена на рис. 5-55 (кривая Ь).

5-10. Двигатели

а) Общие вопросы теории. Для того чтобы двигатель вращался с постоянной скоростью, развиваемый им момент М должен равняться тормозящему моменту нагрузки Л1ст -

М = (5-51)

Если это равенство нарушается, то скорость вращения двигателя уменьшается или увеличивается до тех пор, пока снова момент двигателя не будет уравновешен моментом нагрузки.

Устойчивая работа двигателя постоянного тока, так же как и асинхронного двигателя (см. sect; 3-14,а), может быть только при выполнении условия

dn

(5-52)

.Встречается название laquo;компаундный генератор raquo;.

Это условие выполняется при кривых изменения моментов М и Мст, показанных на рис. 5-56,а, и не выполняется при кривых, показанных на рис. 5-56,6.

Действительно, в случае кривых рис. 5-56,а при возмущении режима работы, вызвавшем увеличение скорости вращения (положительное приращение Дп), после прекращения возму-



УстойчаВая работа


работа


Рис. 5-56. Кривые вращающих моментов. М - двигателя: М. - нагрузочного.

щения двигатель вернется в исходную точку, так как тормозящий моментуЙст больше момента двигателя Al(AiVfcT gt; gt;ДуИ); при отрицательном приращении А/г момент двигателя Ni больше тормозящего момента Мст(АЛ} gt;АЛ}ст). следовательно, двигатель после прекращения возмущения также вернется в исходную точку. Обратные соотношения получаются в случае кривых моментов рис. 5-56,6; при таких кривых двигатель не может работать устойчиво.

Обычно для устойчивой работы двигателя необходимо, чтобы при увеличении его скорости вращения развиваемый им вращающий момент уменьшался.

Для изменения направления вращения (для реверсирования) двигателя нужно изменить или направление магнитного потока, или направление тока в обмотке якоря; одновременное же изменение направлений потока и тока якоря не приведет к изменению направления вращения, в чем мы можем убедиться, пользу?5Сь laquo;правилом левой руки raquo;.

При пуске двигателей в ход, т. е. при включении их в сеть, необходимо последовательно с обмоткой якоря соединить добавочное сопротивление, которое называется пусковым реостатом.

Если бы не было в цепи якоря пускового реостата, то прн пуске в первый мо.мент мы получили бы ток в якоре

(5-53)

где 2 gt; - сумма всех сопротивлений внутренней цепи якоря (вклю-

I Здесь мы пренебрегаем влиянием индуктивности цепи якоря, которая несколько уменьшает пусковой ток в начальный период.

чая и сопротивление переходных контактов щеток). Так как сопротивление !/ мало, то

ток в якоре 1юлучился бы во много раз

больше номинального.

Для примера возьмем нормальный двигатель мощностью 10 кат при напряжении f = = 110 в, номинальном токе / = 108 в и сопротивлении 1г = 0,08 ом. Начальный пусковой ток этого двигателя, если бы мы его включили в сеть без пускового реостата, был бы:

= 1 375 а.

а-~0,0d

т. е. превосходил бы почти в 13 раз номинальный ток.

От такого тока могли бы пострадать обмотка якоря и прежде всего коллектор и щетки. Поэтому необходимо последовательно с якорем включать добавочное сопротивление Гд, чтобы пусковой ток, равный теперь

К-=- (5-54)

не превышал допустимого для двигателя. Так как время пуска сравнительно невелико, то пусковой ток берут несколько больше номинального, доводя его для небольших двигателей до двукратного значения номинального тока.

При пуске двигатель развивает начальный пусковой момент. Двигатель начинает вращаться; в его обмотке якоря начинает наводиться э. д. с. Еа-Применяя laquo;правило левой руки raquo;, найдем направление вращения двигателя; применяя при этом laquo;правило правой рукн raquo;, найдем, что наведенная в якоре э. д. с. направлена против тока и, следовательно, против приложенного к двигателю напряжения. Поэтому она называется п рот и в о- э.д. с. или обратной э. д. с. Ее роль при работе машины двигателем была впервые выяснена в работах Э. X. Ленца и Б. С. Якоби.

При вращении двигателя ток в якоре определяется равенством

(5-55)

По мере нарастания скорости враще--ния и пропорциональной ей обратной э. д. с. Еа добавочное сопротивление нужно уменьшать, т. е. выводить пу-



сковой реостат. Выводить пусковой реостат нужно постепенно, чтобы успевали расти скорость вращения и обратная э. д. с.

Ток в якоре при нормальной работе двигателя, когда выведен весь рео-сгат,

/ . (5-56)

Согласно изложенному выще можем

написать уравнение напряжений двигателя:

UE+Ij:r. (5-57)

Найдем скорость вращения двигателя. Из (5-14) следует;

Е==с.пФ; (5-58)

отсюда, учитывая (5-57), получим:

/г = с =с ~! . (5-59)

где с =--=-

- постоянная ве-

а 60

личина.

Из (5-59) следует, что скорость вращения прямо пропорциональна э. д. с. якоря Е и обратно пропорциональна магнитному потоку Ф.

В зависимости от способа возбуждения различают двигатели: с параллельным, с последовательным и со смешанным возбуждением.

б) Двигатель с параллельным возбуждением. Схема двигателя с параллельным возбуждением представлена на рис. 5-57. Пусковой реостат здес имеет три зажима. Один из них (ручка реостата) присоединяется к сети; другой (конец пускового сопротивления)- к якорю; третий (полоска, по которой скользит ручка реостата)- к обмотке возбуждения или через регулировочный реостат Rp, или непосредственно.

Пусковбй реостат имеет холостой контакт, не соединенный с пусковым сопротивлением, выполняемый иногда нз какого-нибудь изоляционного материала.

Первый контакт пускового реостата соединяется с полоской, к которой при-

Встречается название laquo;шунювий двИ1а-


Рис. 5-57. Двигатель с параллельным возбуждением.

соединена обмотка возбуждения (f-VHc. 5-57). Это делается для того, чтобы цепь возбуждения при остановке двигателя, когда ручка реостата ставится на холостой контакт, была замкнута. Она при этом будет замкнута на обмотку якоря, пусковое сопротивление и регулировочный реостат, если он имеется.

Энергия магнитного поля, запасенная в магнитной системе машины, будет постепенно переходить в электрическую энергию; уменьшение магнитного потока, сцепляющегося с обмоткой возбуждения, вызовет в ней сравнительно небольшую э. д. с. Резкий же разрыв цепи возбуждения при наличии в ней тока приводит к быстрому изменению потока и, следовательно, к появлению большой э. д. с. в обмотке возбуждения, опасной для ее изоляции.

Выключать рубильник следует после того, как ручка реостата поставлена на холостой контакт. Отключая двигатель,указанным способом, мы предохраняем контакты рубильника от подгорания и сеть от резкого изменения нагрузки; кроме того, при следующем включении двигателя в сеть мы обеспечиваем пуск его при включенном пусковом реостате.

Магнитный поток Ф двигателя с параллельным возбуждением при /в = = const изменяется из-за реакции якоря незначительно. Поэтому с большим приближением можно считать в соответствии с (5-49), что его вращающий момент пропорционален току якоря:

тель raquo;.

(5-60) 261



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90 91 92