Distanční proudové elektromotory nejsou používány tak často jako AC motory. Níže uvedete své výhody a nevýhody.
V každodenních životních motorech stejnosměrný proud Zjistili jsme použití v dětských hrachech, protože zdroje pro jejich moc jsou baterie. Používají se v dopravě: v metru, tramvají a vozíku autobusy, auta. V průmyslových podnicích se v pohonech jednotek používají Elektromotory DC elektromotory, pro nepřerušované napájení, z nichž jsou používány baterie.
Konstrukce a údržba motoru DC
Hlavní vinutí DC motoru je kotvapřipojen k napájení kartáčový přístroj. Kotva se otáčí v magnetickém poli vytvořeném poláci statoru (excitace vinutí). Části statoru jsou uzavřeny štíty s ložisky, ve kterých se kotevní hřídel motoru otáčí. Na jedné straně na stejné sadě hřídele fanoušek Chlazení, běh proudění vzduchu přes vnitřní dutiny motoru při jeho provozu.
Kartáčovací zařízení je zranitelným prvkem v designu motoru. Štětce jsou vyřezávány s kolektorem, aby ji zopakoval, stisknuto proti němu s konstantní silou. Během práce štětce se vodivý prach z nich usazuje na pevné části, musí být pravidelně vymazáno. Kartáče se někdy musejí pohybovat v drážce, jinak jsou v nich uvíznuty pod působením stejného prachu a "pověsit" nad sběratelem. Charakteristiky motoru závisí na poloze kartáčů v prostoru v rovině otáčení kotvy.
Časem se kartáče opotřebovávají a nahrazují. Sběratel v kontaktních místech s kartáči je také truchlí. Kotva demontována a přetáhněte kolektor na soustruhu. Po vytažení je izolace mezi kolektorem lamely vyříznuta do určité hloubky, protože se jedná o silnější sběrný materiál a bude zničit kartáče s dalším vypracováním.
DC otočný obvod motoru
Dostupnost excitace vinutí - charakteristická funkce DC stroje. Z metod jejich připojení k síti závisí na elektrických a mechanické vlastnosti elektrický motor.
Nezávislý vzrušení
Vinutí excitace je připojeno k nezávislému zdroji. Charakteristika motoru jsou stejné jako motor s permanentními magnety. Rychlost otáčení je regulována odporem v řetězci kotvy. Reguluje se IT a rebuatomem (nastavovací odpor) v navíjení navíjecího obvodu excitace, ale s nadměrným snížením jeho hodnoty nebo když proud, kotva se zvyšuje na nebezpečné hodnoty. Motory s nezávislou excitací nelze spustit v nečinnosti nebo s nízkým zatížením hřídele. Rychlost otáčení se dramaticky zvýší a motor bude poškozen.
Zbývající schémata se nazývají schémata se sebekometením.
Paralelní vzrušení
Rotor a excitační vinutí jsou připojeny paralelně s jedním zdrojem energie. S tímto zapnutím proudu přes excitace vinutí několikrát menší než přes rotor. Charakteristika elektromotorů se získají s tuhou, což jim umožňuje být použity k řízení strojů, fanoušků.
Nastavení rychlosti otáčení je zajištěno zahrnutím řetězce rotoru nebo postupně s excitací vinutí.
Sekvenční vzrušení
Větrání excitačního je zapnuta konzistentně s kotvou, stejný proud na nich teče. Rychlost takového motoru závisí na jeho zatížení, nemůže být zapnuta v nečinnosti. Má však dobré počáteční charakteristiky, takže na elektrifikovanou dopravu se použije sekvenční buzení.
Smíšené vzrušení
S tímto schématem se používají dva excitační vinutí, umístěné párové na každém z elektromotorových pólů. Mohou být připojeny tak, aby jejich proudy buď sčítají, jsou buď odečteny. V důsledku toho může mít motor charakteristiky jako sekvenční nebo paralelní excitační schéma.
Změnit směr otáčení Změňte polaritu jednoho z excitace vinutí. Chcete-li spravovat začátek elektromotoru a rychlost jeho otáčení se použije kroky odolné spínání.
Přirozené rychlosti a mechanické vlastnosti, rozsah
V sekvenčních excenčních motorech je kotevní proud také excitace proud: i. I. v \u003d. I. I. A \u003d. I. I.. Proto se tok f δ změní široké limity a může to napsat
  | (3) |
 | (4) |
Rychlostní charakteristika motoru [viz exprese (2)], znázorněná na obr. 1, je měkká a má hyperbolický charakter. Pro k. F \u003d Konstrukce křivky n. = f.(I. I.) Zobrazení linie zdvihu. S malým I. I. Rychlost motoru se stává nepřijatelným velkým. Proto není povolena provoz sekvenční excenčních motorů s výjimkou nejmenšího, v nečinnosti, a použití přenosu pásu je nepřijatelné. Obvykle minimální přípustné zatížení P. 2 = (0,2 – 0,25) P. n.
Přírodní charakteristika motoru sekvenční excitace n. = f.(M.) V souladu s vztahem (3), znázorněným na obr. 3 (křivka) 1 ).
Vzhledem k paralelním excitačním motorům M. ∼ I. I.a v motorech konzistentního vzrušení přibližně M. ∼ I. I. ² a při startu je povoleno I. I. = (1,5 – 2,0) I. I. n, sekvenční excitační motory vyvíjejí podstatně větší výchozí bod ve srovnání s paralelními excitačními motory. Kromě paralelních excitačních motorů n. ≈ CONST a v sekvenčních excenčních motorech, podle výrazů (2) a (3) přibližně (kdy R. A \u003d 0)
n. ∼ U. / I. I. ∼ U. / √M. .
Proto v paralelních excitačních motorech
P. 2 \u003d Ω × M. \u003d 2π × n. × M. ∼ M. ,
a v sekvenčních excenčních motorech
P. 2 \u003d 2π × n. × M. ∼ √ M. .
Tak, v sekvenčních excenčních motorech při změně točivého momentu M. st \u003d. M. V širokých mezích se mění energie v menších limitech než v motorech paralelního excitace.
Proto pro sekvenční excitační motory v současné době nebezpečné přetížení. V tomto ohledu mají sekvenční excitační motory významné výhody v případě závažných výchozích podmínek a změní točivý moment zátěže přes široké limity. Jsou široce používány pro elektrickou trakci (tramvaje, metro, trolejbusy, elektrické lokomotivy a dieselové lokomotivy železnice) A při zvedání a dopravě instalací.
  |
| Obrázek 2. Systémy pro nastavení rychlosti otáčení sekvenčního excitačního motoru posunováním excitace vinutí ( ale), kotevní shunt ( b.) a zařazení odolnosti vůči řetězci kotvy ( v) |
Všimněte si, že se zvýšením otáčky otáčení se sekvenční excitační motor do režimu generátoru přepne. Obrázek 1 je zřejmé ze skutečnosti, že charakteristika n. = f.(I. I.) Nesnáší osy ordinátu. Fyzicky je vysvětleno skutečností, že při přepnutí na režim generátoru, při daném směru otáčení a dané polarity napětí by se proudový směr měl změnit na opačný a směr elektromotorické síly (ER. S. ) E. A polarita pólů by měla být udržována beze změny, nicméně, poslední, když se změny současného směru v excitaci vinutí není možné. Proto přeložit sekvenční excitační motor do režimu generátoru musíte přepnout konce excitace vinutí.
Ovládání rychlosti od oslabení hmotnosti
Nařízení n. Prostřednictvím útlumu pole se provádí buď tím, že posunujte buzení vinutí nějakým odporem R. Sh.v (obrázek 2, alenebo snížení počtu vinutí srsti obsaženého v práci. V posledně uvedeném případě by měly být poskytnuty příslušné závěry z vinutí excitace.
Jako odpor burzního vinutí R. a pokles napětí na něm je malý, pak R. S.v. Mělo by být také stačit. Ztráta odporu R. SH.V. Proto malé a celkové ztráty pro excitaci během posunu dokonce klesají. Výsledkem je, že účinnost (k. P. D.) motor zůstává vysoký, a tento způsob regulace je v praxi široce aplikován.
Při posunutí excitace vinutí excitačního proudu s hodnotou I. I. Dříve
a rychlost n. tedy se zvyšuje. Výrazy pro vysokorychlostní a mechanické vlastnosti zároveň získáváme, pokud v rovnostech (2) a (3) nahrazují k. F. k. F. k. OV, kde.
je to koeficient excitačního útlumu. Při úpravě rychlosti, změna počtu otáček excitace vinutí
k. Ov \u003d. w. V. BRAB / w. V.Pill.
Obrázek 3 ukazuje (křivky 1 , 2 , 3 ) Charakteristiky n. = f.(M.) Pro tuto příležitost řízení rychlosti na několika hodnotách k. O.v (význam k. Ov \u003d 1 odpovídá přirozené charakteristice 1 , k. Ov \u003d 0,6 - křivka 2 , k. Ov \u003d 0,3 - křivka 3 ). Charakteristiky jsou uvedeny v relativních jednotkách a odpovídají tomu, kdy k. F \u003d cONST a R. A * \u003d 0,1.
 |
| Obrázek 3. Mechanické vlastnosti motoru sekvenční excitačního různé metody Rychlost otáčení |
Ovládání rychlosti posunovací kotvou
Při posunutí kotvy (obrázek 2, b.) Proud a zvýšení průtoku buzení a rychlost se snižuje. Od poklesu napětí R. v × I. I. málo a proto si můžete vzít R. v ≈ 0, pak odpor R. S.A. Je prakticky pod celkovým napětím sítě, jeho hodnota by měla být významná, ztráta v něm bude skvělá a. Str. D.
Kromě toho je posuvná kotva účinná, když magnetický obvod není nasycený. V tomto ohledu se zřídka používá posunutí kotvy v praxi.
Obrázek 3 křivka 4 n. = f.(M.) Tak jako
I. I. Sh.a ≈ U. / R. Sh.a \u003d 0.5. I. I. n.
Regulace otáček otočením odporu k kotevním řetězci
Regulace otáček otočením odporu k kotevním řetězci (obrázek 2, v). Tato metoda umožňuje nastavit n. Z nominální hodnoty. Vzhledem k tomu, současně současně výrazně snižuje. P. D., pak takový způsob regulace najde omezené aplikace.
Výrazy pro vysokorychlostní a mechanické vlastnosti v tomto případě se získají, pokud jsou v rovnostech (2) a (3) nahrazují R. A. R. A +. R. ra. Charakteristický n. = f.(M) Pro tento způsob řízení rychlosti R. RA * \u003d 0,5 je znázorněno na obrázku 3 jako křivka 5 .
 |
| Obrázek 4. Paralelní a sekvenční spínání sekvenčních excenčních motorů pro změnu rychlosti otáčení |
Řízení rychlosti změny napětí
Tímto způsobem můžete upravit n. Z nominální hodnoty se zachováním vysokého až. Zahrnutí do sítě na sekvenční (obrázek 4). Obrázek 3 křivka 6 Je to vlastnost n. = f.(M.) Pro tento případ, kdy U. = 0,5U. n.
17. Charakteristika smíšeného excitačního motoru.
Koncept smíšeného excitačního elektromotoru je znázorněn na Obr. 1. V tomto motoru jsou dvě excitační vinutí - paralelní (shunt, sho), spojené paralelně s kotevními řetězci a sériovým (sériovým, CO), spojeným postupně kotevním řetězcem. Tyto vinutí magnetického toku mohou být zahrnuty podle nebo schůzky.
Obr. 1 - Smíšený stavící motorový obvod.
S konzistentními, buzení vinutí jejich MDC jsou také složené a výsledný průtok F je přibližně roven množství závitů generovaných obou vinutí. V nadcházejícím zapnutí výsledného proudu se rovná rozdílu v průtoku paralelních a sériových vinutí. V souladu s tímto způsobem se vlastnosti a vlastnosti smíšeného excitačního elektromotoru závisí na způsobu zařazení vinutí a na poměr jejich MDS.
Rychlostní charakteristika N \u003d f (ia) na U \u003d UAN a IV \u003d CONST (zde IV - proud v paralelním vinutí).
S nárůstem zátěže se výsledný magnetický tok zvyšuje s konzistentním otáčením vinutí, ale v menší míře než motorem motoru sekvenčního excitačního, proto se rychlostní charakteristika v tomto případě vymění měkčí než motor paralelního excitace, ale pevnější než motor sekvenční excitace.
Poměr mezi vinutími MDS se může značně lišit. Motory se slabým sériovým vinutí mají slabě rychlost incidentu rychlost (křivka 1, obr. 2).
Obr. 2 - Vysokorychlostní charakteristiky motoru smíšené excitace.
Čím větší je podíl konzistentního vinutí při tvorbě MDS, čím blíže se rychlostní charakteristika blíží charakteristice sekvenčního excitačního motoru. Na obr. 2, linka 3 znázorňuje jeden z mezilehlých charakteristik smíšeného excitačního motoru a pro srovnání, sekvenční charakteristika excitačního motoru (křivka 2) je uveden.
S pokračujícím zapnutím sekvenčního vinutí se zvýšením zátěže se výsledný magnetický tok klesá, což vede ke zvýšení otáček motoru (křivka 4). S takovou extrémní charakteristikou může být provoz motoru nestabilní, protože Proud sériového vinutí může výrazně snížit výsledný magnetický tok. Proto se nevztahují motory s protiinstalací vinutí.
Mechanická charakteristika n \u003d f (m) na U \u003d UAN a IV \u003d CONST. Smíšený excitační motor je znázorněn na obr. 3 (line 2).
Obr. 3 - Mechanické vlastnosti motoru smíšené excitace.
Nachází se mezi mechanickými charakteristikami paralelních motorů (křivky 1) a sekvenční (křivky 3) excitace. V souladu s tím si vyzvednout MDS obou vinutí, můžete získat elektromotor s charakteristikou v blízkosti charakteristiky motoru paralelní nebo sekvenční excitace.
Rozsah motorů sekvenční, paralelní a smíšené excitace.
Proto pro sekvenční excitační motory v současné době nebezpečné přetížení. V tomto ohledu mají sekvenční excitační motory významné výhody v případě závažných výchozích podmínek a změní točivý moment zátěže přes široké limity. Jsou široce používány pro elektrickou trakci (tramvaje, metro, trolejbusy, elektrické lokomotivy a dieselové lokomotivy) a ve zvedacích zařízeních.
Přirozené rychlosti a mechanické vlastnosti, rozsah paralelních excitačních motorů.
Přirozené vysokorychlostní a mechanické charakteristiky, rozsah použití ve směsných excitačních motorech.
Smíšený excitační motor
Smíšený excitační motor má dvě excitační vinutí: paralelní a sériové (obr. 29.12, a). Frekvence rotace tohoto motoru
, (29.17)
kde a - proudy paralelních a konzistentních excitačních vinutí.
Značka plus odpovídá dohodnutému začlenění excitace vinutí (MDS Windings Fold). V tomto případě se zvýšením zatížení zvyšuje celkový magnetický průtok (v důsledku proudu sériového vinutí), což vede ke snížení otáčky motoru. S pokračujícím zapnutím vinutí, tok se zvýšením demagnetizuje zařízení (minus znamení), který naopak zvyšuje rychlost otáčení. Provozování motoru se stává nestabilní, protože se zvýšením zatížení je rychlost otáčení nekonzistentně roste. Nicméně, s malým počtem otáček sériového vinutí se zvýšením zátěže, rychlost otáčení se nezvyšuje a zatížení zůstává téměř beze změny v celém rozsahu.
Na Obr. 29.12, B ukazuje provozní vlastnosti motoru smíšené excitace s rozrušeným otočením na excitačních vinutí a na Obr. 29.12, B - Mechanické vlastnosti. Na rozdíl od mechanických vlastností sekvenčního excitačního motoru mají druhý závažnější pohled.
Obr. 29.12. Smíšený systém excitačního motoru (A), jeho pracovníky (b) a mechanické (c) charakteristiky
Je třeba poznamenat, že ve své formě, charakteristika smíšeného excitačního motoru zabírá mezilehlou polohu mezi odpovídajícími vlastnostmi motory paralelní a sekvenční excita, v závislosti na tom, které MDS převažuje, ve kterém z excitace vinutí (paralelní nebo sekvenční).
Smíšený excitační motor má výhody ve srovnání se sekvenčním stavebním motorem. Tento motor může pracovat, protože paralelní vinutí proud omezuje rychlost motoru v H.H. A eliminuje nebezpečí "šíření". Můžete nastavit rychlost otáčení tohoto motoru s maloobchodem v paralelním excitačním navíjení. Přítomnost dvou vinutí vzrušení je však smíšený excitační motor dražší ve srovnání s typy typů popsaných výše, což omezuje jeho použití. Míchání a vylučovací motory se obvykle používají tam, kde jsou požadovány významné počáteční okamžiky, rychlé zrychlení během zrychlení, stálého provozu a přípustného pouze malého snížení rychlosti otáčení se zvýšením zatížení na hřídeli (válcovací mlýny, nákladní automobily, čerpadla, kompresory ).
49. Spuštění a přetížení vlastností DC motorů.
Spuštění DC Motor Direct Otáčení na síťové napětí je povoleno pouze pro malé elektrické motory. V tomto případě může být aktuální pík na začátku startu asi 4 - 6-násobný nominální. Přímý start DC motorů značné výkonu je zcela nepřijatelný, protože počáteční proudový pík bude roven 15 - 50 krát nominální. Začátek středních a velkých elektrických motorů se proto vyrábí za použití výchozí řady, což omezuje proud při spuštění spínání a mechanickou pevností hodnot.
Počáteční pastev se provádí z drátu nebo pásky s vysokým odporem rozděleným na sekce. Dráty jsou připojeny k měděným tlačítko nebo ploché kontakty v přechodových místech z jedné části na druhou. Kontakty se pohybují měděným kartáčem hnijící páky tyče. Reostaty mohou mít další popravu. Excitační proud při spuštění paralelního excitačního motoru je nastaven odpovídajícím normální práceExcitační řetězec je aktivován přímo na síťové napětí, takže v důsledku poklesu napětí v držení napětí v držení napětí není v důsledku poklesu napětí (viz obr. 1).
Potřeba mít normální excitační proud souvisí se skutečností, že při zahájení motoru by měl vyvinout větší přípustný meam, který je nezbytný pro zajištění rychlého zrychlení. Spartstch DC motor je vyroben se sekvenčním poklesem odporu reostatu, obvykle - přenosem páky řeky z jednoho pevného kontaktu restartu do druhých a vypínacích profilů; Snížení odporu lze provést a uzavřením úseků sekcí stykačů, spouští specifikovaný program.
Při spouštění ručně nebo automaticky se proud mění z maximální hodnoty rovnou 1,8 -2,5 na více nominální na začátku práce, kdy tento odpor Reostata, na minimální hodnotu rovnou 1,1 - 1,5-násobný nominální na konci práce a před přepnutím na jinou polohu výchozího řádku. Kotevní proud po zapnutí motoru s RP rezistencí je RP
kde je UC síťové napětí.
Po zapnutí začne akcelerace motoru, zatímco anti-EDC E dojde a klesá se kotevní proud. Pokud se domníváme, že mechanické vlastnosti n \u003d F1 (Mn) a n \u003d F2 (II) jsou prakticky lineární, pak při přetaktování, zvýšení rychlosti otáčení dojde podle lineárního zákona, v závislosti na aktuální kotvi (obr.) . 1).
Obr. 1. Výstupní diagram DC motoru
Launcher (obr. 1) pro odlišný odolnost v řetězci kotvy jsou segmenty lineárních mechanických vlastností. S poklesem kotevního proudu do hodnoty IMIN se sekce odolnosti R1 vypne a proud se zvyšuje na hodnotu
kde E1 - EDC v okamžiku vlastnosti; R1 Odolnost sekce OFF.
Pak je motor znovu urychlen do bodu B a tak dále, dokud se motor nerozpustí, když je motor otočen přímo do UC napětí. Výchozí důvody jsou navrženy tak, aby se zahřály na 4 -6 spuštěných v řadě, takže musíte sledovat, že na konci příjmu spuštění bylo zcela odstraněno.
Když je motor zastaven, vypne se od zdroje energie a spauncher je zcela zapnutý - motor je připraven na další start. Pro odstranění možnosti vzhledu velkého indukce EMF, když se rozbije excitačního okruhu, a když je odpojen, může obvod v blízkosti odolnosti proti výbuchu.
V nastavitelné pohony Spouštěcí DC motory se provádí postupným zvyšováním napájecího napětí tak, že proud při spuštění je podporován v požadovaných mezích nebo zůstaných pro více než čas začátku je přibližně nezměněn. Ten může být proveden automatické řízení Proces změny napájecího napětí v systémech zpětné vazby.
Začněte a zastavte MPT
Přímé zařazení do síťového napětí je povoleno pouze pro malé elektrické motory. V tomto případě může být aktuální pík na začátku startu asi 4 - 6-násobný nominální. Přímý start DC motorů značné výkonu je zcela nepřijatelný, protože počáteční proudový pík bude roven 15 - 50 krát nominální. Začátek středních a velkých elektrických motorů se proto vyrábí za použití výchozí řady, což omezuje proud při spuštění spínání a mechanickou pevností hodnot.
DC MOTOR START.provádí se sekvenčním poklesem odporu rheostatu, obvykle převedením říční páky z jedné pevné kořene restartu na další a vypínací sekce; Snížení odporu lze provést a uzavřením úseků sekcí stykačů, spouští specifikovaný program.
Když začnete ručně nebo automaticky, aktuální se liší od maximální hodnoty rovnou 1,8 -2,5 k více nominálnímu na začátku provozu při daném odporu rheostatu, na minimální hodnotu rovnou 1,1 - 1,5násobek nominální hodnoty na konec práce a před přepnutím na jinou polohu výchozí řady.
Brzdění Je nutné snížit čas motoru snižuje, což může být v nepřítomnosti brzdění nepřijatelně velké, stejně jako pro upevnění poháněných mechanismů v určité poloze. Mechanické brzdění DC motory se obvykle provádějí při aplikaci. brzdová čelenka na brzdové kladce. Nevýhoda mechanické brzdy To je, že brzdový moment a čas inhibice závisí na náhodných faktorech: oleje nebo vlhkosti na brzdové řemenici a další. Takové brzdění je tedy aplikováno, když časová a brzdná dráha nejsou omezena.
V některých případech, po pre-elektrické brzdění při nízké rychlosti, je možné přesně zastavit mechanismus (například výtah) v dané poloze a zajistit jeho polohu na určitém místě. Takové brzdění je také aplikováno v nouzových případech.
Elektrický brzdění Poskytuje poměrně přesné získání požadovaného bodu spalování, ale nemůže poskytnout fixaci mechanismu v určeném místě. Proto je elektrický brzdění, v případě potřeby doplněno mechanickými, což je po skončení elektrické energie prosazovány.
Elektrický brzdění dochází, když proud proudí podle motoru EDC. Jsou možné tři způsoby brzdění.
DC Pohybový brzdění s energetickým návratem do sítě.V tomto případě by mělo být EDC E větší než napájecí napětí UC a proud proudí ve směru EMF, který je proudem generátoru. Náhradní kinetická energie bude transformována na elektrickou a částečně vrácenou do sítě. Schéma inkluze je znázorněno na Obr. 2, a.
Obr. 2. Schéma zapojení DC motorů: I - s návratem energie do sítě; b - při protichůdném; B - Dynamické brzdění
Brzdění motoru DC může být provedeno, když napájecí napětí snižuje tak, aby UC< Е, а также при спуске грузов в подъемнике и в других случаях.
Brzdění v antique Předpokládá se spínáním otáčení motoru k opačnému směru otáčení. V tomto případě je EDC E a napětí UC ukotveny a omezit proud I by měl obsahovat odpor s počátečním odporem.
kde jsou IMAS největším přípustným proudem.
Brzdění je spojeno s velkou ztrátou energie.
Brzdění dynamického DC motoru Provádí se, když je rotující vzrušený motor RT rezistoru (obr. 2, b) zapnuto na svorkách. Náhradní kinetická energie se transformuje v elektrické a rozptýlené v kotevním řetězci jako teplo. To je nejčastější způsob brzdění.
Schémata pro zapnutí stejnosměrného motoru paralelního (nezávislého) excitace: A - motorový obvod motoru, B - inkluzion obvod s dynamickým brzdění, v obvodu pro protichůdné.
Přechodné procesy v MTT
V obecném případě v elektrickém obvodu mohou nastat přechodové procesy, pokud jsou v obvodu indukční a kapacitní prvky, které mají schopnost akumulovat nebo poskytovat energii magnetického nebo elektrického pole. V okamžiku spínání, když proces přechodného zahájení, energie je přerozdělena mezi indukčními kapacitními prvky řetězového a vnějšího energetického zdroje připojeného k řetězci. V tomto případě je součástí energie nenávratně převedena na jiné typy energií (například na tepelné na aktivní rezistenci).
Po dokončení procesu přechodu je vytvořen nový instalovaný režim, který je určen pouze externími zdroji energie. Když jsou odpojeny externí zdroje energie, může dojít k procesu přechodu v důsledku energie elektromagnetického pole akumulovaného před začátkem přechodového režimu v indukčních a kapacitních prvcích řetězu.
Změny v energii magnetických a elektrických polí nemohou nastat okamžitě, a proto nemohou okamžitě proudí procesy v době přepínání. Skokování (okamžitá) změna energie v energetice v indukčním a kapacitním prvku vede k potřebě mít nekonečně vysoký výkon P \u003d DW / DT, což je téměř nemožné, protože v reálných elektrických obvodech není nekonečně vysoký výkon.
Přechodné procesy tak nemohou nastat okamžitě, protože je v zásadě nemožné změnit energii akumulovanou v elektromagnetickém poli řetězu. Teoreticky přechodné procesy končí v čase t → ∞. Téměř přechodové procesy jsou rychlé a jejich trvání je obvykle roztříštěna o sekundu. Vzhledem k tomu, že magnetická W M a elektrická pole je popsána výrazy
proud v indukči a napětí na nádrži nelze okamžitě změnit. To je založeno na zákonech přepínání.
Prvním zákonem spínání je, že proud v oboru s indukčním prvkem v počátečním okamžiku po spínání je stejný význam, jaký byl přímo před přepnutím, a pak se začne hladce měnit z této hodnoty. Uvedený je obvykle napsán ve formě I L (0-) \u003d I L (0 +), věřit, že spínání dochází okamžitě v době t \u003d 0.
Druhý spínací zákon je, že napětí na kapacitním prvku v počátečním okamžiku po spínání je stejná hodnota, protože má přímo před spínáním, a pak se začne hladce změnit z této hodnoty: UC (0 -) \u003d UC (0 +) ).
V důsledku toho je přítomnost indukčnosti obvodu obsahujícího v obvodu zařazena do napětí je ekvivalentní přestávce řetězu na tomto místě v době spínání, protože I L (0 -) \u003d I L (0 +). Přítomnost v obvodu je obsažena v napětí, větve obsahující vypouštěný kondenzátor, je ekvivalentní zkratu v tomto místě v době spínání, protože U C (0 -) \u003d U C (0 +).
Napětí na induktoru a proudy v nádržích jsou však možné v elektrickém obvodu.
V elektrických obvodech s odporovými prvky není energie elektromagnetického pole pokryta, v důsledku toho přechodové procesy v nich nevyskytují, tj. V takových obvodech jsou stacionární režimy instalovány okamžitě, skok.
Ve skutečnosti, jakýkoliv prvek řetězce má nějaký odolnost R, indukčnost L a kapacita C, tj. V reálných elektrických zařízeních existují tepelné ztráty v důsledku proudu průchodu a přítomnosti odporu R, stejně jako magnetická a elektrická pole.
Přechodné procesy v reálných elektrických zařízeních mohou být urychleny nebo zpomaleny výběrem vhodných parametrů řetězových prvků, jakož i pomocí speciálních zařízení.
52. Magitohydrodynamické DC stroje. Magnetická hydrodynamika (MHD) je oblastí vědy, která studuje zákony fyzikálních jevů v elektricky vodivém prostředí kapalného a plynu, když se pohybují v magnetickém poli. Na těchto jevech je založen princip působení různých magnetohydrodynamických (MHD) strojů přímého a střídavého proudu. Některé stroje MHD se používají v různých oblastech technologie, zatímco jiní mají v budoucnu významné vyhlídky na aplikace. Níže jsou uvedeny principy zařízení a činnosti MHD DC strojů.
Elektromagnetická čerpadla pro tekuté kovy
Obrázek 1. Princip zařízení elektromagnetického čerpadla DC
V DC čerpadla (obrázek 1), kanál 2 s kapalným kovem je umístěn mezi póly elektromagnetu 1 a za použití elektrod 3 svařovaných na stěny kanálu, konstantní proud z externího zdroje prochází kapalným kovem. Jako proud k kapalnému kovu v tento případ Sčítá se s vodivou cestou, pak se tato čerpadla nazývají také vedení.
Když jsou pole pólů interagovány s proudem v kapalném kovu na kovových částicách, účinek elektromagnetických sil, tlak a kapalný kov se vyvíjí. Proudy v kapalném kovu narušují pole pólů ("kotevní reakce"), což vede ke snížení účinnosti čerpadla. Proto jsou v silných čerpadlech mezi tipy pólů a kanálem, pneumatiky jsou umístěny ("kompenzační vinutí"), které se zapíná postupně do kanálového okruhu v čítači. Elektromagnet excitační vinutí (není znázorněno na obrázku 1) se obvykle zapne postupně v obvodu kanálu kanálu a má pouze 1 až 2 otáčky.
Použití vodivých čerpadel je možné pro nízko chovné kapalné kovy a při takových teplotách, když mohou být stěny kanálů vyrobeny z tepelně odolných kovů (non-magnetická nerezová ocel a tak dále). V opačném případě jsou vhodnější indukční čerpadla střídavého proudu.
Čerpadla popsaného typu začaly používat asi 1950 ve výzkumných účelech a v takových zařízeních s jadernými reaktory, ve kterých jsou nosiče kapalin použity k odstranění tepla z reaktorů: sodík, draslíku, jejich slitiny, bismutu a další. Teplota kapalného kovu v čerpadlech je 200 až 600 ° C a v některých případech až 800 ° C. Jedna z provedených sodíkových čerpadel má následující vypočtená data: teplota 800 ° C, tlak 3,9 kgf / cm², spotřeba 3670 m³ / h, užitečná hydraulická výkon 390 kW, spotřebovaný proud 250 kA, 2,5 V napětí, spotřeba energie 625 kW, Poměr účinnosti 62,5%. Jiná charakteristická data tohoto čerpadla: kanálový průřez 53 × 15,2 cm, průtok v kanálu 12,4 m / s, aktivní délka kanálu 76 cm.
Výhodou elektromagnetických čerpadel je, že nemají pohyblivé části a kapalná kovová dráha mohou být utěsněna.
DC čerpadla vyžadují zdroje napájení s vysokým proudem a nízkým napětím. Pro výživu napájecí pumpy Zařízení usměrňovače jsou nevhodné, protože jsou získány objemné a malou účinností. Vhodnější v tomto případě jsou unipolární generátory, viz článek "Speciální typy generátorů a konvertorů DC".
Plazmové raketové motory
Elektromagnetická čerpadla jsou považovány za podivné DC motory. Taková zařízení jsou také vhodná pro přetaktování, urychlení nebo pohybující se plazmu, tj. Vysokoteplotní (2000 - 4000 ° C a více) ionizovaný, a proto elektricky vodivý plyn. V tomto ohledu se provádí vývoj proudových plazmatických motorů pro kosmické rakety, a je nastaven problém získávání plazmatu expirace až 100 km / s. Takové motory nebudou mít velkou sílu tahu, a proto budou vhodné pro práci od planet, kde jsou pole slabé; Mají však tu výhodu hmota toku Látky (plazma) malé. Nezbytné pro jejich výživu elektrická energie Předpokládá se, že se získá s jadernými reaktory. Pro plazmové přímé současné motory je obtížným problémem vytváření spolehlivých elektrod pro proud proudu do plazmy.
Magitohydrodynamické generátory
MHD stroje, stejně jako všechny elektrické stroje, reverzibilní. Zejména zařízení znázorněné na obrázku 1 může také fungovat v režimu generátoru, pokud to řídí vodivou tekutinu nebo plyn přes něj. V tomto případě je vhodné mít nezávislé vzrušení. Vygenerovaný proud je odstraněn z elektrod.
V takovém principu jsou konstruovány elektromagnetické průtokoměry vody, alkalických a kyselinových roztoků, tekutých kovů a podobně. Elektromotorická síla na elektrodách současně je úměrná rychlosti pohybu nebo toku tekutiny.
Generátory MHD jsou zajímavé z hlediska vytváření výkonných elektrických generátorů, aby přímo převedli tepelnou energii do elektrického. K tomu prostřednictvím zařízení formy zobrazeného na obrázku 1 je nutné přeskočit rychlostí přibližně 1000 m / s vodivé plazmy. Taková plazma může být získána spalováním obyčejných paliv, jakož i zahřátím plynu v jaderných reaktorech. Pro zvýšení vodivosti plazmy je možné zavést malé přísady snadno ionizované alkalický kov.
Plazmová elektrická vodivost při teplotě objednávky 2000 - 4000 ° C vzhledem k malé (odpor asi 1 ohm × cm \u003d 0,01 ohm × m \u003d 104 OH mm² / m, to znamená asi 500 000krát více než v mědi). Nicméně v silných generátorech (asi 1 milion kW) je možné získat přijatelné technické a ekonomické ukazatele. Rovněž jsou vyvíjeny generátory MHD s kapalným kovovým pracovním tekutinou.
Při vytváření plazmy MHD vznikají přímé generátory proudu obtíží s výběrem materiálů pro elektrody a výroba cenných papírů v práci kanálů. V průmyslová instalace Také komplexní úkol je konverze DC vzhledem k nízké napětí (Několik tisíc voltů) a velká síla (stovky tisíců zesilovačů) v střídavém proudu.
53. Unipolární auta. Primární generátor vynalezl Michael Faraday. Podstata účinku, otevřená Faradayem, je to, že když je disk otočen v příčném magnetickém poli, lorentz napájení působí na elektrony na disku, který je posouvá do středu nebo periferních zařízení, v závislosti na směru pole a rotace. Díky tomu je elektromotorická síla, a přes kartáče proudových kusů týkajících se osy a obvodu kotouče, může být odstraněn významný proud a výkon, i když napětí je malé (obvykle, akcie voltů). Později bylo zjištěno, že relativní rotace disku a magnet není předpokladem. Dva magnety a vodivý disk mezi nimi, rotující společně, také ukazují přítomnost účinku unipolární indukce. Magnet vyrobený z elektricky vodivého materiálu, během otáčení, může také pracovat jako unipolární generátor: sám je a disk, ze kterého se elektrony odstraní, a je zdrojem magnetického pole. V tomto ohledu se principy unipolární indukce vyvíjejí v rámci pojmu pohybu volných nabitých částic vzhledem k magnetickému poli, a ne vzhledem k magnetům. Magnetické pole v tomto případě je považováno za pevné.
Spory o takových vozech po dlouhou dobu chodili. To nemohlo pochopit, že pole je majetkem "prázdného" prostoru, fyziky, která popírá existenci etheru nemohl. To je pravda, protože "prostor není prázdný", má ether, a to je to, že poskytuje médium magnetického pole magnetického pole vzhledem k tomu, že se magnety a kotouč otáčí. Magnetické pole lze chápat jako uzavřený proud etheru. Proto je relativní otáčení disku a magnetu není předpokladem.
V dílech tesla, jak jsme již zaznamenali, bylo provedeno zlepšení schématu (velikost magnetů byla zvýšena a disk se segmentuje), což umožňuje vytvářet vlastní dravé unipolární stroje tesla.
V úvazcích motory se excitace vinutí provádí s malým počtem otáček, ale je určen pro velké proudy. Všechny funkce těchto motorů jsou spojeny s tím, že buzení vinutí je zapnuta (viz obr. 5.2, v) V souladu s kotevním vinutím, v důsledku čkujícího proudu se rovná současné kotvi a vytvořený průtok f úměrný proudové kotvi:
kde ale \u003d / (/ I) - nelineární koeficient (obr. 5.12).
Nelinearita ale Týkající se formy magnetizace motoru a demagnetizačního účinku kotevní reakce. Tyto faktory se projevují s / i\u003e, / jang (/ yang - hodnocený kotevní proud). S menšími proudy ale Může být považována za trvalou hodnotu a s / me\u003e 2 / I n motor je nasycený a proud má málo závisí na současné kotvi.
Obr. 5.12.
Hlavní rovnice sekvenčního excitačního motoru, na rozdíl od rovnic nezávislých excitačních motorů jsou nelineární, což je spojeno především s produktem proměnných:
Když se proudové změny v kotevním obvodu změní magnetický průtok f, takže vírové proudy v masivních částech magnetického potrubí. Vliv vírových proudů může být zohledněn v modelu motoru ve formě ekvivalentního zkratového obrysu popsaného podle rovnice
a rovnice pro řetězec kotvy má formu:
kde W B, W B T je počet otáček buzení vinutí a ekvivalentní počet otáček vírových proudů.
V ustáleném režimu
Z (5.22) a (5.26) získáváme výrazy pro mechanické a elektromechanické vlastnosti stejnosměrného motoru sekvenčního excitačního vývozu:
V první aproximaci mohou být mechanické vlastnosti sekvenčního excitačního motoru, aniž by s přihlédnutím k saturace magnetického řetězce, mohou být reprezentovány jako hyperboly, které nepřekročí osu ordinátu. Pokud je put L J. C \u003d /? I + /? B \u003d 0, charakteristika nebude překročit osu abscisy. Taková charakteristika se nazývá perfektní.Skutečná přirozená charakteristika motoru protíná osu abscisy a vzhledem k saturace magnetického potrubí u momentů více M N. Styling (obr. 5.13).
Obr. 5.13.
Charakteristickým znakem charakteristik motoru sekvenční excitační je absence bodu dokonalého nečinný pohyb. Když se zátěže sníží, rychlost se zvyšuje, což může vést k nekontrolovanému akceleraci motoru. Není možné nechat takový motor bez nákladu.
Důležitou výhodou sekvenčních excenčních motorů je velká reloadingová kapacita při nízkých rychlostech. Když aktuální přetížení 2-2,5 krát, motor se vyvíjí okamžik 3,0 ... 3.5 M n. Tato okolnost určila rozšířené použití sekvenčních excenčních motorů jako elektrický pohon vozidloPro které jsou maximální momenty potřebné při pohybu z místa.
Změna směru otáčení sekvenčních excenčních motorů nelze dosáhnout změnou polarity vzniku kotevního řetězce. V sekvenčních excenčních motorech, když je obrácení, je nutné změnit směr proudu v jedné části kotevního řetězce: buď v kotevním vinutí, nebo v excitačním vinutí (obr. 5.14).
Obr. 5.14.
Umělé mechanické vlastnosti regulace otáček a točivého momentu lze získat třemi způsoby:
- Představení dodatečné odolnosti vůči kotevním řetězci motoru;
- Změna motoru napájecího napětí;
- Posunováním klikaté kotvy s dalším odporem. Se zavedením dodatečné odolnosti vůči kotevním řetězci se zmenšuje tuhost mechanických vlastností a výchozí bod se sníží. Tato metoda se používá při spuštění sekvenční excitačních motorů, které přijímají napájení ze zdrojů s neregulovaným napětím (z kontaktních vodičů atd.) V tomto případě (obr. 5.15) Požadovaná hodnota výchozího bodu je dosaženo sekvenčním zkratením Sekce startovního odporu pomocí stykačů K1-Kz.
Obr. 5.15.Reostat mechanické vlastnosti sekvenčního excitačního motoru: /? 1DO - R IAO. - Odolné kroky dodatečného odporu v kotevním řetězci
Nejekonomičtějším způsobem regulovat rychlost sekvenčního excitačního motoru je změna napájecího napětí. Mechanické vlastnosti motoru jsou posunuty paralelně s přirozenou charakteristikou (obr. 5.16). Ve tvaru jsou tyto vlastnosti podobné konstrukčním mechanickým charakteristikám (viz obr. 5.15), je však základní rozdíl - při nastavení změny napětí neexistují žádné ztráty v přídavných rezistorech a nastavení se provádí hladce.
Obr. 5.1.1
Sekvenční excitační motory Při použití jako jednotky pohonu mobilní jednotky, v mnoha případech se získá napájení z kontaktní sítě nebo jiných zdrojů napájení s konstantní hodnotou napětí dodávané do motoru, v tomto případě se regulace provádí pomocí regulátoru pulzního napětí (viz § 3.4). Toto schéma je znázorněno na Obr. 5.17.
Obr. 5.17.
Nezávislé nastavení excitačního motoru sekvenčního excitačního motoru je možné, pokud je nahromaděno kotevní vinutí (obr. 5.18, A). V tomto případě se excitační proud b \u003d i + / w, tj. Obsahuje konstantní komponentu, která nezávisí na zatížení motoru. V tomto případě motor získává vlastnosti smíšeného excitačního motoru. Mechanické vlastnosti (obr. 5,18,6) získávají větší tuhost a protínají osu ordinátu, což umožňuje získat stabilní sníženou rychlost při nízkých zatíženích na hřídeli motoru. Významnou nevýhodou schématu je velká energetická ztráta v bočním odolnosti.
Obr. 5.18.
Dva režimy brzdy jsou charakterizovány pro přímé proudové a sekvenční excitační motory: dynamické brzděnía anti-přítok.
Dynamický brzdný režim je možný ve dvou případech. V první - kotevní vinutí se zavírá k odolnosti a excitační vinutí je napájen sítí nebo jiným zdrojem přes přidání odporu. V tomto případě jsou charakteristiky motoru podobné vlastnostem nezávislého excitačního motoru v dynamickém brzdném režimu (viz obr. 5.9).
Ve druhém případě se diagram zobrazí na Obr. 5.19, motor, když jsou kontakty KM vypnuty a kontakty KV jsou uzavřeny jako samo-excenční generátor. Při pohybu z režimu motoru v brzdě je nutné udržovat směr proudu v návodu excitace, aby se zabránilo demagnetizaci stroje, protože stroj jde do samo-excenčního režimu. Mechanické vlastnosti tohoto režimu jsou uvedeny na Obr. 5.20. Existuje hraniční rychlost s F, pod kterou se nedochází samo-excitace zařízení.
Obr.5.19.
Obr. 5.20.
Na Anti-konferenci obsahuje kotevní řetězec další odpor. Na Obr. 5.21 ukazuje mechanické vlastnosti motoru pro dvě možnosti pro opozici. Charakteristika 1 se získá, pokud je motor běží ve směru "vpřed" v (bod) z) Změňte směr proudu v buzení vinutí a vstupte do kotevního odporu k kotevním řetězci. Motor se přepne na protějšku (bod ale) s brzdovým momentem M mosaz.
Obr.5.21.
Pokud pohon pracuje režim načítání, Když je úkolem Actoring zvedacího mechanismu při provozu v "Zpět" směr, motor je zapnutý ve směru "vpřed" B, ale s vysokým odolností e-mailu v řetězci kotvy. Operace pohonu odpovídá bodu b. V mechanickém charakteristice 2. Provoz v režimu opozice je konjugát s velkým množstvím energie.
Dynamické vlastnosti sekvenčního excitačního DC Motoru popisuje systém rovnic vyplývajících z (5.22), (5.23), (5.23), (5.25) během přechodu do provozovatele záznamu:
V konstrukčním schématu (obr. 5.22) koeficientu ale \u003d D / i) odráží křivku nasycení stroje (viz obr. 5.12). Vliv vírových proudů zanedbává.
Obr. 5.22.
Pro stanovení přenosových funkcí sekvenčního excitačního motoru analytickou metodou je poměrně obtížná, takže analýza přechodových procesů je vyrobena počítačovou simulací založenou na diagramu znázorněném na Obr. 5.22.
Smíšené excitační DC motory mají dva excitace vinutí: nezávislý a konzistentní. Výsledkem je, že jejich statické a dynamické vlastnosti kombinují charakteristické vlastnosti dvou dříve považovaných stejnosměrných motorů. Který z druhů více patří k jednomu nebo jinému motoru smíšené excitace závisí na poměru magnetizačních sil vytvořených každým z vinutí: b / pv \u003d b / pv\u003e kde v 'b - počet otočení vinutí nezávislé a konzistentní excitace.
Zdrojové rovnice smíšeného excitačního motoru:
kde v, R B. W B - proud, odpor a počet obratů vinutí nezávislé excitace; L m - Vzájemná indukčnost excitace vinutí.
Rovnice ustáleného režimu:
Odkud může být elektromechanická charakteristická rovnice napsána ve formě:
Ve většině případů se sekvenční burzní vinutí provádí o 30 ... 40% MDC C, pak rychlost dokonalého volnoběhu překročí jmenovitou rychlost motoru o přibližně 1,5 krát.
