Seri uyarma DC motoru (DPT PV). Seri İkaz Motorlarının Özellikleri Karışık İkaz Motoru

Seri uyarılı DC motorlar, diğer motorlardan daha az yaygındır. Moduna izin vermeyen bir yüke sahip tesisatlarda kullanılırlar. boşta hareket. Bir seri uyarma motorunu rölanti modunda çalıştırmanın motorun tahribatına yol açabileceği daha sonra gösterilecektir. Motor bağlantı şeması şekil 2'de gösterilmiştir. 3.8.

OB'nin uyarma sargısı seri olarak bağlandığından, motorun armatür akımı aynı zamanda uyarma akımıdır.
bir çapa ile. Uyarma sargısının direnci oldukça küçüktür, çünkü yüksek armatür akımlarında, boşlukta nominal bir manyetik akı ve nominal indüksiyon oluşturmak için yeterli mıknatıslama kuvveti, büyük kesitli bir telin az sayıda dönüşü ile elde edilir. Uyarma bobinleri, makinenin ana kutuplarında bulunur. Motorun başlangıç ​​akımını sınırlamak için kullanılabilen armatür ile seri olarak ek bir reosta bağlanabilir.

hız karakteristiği

Sıralı uyarma motorlarının doğal hız özelliği, bağımlılıkla ifade edilir. de
U = U n = inşaat Ek bir reostatın yokluğunda
motorun armatür devresinde, devrenin direnci, armatürün direnci ve uyarma sargısının toplamı ile belirlenir. , yeterince küçük olan. Hız karakteristiği, bağımsız uyarımlı bir motorun hız karakteristiğini tanımlayan aynı denklemle tanımlanır.

Aradaki fark, makinenin manyetik akısının Ф armatür akımı tarafından üretilen İ makinenin manyetik devresinin manyetizasyon eğrisine göre. Analizi basitleştirmek için, makinenin manyetik akısının alan sargı akımıyla, yani armatür akımıyla orantılı olduğunu varsayıyoruz. Sonra , nerede k- orantılılık katsayısı.

Hız karakteristik denklemindeki manyetik akıyı değiştirerek, denklemi elde ederiz:

.

Hız karakteristiğinin grafiği, Şek. 3.9.

Elde edilen karakteristikten, boş modda, yani sıfıra yakın armatür akımlarında, armatür hızının nominal değerden birkaç kat daha yüksek olduğu ve armatür akımı sıfıra düştüğünde, hızın sonsuzluğa (armatür) eğiliminde olduğu anlaşılmaktadır. ilk terimde geçerli olan sonuç ifade paydaya dahil edilir). Formülün çok büyük armatür akımları için geçerli olduğunu düşünürsek, şu varsayımı yapabiliriz. Ortaya çıkan denklem, mevcut gücün değerini elde etmenizi sağlar. İ, armatür dönüş frekansının sıfıra eşit olacağı. Seri uyarmanın gerçek motorlarında, belirli akım değerlerinde, makinenin manyetik devresi doygunluğa girer ve makinenin manyetik akısı, akımdaki önemli değişikliklerle biraz değişir.

Karakteristik, küçük değerler bölgesindeki motor armatür akımındaki bir değişikliğin hızda önemli değişikliklere yol açtığını göstermektedir.

karakteristik mekanik moment

Seri uyarımlı bir DC motorun tork özelliğini düşünün. , de U = U n = const .

Daha önce gösterildiği gibi, . Makinenin manyetik devresi doymamışsa, manyetik akı armatür akımıyla orantılıdır. ,
ve elektromanyetik moment M armatür akımının karesi ile orantılı olacaktır .

Matematiksel bir bakış açısından elde edilen formül bir paraboldür (eğri 1 incirde. 3.10). gerçek karakteristik teorik değerin altından geçer (eğri 2 incirde. 3.10), çünkü makinenin manyetik devresinin doygunluğu nedeniyle, manyetik akı, bu durumda alan sargısının akımı veya armatür akımı ile orantılı değildir.

Seri uyarımlı bir DC motorun tork özelliği Şekil 3.10'da gösterilmektedir.

motor verimliliği sıralı uyarma

Motor veriminin armatür akımına bağımlılığını belirleyen formül tüm DC motorlar için aynıdır ve uyarma yöntemine bağlı değildir. Seri uyarma motorları için armatür akımı değiştiğinde, makinenin çeliğindeki mekanik kayıplar ve kayıplar pratikte akımdan bağımsızdır. İİ. Alan sargısındaki ve armatür devresindeki kayıplar armatür akımının karesi ile orantılıdır. Çelik kayıplarının ve mekanik kayıpların toplamı, uyarma sargısı ve armatür devresindeki kayıpların toplamına eşit olduğunda, bu tür akım değerlerinde verim maksimum değerine (Şekil 3.11) ulaşır.

Nominal akımda motorun verimi maksimum değerden biraz daha azdır.

Seri uyarma motorunun mekanik özellikleri

Bir seri uyarma motorunun doğal mekanik özelliği, yani dönme hızının motor şaftındaki mekanik torka bağımlılığı , anma gerilimine eşit sabit bir besleme geriliminde kabul edilir U = U n = const . Daha önce belirtildiği gibi, makinenin manyetik devresi doymamışsa, manyetik akı armatür akımıyla orantılıdır, yani. ve mekanik moment, akımın karesiyle orantılıdır. . Bu durumda armatür akımı eşittir

ve dönüş frekansı

Veya .

Akım yerine ifadesini mekanik moment yoluyla değiştirerek, elde ederiz.

.

belirtmek ve ,

alırız .

Ortaya çıkan denklem, noktada moment eksenini kesen bir hiperboldür. .

Gibi veya .

Bu tür motorların başlangıç ​​torku, motorun nominal torkundan on kat daha fazladır.

Pirinç. 3.12

Seri uyarılı bir DC motorun mekanik karakteristiğinin genel bir görünümü, şekil 2'de gösterilmektedir. 3.12.

Boş modda, hız sonsuza gitme eğilimindedir. Bu, mekanik karakteristik için analitik ifadeden çıkar. M → 0.

Gerçek seri uyarma motorları için armatürün rölanti hızı, nominal hızın birkaç katı olabilir. Böyle bir fazlalık tehlikelidir ve makinenin tahrip olmasına neden olabilir. Bu nedenle seri uyartım motorları rölantiye izin vermeyen sabit mekanik yük koşullarında çalıştırılır. Bu tip mekanik karakteristiklere yumuşak mekanik karakteristikler, yani motor şaftındaki torktaki bir değişiklikle dönme hızında önemli bir değişiklik öneren mekanik özellikler denir.

3.4.3. DC motorların özellikleri
karışık uyarılma

Karışık uyarma motorunun bağlantı şeması, Şek. 3.13.

D

Seri uyarma sargısı OB2, manyetik akısı paralel sargının OB1 manyetik akısı ile aynı doğrultuda olabilir veya olmayabilir. Sargıların mıknatıslanma kuvvetleri aynı doğrultuda çakışırsa, makinenin toplam manyetik akısı, tek tek sargıların manyetik akılarının toplamına eşit olacaktır. armatür hızı n ifadesinden elde edilebilir

.

Ortaya çıkan denklemde ve paralel ve seri uyarma sargılarının manyetik akılarıdır.

Manyetik akıların oranına bağlı olarak, hız karakteristiği, paralel tahrik devresine sahip aynı motorun karakteristiği ile seri tahrikli bir motorun karakteristiği arasında bir ara konum işgal eden bir eğri ile temsil edilir (Şekil 3.14). Tork karakteristiği ayrıca bir seri ve paralel uyarma motorunun özellikleri arasında bir ara konum alacaktır.

Genel olarak, tork arttıkça armatür hızı azalır. Seri sargının belirli sayıda dönüşü ile, şaft üzerindeki mekanik moment değiştiğinde armatür dönüş frekansı pratik olarak değişmeyeceği zaman çok sert bir mekanik özellik elde edilebilir.

Sargıların manyetik akıları yönde çakışmıyorsa (sargılar ters yönde açıldığında), motor armatür hızının akılara bağımlılığı denklem ile açıklanır.

.

Yük arttıkça armatür akımı da artacaktır. Akımdaki bir artışla, manyetik akı artacak ve dönme hızı artacaktır. n azalmak. Bu nedenle, sarımların ünsüz dahil edilmesiyle karışık uyarma motorlarının mekanik özelliği çok yumuşaktır (bkz. Şekil 3.14).

Karışık uyarma motoru

Karışık uyarma motorunun iki uyarma sargısı vardır: paralel ve seri (Şekil 29.12, a). Bu motorun hızı

, (29.17)

paralel ve seri uyarma sargılarının akışları nerede ve nelerdir.

Artı işareti, uyarma sargılarının koordineli olarak dahil edilmesine karşılık gelir (sargıların MMF'si eklenir). Bu durumda, artan yük ile toplam manyetik akı artar (seri sargının akısı nedeniyle), bu da motor devrinde bir azalmaya yol açar. Sargılar ters yönde açıldığında, yük arttığında akış makineyi demanyetize eder (eksi işareti), bu da tersine dönme hızını arttırır. Bu durumda, motorun çalışması kararsız hale gelir, çünkü yükteki artışla dönme hızı süresiz olarak artar. Bununla birlikte, seri sargının az sayıda dönüşü ile, artan yük ile dönme hızı artmaz ve tüm yük aralığında pratik olarak değişmeden kalır.

Şek. 29.12, b, uyarma sargılarının koordineli bir şekilde dahil edilmesiyle karışık bir uyarma motorunun performansını gösterir ve Şek. 29.12, in - mekanik özellikler. Sıralı uyarma motorunun mekanik özelliklerinin aksine, ikincisi daha düz bir görünüme sahiptir.

Pirinç. 29.12. Karışık bir uyarma motorunun (a) şeması, çalışma (b) ve mekanik (c) özellikleri

Formlarında, karışık bir uyarma motorunun özelliklerinin, MMF'nin hangi uyarma sargılarına (paralel veya seri) hakim olduğuna bağlı olarak, paralel ve seri uyarma motorlarının karşılık gelen özellikleri arasında bir ara konum işgal ettiğine dikkat edilmelidir.

Karışık uyarma motorunun seri uyarma motoruna göre avantajları vardır. Bu motor rölantide çalışabilir çünkü paralel sargıdaki akım soğuk modda motor hızını sınırlar. ve "yayılma" riskini ortadan kaldırır. Bu motorun hızını paralel bir uyarma sargısı devresinde bir reostat ile düzenleyebilirsiniz. Bununla birlikte, iki uyarma sargısının mevcudiyeti, karışık uyarma motorunu yukarıda tartışılan motor tiplerinden daha pahalı hale getirir ve bu da uygulamasını bir şekilde sınırlar. Karışık uyarma motorları genellikle önemli başlangıç ​​torklarının, hızlanma sırasında hızlı hızlanmanın, kararlı çalışmanın gerekli olduğu ve şaft üzerindeki yükün (haddehaneler, yük asansörleri, pompalar, kompresörler) artmasıyla hızda yalnızca hafif bir düşüşe izin verilen yerlerde kullanılır.

49. DC motorların başlatma ve aşırı yük özellikleri.

Bir DC motorun doğrudan şebeke gerilimine bağlanarak çalıştırılmasına yalnızca küçük güçlü motorlar için izin verilir. Bu durumda, başlatma başlangıcındaki tepe akımı, nominal akımın yaklaşık 4 - 6 katı olabilir. Yüksek güçlü DC motorların doğrudan çalıştırılması tamamen kabul edilemez, çünkü buradaki ilk akım tepe noktası, nominal akımın 15 - 50 katına eşit olacaktır. Bu nedenle, orta ve yüksek güçlü motorların çalıştırılması, başlangıçtaki akımı, anahtarlama ve mekanik güç için izin verilen değerlere kadar sınırlayan bir başlangıç ​​reostası kullanılarak gerçekleştirilir.

Başlangıç ​​reostası, bölümlere ayrılmış, yüksek dirençli tel veya banttan yapılmıştır. Teller, bir bölümden diğerine geçiş noktalarında bakır buton veya düz kontaklara bağlanır. Reostatın döner kolunun bakır fırçası kontaklar boyunca hareket eder. Reostatların başka uygulamaları olabilir. Motoru paralel uyarma ile başlatırken uyarma akımı, normal çalışmaya karşılık gelecek şekilde ayarlanır, uyarma devresi, reostadaki voltaj düşüşünden dolayı voltaj düşmesi olmaması için doğrudan şebeke voltajına bağlanır (bkz. Şekil 1).

Normal bir uyarma akımına sahip olma ihtiyacı, başlatma sırasında motorun hızlı hızlanma sağlamak için gerekli olan mümkün olan en büyük izin verilen Mem torkunu geliştirmesi gerektiği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. DC motor, genellikle reosta kolunu reostatın bir sabit temasından diğerine hareket ettirerek ve bölümleri kapatarak, reosta direncinde tutarlı bir azalma ile başlatılır; Belirli bir programa göre çalışan kontaktörlü bölümlerin kısa devre yaptırılmasıyla da direnç azaltma işlemi gerçekleştirilebilir.

Elle veya otomatik olarak başlatıldığında, akım, belirli bir reostat direncinde çalıştırma başlangıcındaki nominal değerin 1,8 - 2,5 katına eşit bir maksimum değerden, sonunda nominal değerin 1,1 - 1,5 katına eşit bir minimum değere değişir. çalıştırma ve başlatma reostasının başka bir konumuna geçmeden önce. Reosta rp direnci ile motoru açtıktan sonra armatür akımı

nerede Us şebeke gerilimidir.

Açıldıktan sonra motorun hızlanması başlar, geri EMF E oluşur ve armatür akımı düşer. n = f1(Mn) ve n = f2 (Il) mekanik özelliklerinin hemen hemen lineer olduğunu dikkate alırsak, hızlanma sırasında, armatür akımına bağlı olarak lineer bir yasaya göre dönüş hızındaki artış meydana gelecektir (Şekil 1). 1).

Pirinç. 1. DC motor çalıştırma şeması

Armatür devresindeki çeşitli dirençler için başlangıç ​​şeması (Şekil 1), doğrusal mekanik özelliklerin bölümleridir. Armatür akımı Iß, Imin değerine düştüğünde, r1 dirençli reosta bölümü kapatılır ve akım, değerine yükselir.

burada E1 - karakteristik A noktasındaki EMF; r1, kapalı bölümün direncidir.

Daha sonra motor tekrar B noktasına hızlanır ve bu, motor doğrudan Uc voltajına açıldığında doğal karakteristiğe ulaşılana kadar devam eder. Başlangıç ​​reostaları, arka arkaya 4-6 çalıştırma için ısıtma için tasarlanmıştır, bu nedenle çalıştırmanın sonunda başlangıç ​​reostasının tamamen çıkarıldığından emin olmanız gerekir.

Durdurulduğunda, motor enerji kaynağından ayrılır ve marş reostası tamamen açılır - motor bir sonraki marş için hazırdır. Uyarma devresi kırıldığında ve kapatıldığında büyük EMF kendiliğinden indüksiyonunun ortaya çıkma olasılığını ortadan kaldırmak için devre deşarj direncine yakın olabilir.

Değişken hızlı sürücülerde, DC motorlar, güç kaynağının voltajı kademeli olarak artırılarak başlatılır, böylece başlatma akımı gerekli sınırlar içinde tutulur veya başlatma süresinin çoğu için yaklaşık olarak değişmeden kalır. İkincisi, geri beslemeli sistemlerde güç kaynağının voltajını değiştirme sürecini otomatik olarak kontrol ederek yapılabilir.

MPT'yi Başlatma ve Durdurma

Şebeke gerilimine doğrudan bağlantı sadece düşük güçlü motorlar için geçerlidir. Bu durumda, başlatma başlangıcındaki tepe akımı, nominal akımın yaklaşık 4 - 6 katı olabilir. Yüksek güçlü DC motorların doğrudan çalıştırılması tamamen kabul edilemez, çünkü buradaki ilk akım tepe noktası, nominal akımın 15 - 50 katına eşit olacaktır. Bu nedenle, orta ve yüksek güçlü motorların çalıştırılması, başlangıçtaki akımı anahtarlama ve mekanik güç için izin verilen değerlere kadar sınırlayan bir başlangıç ​​reostası kullanılarak gerçekleştirilir.

DC motor çalıştırma genellikle reostat kolunu reostatın bir sabit temasından diğerine hareket ettirerek ve bölümleri kapatarak, reosta direncinde tutarlı bir azalma ile gerçekleştirilir; Belirli bir programa göre çalışan kontaktörlü bölümlerin kısa devre yaptırılmasıyla da direnç azaltma işlemi gerçekleştirilebilir.

Elle veya otomatik olarak başlatıldığında, akım, belirli bir reostat direncinde çalıştırma başlangıcındaki nominal değerin 1,8 - 2,5 katına eşit bir maksimum değerden, sonunda nominal değerin 1,1 - 1,5 katına eşit bir minimum değere değişir. çalıştırma ve başlatma reostasının başka bir konumuna geçmeden önce.

Frenleme frenleme olmadığında kabul edilemez derecede büyük olabilen motorların çalışma süresini azaltmak ve ayrıca tahrik edilen mekanizmaları belirli bir konumda sabitlemek için gereklidir. mekanik frenleme DC motorlar genellikle uygulanarak üretilir. fren balataları fren kasnağı üzerinde. Mekanik frenlerin dezavantajı, frenleme torku ve frenleme süresinin rastgele faktörlere bağlı olmasıdır: fren kasnağında yağ veya nem ve diğerleri. Bu nedenle, bu tür bir frenleme, zaman ve fren mesafesi sınırlı olmadığında uygulanır.

Bazı durumlarda, düşük hızda ön elektrikli frenlemeden sonra, mekanizmayı (örneğin bir asansör) belirli bir konumda doğru bir şekilde durdurmak ve konumunu sabitlemek mümkündür. belli Yer. Bu tür frenleme, acil durumlarda da kullanılır.

Elektrikli frenleme gerekli frenleme torkunun yeterince doğru bir şekilde alınmasını sağlar, ancak mekanizmanın belirli bir yere sabitlenmesini sağlayamaz. Bu nedenle, gerekirse, elektrikli frenleme, elektrikli olanın bitiminden sonra devreye giren mekanik frenleme ile desteklenir.

Elektriksel frenleme, akım motorun EMF'sine göre aktığında gerçekleşir. Frenlemenin üç yolu vardır.

Şebekeye enerji dönüşü ile DC motorların frenlenmesi. Bu durumda, EMF E, güç kaynağı UС'nin voltajından daha büyük olmalıdır ve akım, jeneratör modunun akımı olan EMF yönünde akacaktır. Depolanan kinetik enerji, elektrik enerjisine dönüştürülecek ve kısmen ağa geri döndürülecektir. Anahtarlama devresi, Şek. 2, bir.

Pirinç. 2. DC motorların elektrikli frenleme şemaları: i - ağa enerji dönüşü ile; b - muhalefetle; c - dinamik frenleme

DC motor frenlemesi, güç kaynağı voltajı Uc olacak şekilde düştüğünde gerçekleştirilebilir.< Е, а также при спуске грузов в подъемнике и в других случаях.

Ters akım frenlemesi dönen motorun dönüş yönünün tersine çevrilmesiyle gerçekleştirilir. Bu durumda, armatürdeki EMF E ve voltaj Uc toplanır ve I akımını sınırlamak için ilk dirençli bir direnç dahil edilmelidir.

burada Imax izin verilen maksimum akımdır.

Frenleme, büyük enerji kayıplarıyla ilişkilidir.

DC motorların dinamik frenlemesi dönen uyarılmış bir motorun terminallerine bir direnç rt bağlandığında gerçekleştirilir (Şekil 2, c). Depolanan kinetik enerji, elektrik enerjisine dönüştürülür ve armatür devresinde ısı olarak dağılır. Bu en yaygın frenleme yöntemidir.

Paralel (bağımsız) uyarma DC motorunu açma şemaları: a - motor anahtarlama devresi, b - dinamik frenleme için anahtarlama devresi, c - muhalefet devresi.

MAT'de geçici süreçler

Genel durumda, devre bir manyetik veya elektrik alanından enerji biriktirme veya serbest bırakma yeteneğine sahip endüktif ve kapasitif elemanlar içeriyorsa, bir elektrik devresinde geçici süreçler meydana gelebilir. Anahtarlama anında, geçici süreç başladığında, enerji, devrenin endüktif, kapasitif elemanları ile devreye bağlı harici enerji kaynakları arasında yeniden dağıtılır. Bu durumda, enerjinin bir kısmı geri dönülmez bir şekilde diğer enerji türlerine dönüştürülür (örneğin, aktif dirençte termal enerjiye).

Geçici sürecin sona ermesinden sonra, yalnızca harici enerji kaynakları tarafından belirlenen yeni bir kararlı durum kurulur. Harici enerji kaynakları kapatıldığında, devrenin endüktif ve kapasitif elemanlarında geçici modun başlangıcından önce biriken elektromanyetik alanın enerjisi nedeniyle geçici süreç oluşabilir.

Manyetik ve elektrik alanların enerjisindeki değişiklikler anında gerçekleşemez ve bu nedenle işlemler anahtarlama anında anında gerçekleşemez. Gerçekten de, endüktif ve kapasitif bir elemandaki enerjideki ani (anlık) bir değişiklik, sonsuz büyük güçlere sahip olma ihtiyacına yol açar p = dW / dt, bu pratik olarak imkansızdır, çünkü sonsuz büyük güç gerçek elektrik devrelerinde mevcut değildir.

Bu nedenle, devrenin elektromanyetik alanında biriken enerjiyi anında değiştirmek prensipte imkansız olduğundan, geçici süreçler anında ilerleyemez. Teorik olarak, geçici süreçler t→∞ zamanında sona erer. Pratikte, geçici süreçler hızlıdır ve süreleri genellikle bir saniyenin kesri kadardır. Manyetik W M ve elektrik alanlarının enerjisi W E ifadeleri ile tanımlandığı için

daha sonra indüktördeki akım ve kapasitans üzerindeki voltaj anında değişemez. Komütasyon yasaları buna dayanmaktadır.

Birinci anahtarlama yasası, anahtarlamadan sonraki ilk anda endüktif elemanlı daldaki akımın, anahtarlamadan hemen önceki değerle aynı değere sahip olması ve daha sonra bu değerden düzgün bir şekilde değişmeye başlamasıdır. Anahtarlamanın t = 0 anında gerçekleştiği varsayılarak, söylenenler genellikle i L (0 -) = i L (0 +) şeklinde yazılır.

İkinci anahtarlama yasası, anahtarlamadan sonraki ilk anda kapasitif eleman üzerindeki voltajın, anahtarlamadan hemen öncekiyle aynı değere sahip olması ve daha sonra bu değerden düzgün bir şekilde değişmeye başlamasıdır: U C (0 -) = U C (0 + ) .

Bu nedenle, voltaj altında açılan bir devrede endüktans içeren bir dalın varlığı, i L (0 -) = i L (0 +) olduğundan, anahtarlama anında bu yerde devreyi kesmeye eşdeğerdir. Boşaltılmış bir kapasitör içeren bir dalın enerjili devresinde bulunması, U C (0 -) = U C (0 +) olduğundan, bu yerde anahtarlama anında bir kısa devreye eşdeğerdir.

Bununla birlikte, bir elektrik devresinde, endüktanslarda voltaj dalgalanmaları ve kapasitanslarda akımlar mümkündür.

Dirençli elemanlara sahip elektrik devrelerinde, elektromanyetik alanın enerjisi depolanmaz, bunun sonucunda içlerinde geçici süreçler oluşmaz, yani. bu tür devrelerde, durağan modlar anında, aniden kurulur.

Gerçekte, herhangi bir devre elemanının bir çeşit r direnci, L endüktansı ve C kapasitansı vardır, yani. gerçek elektrikli cihazlarda, akımın geçişi ve r direncinin yanı sıra manyetik ve elektrik alanlarından kaynaklanan termal kayıplar vardır.

Gerçek elektrikli cihazlarda geçici süreçler, devre elemanlarının uygun parametreleri seçilerek ve ayrıca özel cihazlar kullanılarak hızlandırılabilir veya yavaşlatılabilir.

52. Manyetohidrodinamik DC makineler. Manyetik hidrodinamik (MHD), elektriksel olarak iletken sıvı ve gazlı ortamlarda manyetik bir alanda hareket ederken fiziksel olayların yasalarını inceleyen bir bilim alanıdır. Doğru ve alternatif akımlı çeşitli manyetohidrodinamik (MHD) makinelerin çalışma prensibi bu fenomenlere dayanmaktadır. Bazı MHD makineleri teknolojinin çeşitli alanlarında uygulama bulurken, diğerlerinin gelecekteki uygulamalar için önemli beklentileri vardır. MHD DC makinelerinin tasarım ve çalışma prensipleri aşağıda ele alınmaktadır.

Sıvı metaller için elektromanyetik pompalar

Şekil 1. DC elektromanyetik pompa tasarım prensibi

Bir DC pompada (Şekil 1), elektromıknatısın 1 kutupları arasına sıvı metalli kanal 2 yerleştirilir ve kanalın duvarlarına kaynaklanmış elektrotlar 3 yardımıyla sıvı metal içinden harici bir kaynaktan doğru akım geçirilir. . Bu durumda sıvı metale akım iletken bir şekilde sağlandığı için bu tür pompalara iletken de denir.

Kutupların alanı sıvı metaldeki akımla etkileştiğinde metal partiküllere elektromanyetik kuvvetler etki eder, basınç oluşur ve sıvı metal hareket etmeye başlar. Sıvı metaldeki akımlar, kutupların alanını bozar ("armatür reaksiyonu"), bu da pompa verimliliğinde bir azalmaya yol açar. Bu nedenle güçlü pompalarda ters yönde kanalın akım devresinde seri olarak bağlanan kutup parçaları ile kanal arasına lastikler ("dengeleme sargısı") yerleştirilir. Bir elektromıknatısın uyarma sargısı (Şekil 1'de gösterilmemiştir) genellikle kanal akım devresine seri olarak bağlanır ve sadece 1-2 tura sahiptir.

İletim pompalarının kullanımı, düşük agresif sıvı metaller için ve kanal duvarlarının ısıya dayanıklı metallerden (manyetik olmayan paslanmaz çelikler, vb.) Aksi takdirde AC endüksiyon pompaları daha uygundur.

Tarif edilen tipteki pompalar, 1950 civarında araştırma amacıyla ve reaktörlerden ısıyı uzaklaştırmak için sıvı metal taşıyıcıların kullanıldığı nükleer reaktörlü bu tür tesislerde kullanılmaya başlandı: sodyum, potasyum, alaşımları, bizmut ve diğerleri. Pompalardaki sıvı metalin sıcaklığı 200 - 600 °C'dir ve bazı durumlarda 800 °C'ye kadar çıkar. Tamamlanan sodyum pompalarından biri şu tasarım verilerine sahiptir: sıcaklık 800 °C, kafa 3,9 kgf/cm², akış hızı 3670 m³/h, faydalı hidrolik güç 390 kW, akım tüketimi 250 kA, voltaj 2,5 V, güç tüketimi 625 kW, verimlilik %62.5. Bu pompanın diğer karakteristik verileri: kanal kesiti 53 × 15.2 cm, kanaldaki akış hızı 12.4 m/s, aktif kanal uzunluğu 76 cm.

Elektromanyetik pompaların avantajı, hareketli parçalarının olmaması ve sıvı metal yolunun kapatılabilmesidir.

DC pompalar, onlara güç sağlamak için yüksek akım ve düşük voltaj kaynakları gerektirir. Doğrultma tesisleri, hacimli ve düşük verimli olduklarından, güçlü pompalara güç sağlamak için çok az kullanışlıdır. Bu durumda daha uygun olan tek kutuplu jeneratörlerdir, "Özel tip jeneratörler ve DC dönüştürücüler" makalesine bakın.

Plazma roket motorları

Ele alınan elektromanyetik pompalar bir tür DC motordur. Prensip olarak, bu tür cihazlar, plazmayı, yani yüksek sıcaklıkta (2000 - 4000 ° C ve üzeri) iyonize ve dolayısıyla elektriksel olarak iletken gazın hızlandırılması, hızlandırılması veya hareket ettirilmesi için de uygundur. Bu bağlamda, uzay roketleri için jet plazma motorlarının geliştirilmesi yürütülmektedir ve görev, 100 km/s'ye kadar plazma çıkış hızlarını elde etmektir. Bu tür iticiler fazla itme gücüne sahip olmayacak ve bu nedenle yerçekimi alanlarının zayıf olduğu gezegenlerden uzakta çalışmaya uygun olacaktır; bununla birlikte, maddenin (plazmanın) kütle akış hızının düşük olması avantajına sahiptirler. Onlara güç sağlamak için gerekli elektrik enerjisinin nükleer reaktörler kullanılarak elde edilmesi gerekiyordu. DC plazma motorları için zor bir problem, plazmaya akım sağlamak için güvenilir elektrotların oluşturulmasıdır.

Manyetohidrodinamik jeneratörler

MHD makineleri, herhangi bir elektrikli arabalar, tersine çevrilebilir. Özellikle Şekil 1'de gösterilen cihaz, içinden iletken bir sıvı veya gaz geçirilirse jeneratör modunda da çalışabilir. Bu durumda, bağımsız uyarmanın olması tavsiye edilir. Üretilen akım elektrotlardan alınır.

Bu ilke, su, alkali ve asit çözeltileri, sıvı metaller ve benzerleri için elektromanyetik akış ölçerler oluşturmak için kullanılır. Elektrotlar üzerindeki elektromotor kuvvet, sıvının hareket hızı veya akış hızı ile orantılıdır.

MHD jeneratörleri, termal enerjinin elektrik enerjisine doğrudan dönüştürülmesi için güçlü elektrik jeneratörleri oluşturma açısından ilgi çekicidir. Bunu yapmak için, Şekil 1'de gösterilen formdaki bir cihazdan, yaklaşık 1000 m/s'lik bir hızda iletken bir plazma geçmek gereklidir. Bu tür plazma, geleneksel yakıtın yakılmasıyla ve ayrıca nükleer reaktörlerde gazın ısıtılmasıyla elde edilebilir. Plazma iletkenliğini artırmak için, içine kolayca iyonlaşabilen alkali metallerden oluşan küçük katkı maddeleri eklenebilir.

2000 - 4000 ° C arasındaki sıcaklıklarda plazmanın elektriksel iletkenliği nispeten düşüktür (özgül direnç yaklaşık 1 Ohm × cm = 0.01 Ohm × m = 104 Ohm × mm² / m, yani bundan yaklaşık 500.000 kat daha fazladır. bakır). Bununla birlikte, güçlü jeneratörlerde (yaklaşık 1 milyon kW) kabul edilebilir teknik ve ekonomik göstergeler elde etmek mümkündür. Sıvı metal işleme sıvısına sahip MHD jeneratörleri de geliştirilmektedir.

Plazma MHD DC jeneratörleri oluştururken, elektrotlar için malzeme seçiminde ve operasyonda güvenilir olan kanal duvarlarının imalatında zorluklar ortaya çıkar. Endüstriyel tesislerde, nispeten düşük voltajlı (birkaç bin volt) ve yüksek güçlü (yüzbinlerce amper) doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek de zor bir iştir.

53. Tek kutuplu makineler. İlk osilatör Michael Faraday tarafından icat edildi. Faraday tarafından keşfedilen etkinin özü, disk enine bir manyetik alanda döndüğünde, Lorentz kuvvetinin diskteki elektronlara etki etmesi ve alanın yönüne bağlı olarak onları merkeze veya çevreye kaydırmasıdır. rotasyon. Bu nedenle, bir elektromotor kuvveti ortaya çıkar ve diskin eksenine ve çevresine temas eden akım toplayıcı fırçalar aracılığıyla, voltaj küçük olmasına rağmen (genellikle bir Volt'un kesirleri) önemli bir akım ve güç çekmek mümkündür. Daha sonra, disk ve mıknatısın bağıl dönüşünün gerekli bir koşul olmadığı bulundu. Birlikte dönen iki mıknatıs ve aralarındaki iletken bir disk de tek kutuplu bir endüksiyon etkisinin varlığını gösterir. Elektriksel olarak iletken bir malzemeden yapılmış bir mıknatıs, dönme sırasında tek kutuplu bir jeneratör olarak da çalışabilir: kendisi de elektronların fırçalarla çıkarıldığı bir disktir ve aynı zamanda bir manyetik alan kaynağıdır. Bu bağlamda, tek kutuplu indüksiyon ilkeleri, serbest yüklü parçacıkların mıknatıslara göre değil, bir manyetik alana göre hareketi kavramı çerçevesinde geliştirilmiştir. Bu durumda manyetik alan durağan kabul edilir.

Bu tür makinelerle ilgili anlaşmazlıklar uzun süredir devam ediyor. Alanın "boş" uzayın bir özelliği olduğunu anlamak için, eterin varlığını reddeden fizikçiler yapamadı. Bu doğrudur, çünkü “uzay boş değildir”, eter içerir ve hem mıknatısların hem de diskin döndüğü bir manyetik alanın varlığı için ortamı sağlayan bu eterdir. Manyetik alan kapalı bir eter akışı olarak anlaşılabilir. Bu nedenle, disk ve mıknatısın bağıl dönüşü gerekli bir koşul değildir.

Tesla'nın çalışmasında, daha önce de belirttiğimiz gibi, devrede iyileştirmeler yapıldı (mıknatısların boyutu artırıldı ve disk bölümlere ayrıldı), bu da Tesla'nın kendi kendine dönen tek kutuplu makinelerini yaratmayı mümkün kıldı.

İncelenen motorlarda, uyarma sargısı az sayıda dönüşle yapılır, ancak yüksek akımlar için tasarlanmıştır. Bu motorların tüm özellikleri, uyarma sargısının açık olması ile ilgilidir (bkz. Şekil 5.2, içinde) armatür sargısı ile seri olarak, bunun sonucunda uyarma akımı armatür akımına eşittir ve üretilen akı Ф armatür akımı ile orantılıdır:

nerede a= / (/ i) - doğrusal olmayan katsayı (Şekil 5.12).

doğrusal olmama a motorun manyetizasyon eğrisinin şekli ve armatür reaksiyonunun demanyetize edici etkisi ile ilgilidir. Bu faktörler / i > , / yang olduğunda ortaya çıkar (/ yang armatürün anma akımıdır). Daha düşük akımlarda a sabit bir değer olarak kabul edilebilir ve / i > 2/ i n motor doymuş olduğunda ve akı armatür akımına çok az bağlıdır.

Pirinç. 5.12.

Sıralı uyarma motorunun temel denklemleri, bağımsız uyarma motorlarının denklemlerinin aksine, her şeyden önce değişkenlerin ürünü ile bağlantılı olan doğrusal değildir:

Armatür devresindeki akım değiştiğinde, manyetik akı Ф değişir ve makinenin manyetik devresinin büyük kısımlarında girdap akımları indükler. Girdap akımlarının etkisi, motor modelinde denklem ile tanımlanan eşdeğer bir kısa devre devresi şeklinde dikkate alınabilir.

ve armatür devresi için denklem:

nerede w B , w B t - uyarma sargısının dönüş sayısı ve girdap akımlarının eşdeğer dönüş sayısı.

kararlı durumda

(5.22) ve (5.26)'dan seri uyarma DC motorunun mekanik ve elektromekanik özellikleri için ifadeler elde ederiz:

İlk yaklaşımda, manyetik devrenin doygunluğunu hesaba katmadan sıralı uyarma motorunun mekanik özelliği, y eksenini kesmeyen bir hiperbol olarak gösterilebilir. eğer koyarsak ben c = /? ben + /? c = 0 ise, karakteristik de x eksenini geçmeyecektir. Bu özellik denir ideal. Motorun gerçek doğal özelliği, apsis eksenini keser ve manyetik devrenin doygunluğundan daha büyük anlarda Mn düzeltir (Şekil 5.13).

Pirinç. 5.13.

Bir seri uyarma motorunun karakteristik özelliği, ideal bir rölanti noktasının olmamasıdır. Yük azaldığında, hız artar, bu da motorun kontrolsüz hızlanmasına neden olabilir. Böyle bir motoru yüksüz bırakmak imkansızdır.

Seri uyarma motorlarının önemli bir avantajı, düşük hızlarda yüksek aşırı yük kapasiteleridir. 2-2,5 kat aşırı akım yükü ile motor 3,0 ... 3,5 tork geliştirir Mn. Bu durum, seri uyarma motorlarının elektrik için bir sürücü olarak yaygın kullanımını belirlemiştir. Araç, kalkış sırasında maksimum anların gerekli olduğu.

Seri motorların dönüş yönünün tersine çevrilmesi, armatür beslemesinin polaritesinin tersine çevrilmesiyle elde edilemez. Seri uyarma motorlarında, geri dönerken, armatür devresinin bir bölümünde akımın yönünü değiştirmek gerekir: ya armatür sargısında veya uyarma sargısında (Şekil 5.14).

Pirinç. 5.14.

Hız ve tork kontrolü için yapay mekanik özellikler üç şekilde elde edilebilir:

• motor armatür devresine ek direnç eklenmesi;
• motoru besleyen voltajdaki değişiklik;
• armatür sargısını ek dirençle şöntleyerek. Armatür devresine ek direncin eklenmesiyle mekanik özelliklerin sertliği azalır ve başlangıç ​​torku azalır. Bu yöntem, regüle edilmemiş voltajlı kaynaklar tarafından çalıştırılan seri uyarma motorlarını çalıştırırken kullanılır (kontak tellerinden vb.) Bu durumda (Şekil 5.15), başlatma torkunun gerekli değeri, başlatma bölümlerinin sırayla kısa devre edilmesiyle elde edilir. K1-KZ kontaktörleri aracılığıyla direnç.

Pirinç. 5.15. Sıralı uyarma motorunun reostatik mekanik özellikleri: /? 1do - Riao- armatür devresindeki ek direncin direnç adımları

Bir seri motorun hızını kontrol etmenin en ekonomik yolu besleme gerilimini değiştirmektir. Motorun mekanik özellikleri, doğal karakteristiklere paralel olarak aşağı kaydırılır (Şekil 5.16). Formda, bu özellikler reostatik mekanik özelliklere benzer (bkz. Şekil 5.15), ancak temel bir fark vardır - voltajı değiştirerek düzenlerken, ek dirençlerde kayıp olmaz ve düzenleme düzgündür.

Pirinç. 5.1

Sıralı uyarma motorları, mobil üniteler için bir sürücü olarak kullanıldığında, çoğu durumda, motora sağlanan sabit bir voltaj değerine sahip bir kontak ağı veya diğer güç kaynakları tarafından çalıştırılır, bu durumda düzenleme bir darbe vasıtasıyla gerçekleştirilir. genişlik voltaj regülatörü (bkz. § 3.4). Böyle bir şema, Şek. 5.17.

Pirinç. 5.17.

Armatür sargısı dirençle şöntlenirse, seri uyarma motorunun uyarma akışının bağımsız olarak düzenlenmesi mümkündür (Şekil 5.18, a). Bu durumda, uyarma akımı v \u003d i + / w, yani. motor yükünden bağımsız sabit bir bileşen içerir. Bu durumda motor, karma bir uyarma motorunun özelliklerini kazanır. Mekanik özellikler (Şekil 5.18.6) daha sert hale gelir ve ordinat eksenini geçer, bu da motor şaftı üzerindeki düşük yüklerde sabit bir düşük hız elde etmeyi mümkün kılar. Devrenin önemli bir dezavantajı, şönt direncindeki büyük enerji kaybıdır.

Pirinç. 5.18.

Seri uyarılı DC motorlar, iki frenleme modu ile karakterize edilir: dinamik frenleme ve muhalefet.

Dinamik frenleme modu iki durumda mümkündür. İlkinde, armatür sargısı dirence kapalıdır ve uyarma sargısına ek direnç yoluyla ağdan veya başka bir kaynaktan güç verilir. Bu durumda motorun özellikleri, dinamik frenleme modundaki bağımsız bir uyarma motorunun özelliklerine benzer (bkz. Şekil 5.9).

İkinci durumda, şeması Şek. 5.19, KM kontakları kesildiğinde ve KV kontakları kapatıldığında, kendinden tahrikli bir jeneratör olarak çalışır. Motor modundan fren moduna geçerken, makinenin manyetikliğinin giderilmesini önlemek için uyarma sargısındaki akımın yönünü korumak gerekir, çünkü bu durumda makine kendi kendini uyarma moduna geçer. Böyle bir rejimin mekanik özellikleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.20. Sınırlayıcı bir hız ω vardır, bunun altında makinenin kendi kendine uyarılması gerçekleşmez.

Şekil5.19.

Pirinç. 5.20.

Muhalefet modunda, armatür devresine ek bir direnç dahildir. Şek. 5.21, muhalefet için iki seçenek için motorun mekanik özelliklerini gösterir. Karakteristik 1, motor "ileri" yönde çalışırken, B (nokta ile) alan sargısındaki akımın yönünü değiştirin ve armatür devresine ek direnç getirin. Motor, çalışma önleme moduna girer (nokta a) fren torku ile M fırtınası.

Şekil 5.21.

Sürücü çalışıyorsa bırakma modu, Sürücünün görevi, “geri” H yönünde çalışırken kaldırma mekanizmasını yavaşlatmak olduğunda, motor “ileri” B yönünde açılır, ancak armatür devresinde büyük bir ek direnç ile. Sürücünün çalışması noktaya karşılık gelir b mekanik karakteristik üzerinde 2. Muhalefet modunda çalışma, büyük enerji kayıpları ile ilişkilidir.

Seri uyarımlı bir DC motorunun dinamik özellikleri, operatör notasyonu biçimine geçerken (5.22), (5.23), (5.25)'den aşağıdaki denklemler sistemi ile tanımlanır:

Blok şemada (Şekil 5.22), katsayı a\u003d D / i) makinenin doygunluk eğrisini yansıtır (bkz. Şekil 5.12). Girdap akımlarının etkisini ihmal ediyoruz.

Pirinç. 5.22.

Sıralı bir uyarma motorunun transfer fonksiyonlarını analitik olarak belirlemek oldukça zordur; bu nedenle, geçici süreçlerin analizi, Şekil 1'de gösterilen devreye dayalı bilgisayar simülasyonu ile gerçekleştirilir. 5.22.

Karışık uyarma DC motorlarında iki uyarma sargısı bulunur: bağımsız ve tutarlı. Sonuç olarak, onların statik ve dinamik özelliklerönceden düşünülen iki DC motor tipinin karakteristik özelliklerini birleştirir. Bu veya bu karışık uyarma motorunun hangi tiplerine ait olduğu, her bir sargı tarafından oluşturulan mıknatıslama kuvvetlerinin oranına bağlıdır: v / p. .

Karışık uyarma motorunun ilk denklemleri:

nerede, RB ,w b - bağımsız uyarma sargısının akımı, direnci ve dönüş sayısı; lm- uyarma sargılarının karşılıklı endüktansı.

Kararlı hal denklemleri:

Elektromekanik karakteristik denklemi şu şekilde yazılabilir:

Çoğu durumda, seri uyarma sargısı %30 ... %40 MD C'de gerçekleştirilir, daha sonra ideal rölanti hızı, nominal motor hızını yaklaşık 1,5 kat aşar.

32. DC ED'nin mekanik özellikleri

Seri Uyarma DC Motoru: Mekanik karakteristik denklem şu şekildedir:

, burada ω - dönüş frekansı, rad/s; Rob - seri uyarma sargı direnci, Ohm; α, armatür akımı üzerindeki manyetik akının lineer bağımlılık katsayısıdır (ilk yaklaşımda).

Şekil dikkate alındığında. söz konusu motorun mekanik özelliklerinin (doğal ve reostatik) yumuşak ve hiperbolik bir karaktere sahip olduğu sonucu çıkar. Düşük yüklerde, dönüş hızı keskin bir şekilde artar ve izin verilen maksimum değeri aşabilir (motor "boşluğa" girer). Bu nedenle, bu tür motorlar, rölantide veya düşük yükte çalışan mekanizmaları (çeşitli takım tezgahları, konveyörler vb.) sürmek için kullanılamaz. Genellikle, izin verilen minimum yük (0,2 - 0,25) IN0M'dir; boşta çalışmanın mümkün olduğu cihazlarda çalışmak için sadece düşük güçlü motorlar (onlarca watt) kullanılır. Motorun yüksüz çalışmasını önlemek için tahrik mekanizmasına (dişli veya kör kavrama) sağlam bir şekilde bağlanmıştır; Açmak için kayış tahriki veya sürtünmeli kavrama kullanılması kabul edilemez.

Bu dezavantaja rağmen, seri tahrikli motorlar, özellikle yük torkunda geniş bir varyasyonun olduğu ve zor çalıştırma koşullarının (kaldırma ve döndürme mekanizmaları, çekiş tahriki, vb.) olduğu çeşitli elektrikli tahriklerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni, dikkate alınan motorun yumuşak özelliğinin, belirtilen çalışma koşulları için paralel uyarılı motorun sert özelliğinden daha uygun olmasıdır.

Bağımsız olarak uyarılmış DC motor: Motorun karakteristik bir özelliği, alan sargısının beslemesi esasen bağımsız olduğundan, alan akımının armatür akımından (yük akımı) bağımsız olmasıdır. Bu nedenle, armatür reaksiyonunun demanyetize edici etkisini ihmal ederek, motor akısının yüke bağlı olmadığını yaklaşık olarak varsayabiliriz. Bu nedenle, mekanik karakteristik doğrusal olacaktır.

Mekanik karakteristik denklem şu şekildedir: nerede ω - dönüş frekansı, rad/s; U - armatür devresine uygulanan voltaj, V; Ф - manyetik akı, Wb; Rya, Rd - armatür direnci ve devresinde ek, Ohm: α- motorun tasarım sabiti.

p, motor kutup çiftlerinin sayısıdır; N, aktif motor armatür iletkenlerinin sayısıdır; α, armatür sargısının paralel dallarının sayısıdır. Motor torku, N*m.

- Bir DC motorun EMF'si, V. Sabit bir manyetik akı ile F = const, c = k F varsayılarak, Ardından tork ifadesi, N*m:

1. Mekanik karakteristik e, Rd = O, Rv = 0 koşulları için elde edilir, yani. armatür voltajı ve motor manyetik akısı, doğal olarak adlandırılan nominal değerlere eşittir (Şekil 17.6).

3, Armatür terminallerindeki voltajı, Rd \u003d 0 ve Rv \u003d 0 olması koşuluyla bir dönüştürücü vasıtasıyla değiştirirseniz, yapay mekanik özellikler 3 ve 4 şeklindedir ve doğal olana paralel çalışır ve daha düşük voltaj değeri ne kadar düşükse.

4, Armatürdeki anma geriliminde (Rd = 0) ve manyetik akıda bir azalma (Rv > 0), özellikler gibi görünür5 ve doğal ne kadar yüksek ve dikse, manyetik akı o kadar düşük olur.

Karışık uyarma DC motor: Bu motorların özellikleri, paralel ve seri uyarma motorlarının özellikleri arasındadır.

Seri ve paralel uyarma sargılarının ünsüz dahil edilmesiyle, karışık bir uyarma motoru, paralel bir uyarma motoruna kıyasla daha büyük bir başlangıç ​​torkuna sahiptir. Uyarma sargıları ters yönde açıldığında motor rijit bir mekanik özellik kazanır. Artan yük ile seri sargının manyetik akısı artar ve paralel sargının akısından çıkarılarak toplam uyarma akısını azaltır. Bu durumda, motor dönüş hızı sadece azalmakla kalmaz, hatta artabilir (Şekil 6.19). Her iki durumda da, paralel bir sargıda bir manyetik akının varlığı, yük kaldırıldığında motorun "yayılma" modunu ortadan kaldırır.

Kaldırma makinelerinin, elektrikli araçların ve bir dizi başka çalışma makinesi ve mekanizmasının EP'sinde, seri uyarma DC motorları kullanılır. Bu motorların ana özelliği, bir sargının dahil edilmesidir. 2 sargı / armatür ile seri olarak uyarma (Şekil 4.37, a), sonuç olarak armatür akımı aynı zamanda uyarma akımıdır.

(4.1) - (4.3) denklemlerine göre, motorun elektromekanik ve mekanik özellikleri aşağıdaki formüllerle ifade edilir:

manyetik akının armatür (uyarma) akımına bağlı olduğu Ф(/), a R = L ben + R OB+ /? d.

Manyetik akı ve akım, bir manyetizasyon eğrisi (çizgi) ile birbirine bağlıdır. 5 pilav. 4.37 a). Manyetizasyon eğrisi, bu durumda motorun özellikleri için formüller elde etmeyi mümkün kılacak olan bazı yaklaşık analitik ifadeler kullanılarak tanımlanabilir.

En basit durumda, manyetizasyon eğrisi düz bir çizgi ile temsil edilir. 4. Böyle bir doğrusal yaklaşım, özünde, motor manyetik sisteminin doygunluğunun ihmal edilmesi anlamına gelir ve akının akıma bağımlılığını aşağıdaki gibi ifade etmenizi sağlar:

nerede a= tgcp (bkz. Şekil 4.37, b).

Kabul edilen doğrusal yaklaşımla, (4.3)'ten aşağıdaki gibi an, akımın ikinci dereceden bir fonksiyonudur.

(4.76)'deki ikame (4.77) motorun elektromekanik karakteristiği için aşağıdaki ifadeye yol açar:

Şimdi (4.79)'da, an boyunca akımı ifade etmek için (4.78) ifadesini kullanırsak, mekanik karakteristik için aşağıdaki ifadeyi alırız:

co (Y) ve co'nun özelliklerini görüntülemek için (M)(4.79) ve (4.80) elde edilen formülleri analiz edelim.

Önce akımı ve torku iki sınır değerine - sıfır ve sonsuzluğa - yönlendirdiğimiz bu özelliklerin asimptotlarını bulalım. / -> 0 ve A/ -> 0 için, hız (4.79) ve (4.80)'dan aşağıdaki gibi sonsuz büyük bir değer alır, yani. ortak -> Bu

hız ekseninin, özelliklerin ilk istenen asimptotu olduğu anlamına gelir.

Pirinç. 4.37. Seri uyarma DC motorunun dahil etme şeması (a) ve özellikleri (b):

7 - armatür; 2 - uyarma sargısı; 3 - direnç; 4.5 - manyetizasyon eğrileri

/ -> °o için ve M-> xu hız eş -» -R/ka, onlar. koordinat koordinatlı düz çizgi a \u003d - R/(ka) özelliklerin ikinci, yatay asimptotudur.

Co(7) ve ortak bağımlılıklar (M)(4.79) ve (4.80)'e göre hiperbolik bir karaktere sahiptir, bu da yapılan analiz dikkate alınarak bunları Şekil 2'de gösterilen eğriler şeklinde temsil etmeyi mümkün kılar. 4.38.

Elde edilen özelliklerin özelliği, düşük akımlarda ve torklarda motor hızının büyük değerler alması ve özelliklerin hız eksenini geçmemesidir. Böylece, Şekil 2'deki ana anahtarlama devresindeki seri uyarma motoru için. 4.37 a ikinci çeyrekte özellik bölümü olmadığından, şebekeye paralel olarak rölanti ve jeneratör çalışma modları yoktur (rejeneratif frenleme).

Fiziksel açıdan bu, / -> 0 ve M-> 0 manyetik akı Ф -» 0 ve (4.7)'ye göre hız keskin bir şekilde artar. F ref motorunda artık mıknatıslanma akısının varlığından dolayı, rölanti hızının pratikte mevcut olduğuna ve co 0 ='a eşit olduğuna dikkat edin. U/(/sF öst).

Diğer motor çalışma modları, bağımsız uyarımlı bir motorunkilere benzer. Motor modu 0'da gerçekleşir

Motorlar manyetik sistemin doyma bölgesinde de çalışabildiğinden, ortaya çıkan (4.79) ve (4.80) ifadeleri yaklaşık mühendislik hesaplamaları için kullanılabilir. Doğru pratik hesaplamalar için, motorun sözde evrensel özellikleri, Şekil 2'de gösterildiği gibi kullanılır. 4.39. Onlar temsil eder

Pirinç. 4.38.

uyarma:

o - elektromekanik; b- mekanik

Pirinç. 4.39. Seri Heyecanlı DC Motor Çok Yönlü Özellikler:

7 - hızın akıma bağımlılığı; 2 - çıkış anının bağımlılıkları

bağıl hız co* = co / conom'un bağımlılıklarıdır (eğriler 1) ve an M* = A / M(eğri 2) bağıl akımda /* = / / / . Daha hassas karakteristikler elde etmek için, co*(/*) bağımlılığı iki eğri ile temsil edilir: 10 kW ve üzeri motorlar için. Bu özelliklerin belirli bir örnek üzerinde kullanımını düşünün.

Sorun 4.18*. Aşağıdaki verilerle D31 tipi seri uyarılı bir motorun doğal özelliklerini hesaplayın ve çizin Р нш = 8kW; balık = 800 rpm; sen= 220 V; / nom = 46,5 A; L„ ohm \u003d °.78.

1. Co nominal hızını ve M nom momentini belirleyin:

2. İlk önce akımın / * nispi değerlerini motorun evrensel özelliklerine göre ayarlayarak (Şekil 4.39) anın nispi değerlerini buluruz. M* ve hız eş*. Ardından, değişkenlerin elde edilen bağıl değerlerini nominal değerleriyle çarparak, istenen motor özelliklerini oluşturmak için puanlar elde ederiz (bkz. Tablo 4.1).

Tablo 4.1

Motor özelliklerinin hesaplanması

Elde edilen verilere dayanarak motorun doğal özelliklerini oluşturuyoruz: elektromekanik co(/) - eğri 1 ve mekanik (M)- eğri 3 incirde. 4.40 bir, b.

Pirinç. 4.40.

a- elektromekanik: 7 - doğal; 2 - reostatik; b - mekanik: 3 - doğal