Dvigatel diagrammasi. Ketma-ket motor diagrammasi qo'zg'alish rasmda ko'rsatilgan. 1.31. Dvigatel tomonidan tarmoqdan iste'mol qilinadigan oqim armatura bilan ketma-ket bog'langan armatura va maydon o'rashidan o'tadi. Shuning uchun I = I i = I in.
Shuningdek, armatura bilan ketma-ket ulangan boshlang'ich reostat R p, parallel qo'zg'atuvchi vosita kabi, bo'shatilgandan keyin chiqariladi.
Mexanik tenglamaxususiyatlari. Mexanik xarakteristikalar tenglamasini (1.6) formuladan olish mumkin. (0,8 - 0,9) I nom dan kam bo'lgan yuk oqimlarida biz dvigatelning magnit davri to'yinmaganligini va F magnit oqimining I oqimiga mutanosib ekanligini taxmin qilishimiz mumkin: F = kI, bu erda k = const. (Yuqori oqimlarda k koeffitsienti biroz kamayadi). (1.2) dagi PH ni almashtirsak, biz M = C m kI ni olamiz
F ni (1.6) ga almashtiramiz:
n= 
(1.11)
(1.11) ga mos keladigan grafik rasmda keltirilgan. 1.32 (1-egri chiziq). Yuklanish momenti o'zgarganda, vosita tezligi keskin o'zgaradi - bu turdagi xususiyatlar "yumshoq" deb ataladi. Bo'sh holatda, M » 0 bo'lganda, vosita tezligi cheksiz ortadi va vosita "yirtqich bo'ladi". 
Dvigatel oqimi iste'moli ketma-ket qo'zg'alish, ortib borayotgan yuk bilan parallel qo'zg'atuvchi vositaga qaraganda kamroq darajada ortadi. Bu oqimning oshishi bilan bir vaqtda qo'zg'alish oqimining ortishi va momentning pastroq oqimdagi yuk momentiga teng bo'lishi bilan izohlanadi. Ketma-ket qo'zg'atuvchi vositaning bu xususiyati dvigatelning sezilarli mexanik ortiqcha yuklari mavjud bo'lganda qo'llaniladi: elektrlashtirilgan transportda, ko'tarish va tashish mexanizmlarida va boshqa qurilmalarda.
Chastotani tartibga solishaylanish. DC motorlarining aylanish tezligini tartibga solish, yuqorida aytib o'tilganidek, uchta usulda mumkin.
Qo'zg'atishni o'zgartirish qo'zg'atuvchi o'rashga parallel ravishda R p1 reostatini (1.31-rasmga qarang) yoki armaturaga parallel ravishda R p2 reostatini yoqish orqali amalga oshirilishi mumkin. Reostat R r1 qo'zg'atuvchi o'rashga parallel ravishda yoqilganda F magnit oqimini nominaldan minimal F mingacha kamaytirish mumkin. Bunday holda, vosita tezligi oshadi (formulada (1.11) k koeffitsienti kamayadi). Ushbu holatga mos keladigan mexanik xususiyatlar rasmda ko'rsatilgan. 1.32, egri chiziqlar 2, 3. Reostat armaturaga parallel ravishda yoqilganda, maydon o'rashidagi oqim, magnit oqim va k koeffitsienti ortadi va vosita tezligi pasayadi. Ushbu holat uchun mexanik xususiyatlar rasmda ko'rsatilgan. 1.32, egri chiziqlar 4, 5. Biroq, armaturaga parallel ulangan reostat tomonidan aylanishni nazorat qilish kamdan-kam qo'llaniladi, chunki reostatdagi quvvat yo'qotishlari va vosita samaradorligi kamayadi.
Armatura zanjirining qarshiligini o'zgartirish orqali aylanish tezligini o'zgartirish R p3 reostatini armatura zanjiriga ketma-ket ulash orqali mumkin (1.31-rasm). Rheostat R p3 armatura pallasining qarshiligini oshiradi, bu tabiiy xarakteristikaga nisbatan aylanish tezligining pasayishiga olib keladi. ((1.11) da R i o'rniga R i + R p3 ni almashtirish kerak.) Ushbu nazorat usuli uchun mexanik xarakteristikalar shaklda keltirilgan. 1.32, egri chiziqlar 6, 7. Bunday tartibga solish nazorat reostatida katta yo'qotishlar tufayli nisbatan kam qo'llaniladi.
Nihoyat, aylanish tezligini tarmoq kuchlanishini o'zgartirish orqali tartibga solish, parallel qo'zg'aluvchan motorlarda bo'lgani kabi, faqat dvigatel alohida generator yoki boshqariladigan rektifikatordan quvvatlanganda aylanish tezligini pasaytirish yo'nalishida mumkin. Ushbu nazorat usulining mexanik xususiyatlari 1-rasmda ko'rsatilgan. 1.32, egri 8. Umumiy yukda ishlaydigan ikkita dvigatel mavjud bo'lsa, ular parallel ulanishdan ketma-ket ulanishga o'tishlari mumkin, har bir dvigatelda U kuchlanish ikki baravar kamayadi va shunga mos ravishda aylanish tezligi kamayadi.
Dvigatelni tormozlash rejimlariketma-ket qo'zg'alish. Tarmoqqa energiya ta'minoti bilan regenerativ tormozlash rejimi ketma-ket qo'zg'aluvchan dvigatelda mumkin emas, chunki aylanish tezligi n>n x (n x =) olish mumkin emas.
Teskari tormozlash rejimiga, xuddi parallel qo'zg'atuvchi dvigatelda bo'lgani kabi, armatura o'rashining yoki maydon o'rashining simlarini almashtirish orqali erishish mumkin.
Tork hosil qilish uchun magnit oqimni yaratish. Induktor ikkalasini ham o'z ichiga olishi kerak doimiy magnitlar yoki qo'zg'atuvchi o'rash. Induktor ham rotor, ham statorning bir qismi bo'lishi mumkin. Shaklda ko'rsatilgan dvigatelda. 1, qo'zg'alish tizimi ikkita doimiy magnitdan iborat va statorning bir qismidir.
Kommutator motorlarning turlari
Statorning dizayniga ko'ra, kollektorli vosita ham bo'lishi mumkin.
Doimiy magnitlangan cho'tka motorining diagrammasi
Doimiy magnitlangan cho'tkasi to'g'ridan-to'g'ri oqim motori (DCM) DCMC'lar orasida eng keng tarqalgan. Ushbu vosita statorda magnit maydon hosil qiluvchi doimiy magnitlarni o'z ichiga oladi. Doimiy magnitli kommutator DC motorlari (CMDC PM) odatda yuqori quvvat talab qilmaydigan vazifalarda qo'llaniladi. PM DC motorlari dala o'rashlari bo'lgan kollektorli motorlarga qaraganda arzonroq ishlab chiqariladi. Bunday holda, PM DC momenti statorning doimiy magnitlari maydoni bilan chegaralanadi. Doimiy magnit DCDC kuchlanish o'zgarishiga juda tez ta'sir qiladi. Doimiy stator maydoni tufayli vosita tezligini boshqarish oson. Doimiy magnitlangan shahar dvigatelining kamchiliklari shundaki, vaqt o'tishi bilan magnitlar magnit xususiyatlarini yo'qotadi, natijada stator maydoni kamayadi va vosita ishlashi kamayadi.
- Afzalliklari:
- eng yaxshi narx / sifat nisbati
- past tezlikda yuqori moment
- kuchlanish o'zgarishiga tezkor javob
- Kamchiliklari:
- doimiy magnitlar vaqt o'tishi bilan, shuningdek, ta'sir ostida yuqori haroratlar magnit xususiyatlarini yo'qotadi
Dala o'rashlari bo'lgan kommutator motori
- Stator o'rashining ulanish sxemasiga ko'ra, dala o'rashlari bo'lgan kommutator elektr motorlari motorlarga bo'linadi:
Mustaqil qo'zg'alish davri
Parallel qo'zg'alish davri
Seriyali qo'zg'alish davri
Aralash qo'zg'alish davri
Dvigatellar mustaqil Va parallel qo'zg'alish
Mustaqil ravishda qo'zg'atilgan elektr motorlarda maydon o'rash o'rashga elektr bilan bog'lanmagan (yuqoridagi rasm). Odatda qo'zg'alish kuchlanishi U OB armatura pallasida kuchlanishdan farq qiladi U. Agar kuchlanishlar teng bo'lsa, u holda qo'zg'atuvchi o'rash armatura sargisi bilan parallel ravishda ulanadi. Elektr dvigatelining haydovchisida mustaqil yoki parallel qo'zg'alishdan foydalanish elektr qo'zg'alish davri bilan belgilanadi. Ushbu dvigatellarning xususiyatlari (xususiyatlari) bir xil.
Parallel qo'zg'atuvchi dvigatellarda maydon o'rash (induktor) va armatura oqimlari bir-biridan mustaqil bo'lib, umumiy vosita oqimi maydon o'rash oqimi va armatura oqimining yig'indisiga teng. Oddiy ish paytida, kuchlanish kuchayishi bilan ta'minot umumiy vosita oqimini oshiradi, bu esa stator va rotor maydonlarining oshishiga olib keladi. Dvigatelning umumiy oqimi oshgani sayin tezlik ham ortadi va moment kamayadi. Dvigatel yuklanganda Armatura oqimi kuchayadi, natijada armatura maydoni ortadi. Armatura oqimining ortishi bilan indüktör oqimi (qo'zg'atuvchi o'rash) kamayadi, buning natijasida indüktör maydoni kamayadi, bu esa vosita tezligining pasayishiga va momentning oshishiga olib keladi.
- Afzalliklari:
- past tezlikda deyarli doimiy moment
- yaxshi sozlash xususiyatlari
- vaqt o'tishi bilan magnitlanish yo'qolmaydi (chunki doimiy magnitlar yo'q)
- Kamchiliklari:
- KDPT PM dan qimmatroq
- induktor oqimi nolga tushib qolsa, vosita nazoratdan chiqib ketadi
Kommutator parallel qo'zg'atuvchi vosita tomonidan kamayuvchi moment mavjud yuqori tezlik va yuqori, lekin past tezlikda ko'proq doimiy moment. Induktor va armatura sargilaridagi oqim bir-biriga bog'liq emas, shuning uchun elektr motorining umumiy oqimi induktor va armatura oqimlarining yig'indisiga teng. Natijada bu tur dvigatellari bor ajoyib xususiyatlar tezlikni nazorat qilish. Manevr bilan o'ralgan cho'tkasi DC vosita odatda 3 kVt dan ortiq quvvat talab qiladigan ilovalarda, ayniqsa avtomobil va sanoat ilovalarida qo'llaniladi. Bilan solishtirganda, parallel qo'zg'atuvchi vosita vaqt o'tishi bilan magnit xususiyatlarini yo'qotmaydi va ishonchliroq. Parallel qo'zg'atuvchi vositaning kamchiliklari yuqori narx va indüktör oqimi nolga tushib qolsa, vosita nazoratdan chiqib ketish ehtimoli, bu esa o'z navbatida vosita ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin.
Ketma-ket qo'zg'atilgan elektr motorlarda qo'zg'atuvchi o'rash armatura o'rashiga ketma-ket ulanadi va qo'zg'alish oqimi armatura oqimiga teng (I in = I a), bu dvigatellarga maxsus xususiyatlar beradi. Kichik yuklarda, armatura oqimi nominal oqimdan (I a < I nom) kam bo'lsa va dvigatelning magnit tizimi to'yinmagan bo'lsa (F ~ I a), elektromagnit moment tokning kvadratiga mutanosib bo'ladi. armatura o'rash:
- bu yerda M – , N∙m,
- c M - loyiha tomonidan aniqlangan doimiy koeffitsient dvigatel parametrlari,
- F – asosiy magnit oqimi, Wb,
- I a - armatura oqimi, A.
Yuk ortib borishi bilan dvigatelning magnit tizimi to'yingan bo'ladi va oqim I a va F magnit oqimi o'rtasidagi mutanosiblik buziladi. Muhim to'yinganlik bilan F magnit oqimi Ia ortishi bilan deyarli oshmaydi. M=f(I a) bog'liqlik grafigi boshlang'ich qismida (magnit tizim to'yinmagan bo'lsa) parabola shakliga ega, keyin to'yingandan so'ng u paraboladan va og'ir sohada og'adi. yuklar to'g'ri chiziqqa aylanadi.
Muhim: Seriyali qo'zg'aluvchan motorlarni tarmoqqa ulash mumkin emas bo'sh harakat(valga yuklamasdan) yoki nominaldan 25% dan kam yuk bilan, chunki past yuklarda armatura aylanish chastotasi keskin oshib, dvigatelni mexanik ravishda yo'q qilish mumkin bo'lgan qiymatlarga etadi, shuning uchun haydovchilarda. ketma-ket qo'zg'aluvchan motorlarda, vosita bo'sh rejimga o'tadigan tanaffus bo'lsa, kamar haydovchisidan foydalanish mumkin emas. Istisno 100-200 Vt gacha bo'lgan quvvatga ega seriyali qo'zg'atuvchi dvigatellar bo'lib, ular bo'sh rejimda ishlashi mumkin, chunki ularning yuqori aylanish tezligida mexanik va magnit yo'qotish kuchi dvigatelning nominal kuchiga mos keladi.
Seriyali qo'zg'atuvchi motorlarning katta elektromagnit momentni ishlab chiqish qobiliyati ularni yaxshi boshlang'ich xususiyatlar bilan ta'minlaydi.
Seriyali qo'zg'aluvchan kollektorli vosita past tezlikda yuqori momentga ega va rivojlanadi yuqori tezlik yuk bo'lmaganda. Ushbu elektr dvigatel yuqori momentni (kranlar va vinchlar) ishlab chiqishi kerak bo'lgan qurilmalar uchun idealdir, chunki yuk ostida ham stator, ham rotorning oqimi ortadi. Parallel qo'zg'atuvchi motorlardan farqli o'laroq, ketma-ket qo'zg'atuvchi vosita aniq tezlikni nazorat qilish xususiyatiga ega emas va qo'zg'alish o'rashida qisqa tutashuv bo'lsa, u boshqarilmaydigan bo'lib qolishi mumkin.
Aralash qo'zg'atuvchi vosita ikkita maydon o'rashiga ega, ulardan biri armatura o'rashiga parallel ravishda, ikkinchisi esa ketma-ket ulanadi. Sariqlarning magnitlanish kuchlari orasidagi nisbat har xil bo'lishi mumkin, lekin odatda sariqlardan biri kattaroq magnitlanish kuchini yaratadi va bu o'rash asosiy o'rash, ikkinchi o'rash yordamchi o'rash deb ataladi. Maydon o'rashlari muvofiqlashtirilgan va qarama-qarshi oqim bilan yoqilishi mumkin va shunga mos ravishda magnit oqim sariqlarning magnitlanish kuchlarining yig'indisi yoki farqi bilan yaratiladi. Agar sariqlar mos ravishda ulangan bo'lsa, unda bunday dvigatelning tezlik xususiyatlari parallel va ketma-ket qo'zg'atuvchi motorlarning tezlik xususiyatlari o'rtasida joylashgan. Sariqlarning qarama-qarshi ulanishi doimiy aylanish tezligini yoki ortib borayotgan yuk bilan aylanish tezligini oshirish zarur bo'lganda qo'llaniladi. Shunday qilib, aralash qo'zg'atuvchi vositaning ishlash ko'rsatkichlari qo'zg'alish o'rashlarining qaysi biri asosiy rol o'ynashiga qarab, parallel yoki ketma-ket qo'zg'atuvchi vositaga yaqinlashadi.
17.Aralash qo'zg'aluvchan dvigatelning xususiyatlari.
Aralash qo'zg'aluvchan elektr motorining sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 1. Ushbu dvigatel ikkita qo'zg'atuvchi o'rashga ega - parallel (shunt, ShO), armatura zanjiriga parallel ravishda ulangan va armatura zanjiriga ketma-ket ulangan ketma-ket (seriya, SO). Ushbu sariqlarni magnit oqimga mos ravishda yoki qarama-qarshilikda ulash mumkin.
Guruch. 1 - aralash qo'zg'atuvchi elektr motorining sxemasi.
Qo'zg'alish o'rashlari kelishilgan holda yoqilganda, ularning MMFlari qo'shiladi va natijada F oqimi har ikkala o'rash tomonidan yaratilgan oqimlarning yig'indisiga teng bo'ladi. Qarama-qarshi ulanish bilan hosil bo'lgan oqim parallel va ketma-ket sariqlarning oqimlari orasidagi farqga teng bo'ladi. Shunga ko'ra, aralash qo'zg'atuvchi elektr motorining xususiyatlari va xususiyatlari sariqlarni yoqish usuliga va ularning MMF nisbatiga bog'liq.
Tezlik xususiyati n=f (Ia) bilan U=Un va Iv=const (bu erda Iv - parallel o'rashdagi oqim).
Ortib borayotgan yuk bilan, o'rashlar bir-biriga mos ravishda yoqilganda hosil bo'lgan magnit oqim kuchayadi, lekin ketma-ket qo'zg'aluvchan dvigatelga qaraganda kamroq darajada, shuning uchun bu holda tezlikning xarakteristikasi o'ziga xos xususiyatga qaraganda yumshoqroq bo'ladi. parallel qo'zg'aluvchan vosita, lekin ketma-ket qo'zg'aluvchan motorga qaraganda qattiqroq.
Sariqlarning MMF o'rtasidagi nisbat keng chegaralarda o'zgarishi mumkin. Zaif ketma-ket o'rashga ega motorlar bir oz pasayish tezligi xarakteristikasiga ega (egri 1, 2-rasm).
Guruch. 2 - Tezlik xususiyatlari aralash qo'zg'atuvchi vosita.
MMFni yaratishda ketma-ket o'rashning ulushi qanchalik katta bo'lsa, tezlik xarakteristikasi ketma-ket qo'zg'atilgan dvigatelning xarakteristikasiga qanchalik yaqinroq bo'ladi. 2-rasmda 3-qator aralash qo'zg'atuvchi vositaning oraliq xarakteristikasidan birini tasvirlaydi va taqqoslash uchun ketma-ket qo'zg'aluvchan dvigatelning xarakteristikasi berilgan (2-egri chiziq).
Seriyali o'rash ortib borayotgan yuk bilan qarama-qarshi yoqilganda, hosil bo'lgan magnit oqim kamayadi, bu esa vosita tezligining oshishiga olib keladi (egri 4). Bunday tezlik xarakteristikasi bilan dvigatelning ishlashi beqaror bo'lishi mumkin, chunki ketma-ket o'rash oqimi hosil bo'lgan magnit oqimni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Shuning uchun, qarama-qarshi bog'langan sariqlarga ega motorlar ishlatilmaydi.
Mexanik xususiyatlar n=f (M) da U=Un va Iv=const. aralash qo'zg'atuvchi vosita 3-rasmda ko'rsatilgan (2-qator).
Guruch. 3 - Aralash qo'zg'atuvchi vositaning mexanik xususiyatlari.
U parallel (egri 1) va ketma-ket (egri 3) qo'zg'atuvchi motorlarning mexanik xususiyatlari o'rtasida joylashgan. Ikkala sariqning MMF ni to'g'ri tanlab, parallel yoki ketma-ket qo'zg'atuvchi vositaga yaqin xarakteristikaga ega bo'lgan elektr motorini olish mumkin.
Ketma-ket, parallel va aralash qo'zg'atuvchi motorlarni qo'llash doirasi.
Shuning uchun, ketma-ket qo'zg'aluvchan motorlar uchun momentning ortiqcha yuklanishi kamroq xavflidir. Shu nuqtai nazardan, ketma-ket qo'zg'aluvchan motorlar og'ir ishga tushirish sharoitlarida va yuk momentining keng doiradagi o'zgarishida muhim afzalliklarga ega. Ular elektr tortish uchun (tramvaylar, metrolar, trolleybuslar, temir yo'llardagi elektrovozlar va teplovozlar) va ko'tarish va transport qurilmalarida keng qo'llaniladi.
Tabiiy tezlik va mexanik xususiyatlar, parallel qo'zg'atuvchi dvigatellarda qo'llash doirasi.
Tabiiy tezlik va mexanik xususiyatlar, aralash qo'zg'atuvchi dvigatellarda qo'llash doirasi.
To'g'ridan-to'g'ri dvigatellar, qo'zg'alish usullariga qarab, yuqorida aytib o'tilganidek, motorlarga bo'linadi mustaqil bilan, parallel(shant), izchil(ketma-ket) va aralash (aralash) qo'zg'alish.
Mustaqil ravishda hayajonlangan motorlar, ikkita quvvat manbasini talab qiladi (11.9-rasm, a). Ulardan biri armatura o'rashini quvvatlantirish uchun zarurdir (xulosalar Ya1 Va Yo2), ikkinchisi - qo'zg'atuvchi o'rashda oqim hosil qilish uchun (o'rash terminallari Sh1 Va Sh2). Qo'shimcha qarshilik Rd armatura o'rash pallasida vosita yoqilganda uning boshlang'ich oqimini kamaytirish kerak.
Quvvatli elektr motorlar qo'zg'alish oqimini yanada qulayroq va tejamli tartibga solish maqsadida asosan mustaqil qo'zg'alish bilan ishlab chiqariladi. Dala o'rash simining kesimi uning quvvat manbai kuchlanishiga qarab aniqlanadi. Ushbu mashinalarning o'ziga xos xususiyati qo'zg'alish oqimining va shunga mos ravishda asosiy magnit oqimining vosita milidagi yukdan mustaqilligi.
Mustaqil qo'zg'aluvchan motorlar parallel qo'zg'aluvchan motorlar bilan deyarli bir xil xususiyatlarga ega.
Parallel motorlar 11.9-rasmda ko'rsatilgan sxemaga muvofiq yoqiladi, b. Qisqichlar Ya1 Va Yo2 armatura o'rashiga va qisqichlarga tegishli Sh1 Va Sh2- qo'zg'atuvchi o'rashga (shunt o'rashiga). Qarshilik o'zgaruvchilari Rd Va Rv mos ravishda armatura o'rashidagi va maydon o'rashidagi oqimni o'zgartirish uchun mo'ljallangan. Ushbu dvigatelning maydon o'rashi nisbatan kichik kesimdagi mis simning ko'p sonli burilishlaridan qilingan va sezilarli qarshilikka ega. Bu sizga uni reyting ma'lumotlarida ko'rsatilgan to'liq tarmoq kuchlanishiga ulash imkonini beradi.
Ushbu turdagi dvigatellarning o'ziga xos xususiyati shundaki, ular ishlayotganda dala o'rashini armatura pallasidan ajratish taqiqlanadi. Aks holda, maydon o'rashi ochilganda, unda qabul qilib bo'lmaydigan EMF qiymati paydo bo'ladi, bu dvigatelning ishlamay qolishiga va texnik xodimlarning shikastlanishiga olib kelishi mumkin. Xuddi shu sababga ko'ra, uning aylanishi hali to'xtamagan bo'lsa, vosita o'chirilganida maydon o'rashini ochib bo'lmaydi.
Aylanish tezligi oshishi bilan armatura pallasida qo'shimcha (qo'shimcha) qarshilik Rd kamayishi kerak va barqaror aylanish tezligiga erishilganda uni butunlay olib tashlash kerak.
11.9-rasm. DC mashinalarining qo'zg'alish turlari,
a - mustaqil qo'zg'alish, b - parallel qo'zg'alish,
c - ketma-ket qo'zg'alish, d - aralash qo'zg'alish.
OVSh - shunt qo'zg'atuvchi o'rash, OVS - ketma-ket qo'zg'atuvchi o'rash, "OVN - mustaqil qo'zg'atuvchi o'rash, Rd - armatura o'rash pallasida qo'shimcha qarshilik, Rv - qo'zg'atuvchi o'rash pallasida qo'shimcha qarshilik.
Dvigatelni ishga tushirish vaqtida armatura o'rashida qo'shimcha qarshilikning yo'qligi katta boshlanish oqimining paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin, bu esa armatura nominal oqimidan oshib ketadi. 10...40 marta .
Parallel qo'zg'atuvchi dvigatelning muhim xususiyati armatura milidagi yuk o'zgarganda deyarli doimiy aylanish tezligidir. Shunday qilib, yuk bo'sh holatdan nominal qiymatga o'zgarganda, aylanish tezligi faqat kamayadi (2.. 8)% .
Ushbu dvigatellarning ikkinchi xususiyati iqtisodiy tezlikni nazorat qilish bo'lib, unda nisbat eng yuqori tezlik eng kichigigacha bo'lishi mumkin 2:1 , va maxsus dvigatel dizayni bilan - 6:1 . Minimal aylanish tezligi magnit zanjirning to'yinganligi bilan cheklangan, bu mashinaning magnit oqimini oshirishga imkon bermaydi va aylanish tezligining yuqori chegarasi mashinaning barqarorligi bilan belgilanadi - magnitning sezilarli darajada zaiflashishi bilan. flux, vosita "qo'zg'almasdan" ketishi mumkin.
Seriyali motorlar(seriyali) diagramma bo'yicha yoqiladi (11.9-rasm, v). xulosalar C1 Va C2 ketma-ket (ketma-ket) qo'zg'alish o'rashiga mos keladi. U asosan katta kesimli mis simlarning nisbatan kam sonli burilishlaridan qilingan. Dala o'rashi armatura o'rashiga ketma-ket ulanadi. Qo'shimcha qarshilik Rd armatura va qo'zg'alish o'rash pallasida ishga tushirish oqimini kamaytirish va vosita tezligini tartibga solish imkonini beradi. Dvigatel yoqilganda, u shunday qiymatga ega bo'lishi kerakki, boshlang'ich oqimi bo'ladi (1,5...2,5) In. Dvigatel barqaror tezlikka erishgandan so'ng, qo'shimcha qarshilik Rd chiqadi, ya'ni nolga tenglashtiriladi.
Ishga tushganda, bu motorlar katta boshlanish momentlarini ishlab chiqadi va ularning nominal qiymatining kamida 25% yukida ishga tushirilishi kerak. Dvigatelni milga kamroq quvvat bilan va ayniqsa bo'sh rejimda ishga tushirishga yo'l qo'yilmaydi. Aks holda, vosita nomaqbul rivojlanishi mumkin yuqori tezlik bu uning muvaffaqiyatsiz bo'lishiga olib keladi. Ushbu turdagi motorlar transport va yuk ko'tarish mexanizmlarida keng qo'llaniladi, bunda aylanish tezligini keng diapazonda o'zgartirish kerak.
Aralash qo'zg'atuvchi motorlar(aralash), parallel va ketma-ket qo'zg'atuvchi motorlar orasidagi oraliq pozitsiyani egallaydi (11.9-rasm, d). Ularning bir yoki boshqa turga tegishli bo'lishi parallel yoki ketma-ket qo'zg'atuvchi sariqlar tomonidan yaratilgan asosiy qo'zg'alish oqimining qismlari nisbatiga bog'liq. Dvigatel yoqilganda, boshlang'ich oqimini kamaytirish uchun armatura o'rash pallasida qo'shimcha qarshilik kiritilgan Rd. Ushbu dvigatel yaxshi tortish xususiyatlariga ega va bo'sh turishi mumkin.
Bir kilovattdan ko'p bo'lmagan quvvat bilan barcha turdagi qo'zg'alishning doimiy dvigatellarini to'g'ridan-to'g'ri (qarshiliksiz) yoqishga ruxsat beriladi.
DC mashinalarining belgilanishi
Hozirgi vaqtda DC mashinalari eng ko'p qo'llaniladi. umumiy maqsad seriya 2P va ko'pchilik yangi seriya 4P. Ushbu seriyalarga qo'shimcha ravishda kran, ekskavator, metallurgiya va boshqa seriyali dvigatellar uchun dvigatellar ishlab chiqariladi. D. Dvigatellar ixtisoslashtirilgan seriyalarda ham ishlab chiqariladi.
Seriyali dvigatellar 2P Va 4P ketma-ket asenkron AC motorlar uchun odatiy bo'lganidek, aylanish o'qiga ko'ra bo'linadi. 4A. Mashina seriyasi 2P Ular o'qning aylanish balandligida 90 dan 315 mm gacha bo'lgan 11 o'lchamga ega. Ushbu seriyadagi mashinalarning quvvat diapazoni 0,13 dan 200 kVt gacha elektr motorlar va generatorlar uchun 0,37 dan 180 kVt gacha. 2P va 4P seriyali motorlar 110, 220, 340 va 440 V kuchlanish uchun mo'ljallangan. Ularning nominal aylanish tezligi 750, 1000, 1500, 2200 va 3000 rpm.
Seriyadagi 11 ta transport vositasining har biri 2P ikki uzunlikdagi yotoqlari bor (M va L).
Elektr mashinalari seriyasi 4P seriyalarga nisbatan yaxshi texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarga ega 2P. seriyali ishlab chiqarishning murakkabligi 4P bilan solishtirganda 2P 2,5...3 barobarga kamaydi. Shu bilan birga, mis iste'moli 25...30% ga kamayadi. Bir qator dizayn xususiyatlari, jumladan sovutish usuli, ob-havodan himoya qilish va seriyali mashinaning alohida qismlari va qismlaridan foydalanish uchun 4P seriyali asenkron motorlar bilan birlashtirilgan 4A Va AI .
To'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan mashinalarning (generatorlar va motorlar) belgilanishi quyidagicha:
PH1X2XZX4,
Qayerda 2P- DC mashina seriyasi;
XI- himoya turi bo'yicha dizayn: N - o'z-o'zidan ventilyatsiya bilan himoyalangan, F - mustaqil shamollatish bilan himoyalangan, B - tabiiy sovutish bilan yopiq, O - tashqi fandan puflash bilan yopilgan;
X2- aylanish o'qining balandligi (ikki yoki uch xonali son) mm;
HZ- an'anaviy stator uzunligi: M - birinchi, L - ikkinchi, G - taxogenerator bilan;
Misol tariqasida dvigatelning nomini keltirish mumkin 2PN112MGU- DC motor seriyasi 2P, o'z-o'zidan shamollatish bilan himoyalangan versiya N,112 aylanish o'qining balandligi mm, birinchi stator o'lchami M, taxogenerator bilan jihozlangan G, mo''tadil iqlim uchun ishlatiladi U.
Imkoniyatlar bo'yicha elektromobillar DCni shartli ravishda quyidagi guruhlarga bo'lish mumkin:
Mikromashinalar………………………100 Vt dan kam,
Kichik mashinalar……………………100 dan 1000 Vt gacha,
Kam quvvatli mashinalar………..1 dan 10 kVt gacha,
10 dan 100 kVt gacha bo'lgan o'rta quvvatli mashinalar,
Katta mashinalar……………………..100 dan 1000 kVt gacha,
Yuqori quvvatli mashinalar………1000 kVt dan ortiq.
Nominal kuchlanishlarga ko'ra, elektr mashinalari shartli ravishda quyidagilarga bo'linadi:
Past kuchlanish………….100 V dan kam,
O'rtacha kuchlanish……….100 dan 1000 V gacha,
Yuqori kuchlanish…………1000V dan yuqori.
Aylanish chastotasiga ko'ra, shahar mashinalari quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Past tezlik …………… 250 rpm dan kam,
O'rtacha tezlik ...... 250 dan 1000 rpm gacha,
Yuqori tezlik ……….1000 dan 3000 rpm gacha.
Ultra yuqori tezlik ..... 3000 rpm dan yuqori.
Ishni bajarish uchun vazifa va metodologiya.
1.To'g'ri tok elektr mashinalarining alohida qismlarining tuzilishi va maqsadini o'rganish.
2. DC mashinasining armatura o'rashiga va maydon o'rashiga tegishli terminallarini aniqlang.
Muayyan o'rashga mos keladigan terminallar megger, ohmmetr yoki lampochka yordamida aniqlanishi mumkin. Meggerdan foydalanilganda, uning bir uchi o'rash terminallaridan biriga ulanadi, boshqa uchlari esa navbat bilan boshqalarga tegib turadi. Nolning o'lchangan qarshiligi bir xil o'rashning ikkita terminali mos kelishini ko'rsatadi.
3.Kerminallar tomonidan armatura o'rashini va maydon o'rashini tanib oling. Qo'zg'atuvchi o'rash turini aniqlang (parallel qo'zg'alish yoki ketma-ket).
Bu tajribani o'rashlar bilan ketma-ket ulangan elektr lampochka yordamida amalga oshirish mumkin.To'g'ridan-to'g'ri kuchlanish silliq qo'llanilishi, uni asta-sekin mashina pasportida ko'rsatilgan nominal qiymatga oshirish kerak.
Armatura o'rashining va ketma-ket qo'zg'atuvchi o'rashning past qarshiligini hisobga olgan holda, lampochka yorqin yonadi va megger (yoki ohmmetr) bilan o'lchangan ularning qarshiligi deyarli nolga teng bo'ladi.
Parallel maydon o'rash bilan ketma-ket ulangan lampochka xira yonadi. Parallel maydon o'rashining qarshilik qiymati chegaralar ichida bo'lishi kerak 0,3...0,5 kOm .
Armatura o'rashining terminallarini megohmmetrning bir uchini cho'tkalarga ulash orqali tanib olish mumkin, ikkinchi uchini elektr mashinasi panelidagi sariqlarning terminallariga tegizish.
Elektr mashinasining sariqlarining terminallari hisobotda ko'rsatilgan an'anaviy terminal yorlig'ida ko'rsatilishi kerak.
O'rash qarshiligini va izolyatsiya qarshiligini o'lchash. Sariqlarning qarshiligini ampermetr va voltmetr zanjiri yordamida o'lchash mumkin. Korpusga nisbatan sariq va sariqlar orasidagi izolyatsiya qarshiligi 1 kV kuchlanish uchun megger bilan tekshiriladi. Armatura o'rash va maydon o'rash va ular bilan korpus o'rtasidagi izolyatsiya qarshiligi kamida bo'lishi kerak 0,5 MOhm. Hisobotda o'lchov ma'lumotlarini ko'rsatish.
Dala o'rashi va qutblar ostida joylashgan o'rash burilishlari bilan armatura bilan asosiy qutblarning kesmasini taxminan chizish (11.10-rasmga o'xshash). Dala va armatura sargilaridagi oqim yo'nalishini mustaqil ravishda oling. Bunday sharoitlarda dvigatelning aylanish yo'nalishini ko'rsating.
Guruch. 11.10. Ikki kutupli DC mashinasi:
1 - to'shak; 2 - langar; 3 - asosiy qutblar; 4 - qo'zg'atuvchi o'rash; 5 - qutb qismlari; 6 - armatura o'rash; 7 - kollektor; F - asosiy magnit oqimi; F - armatura o'rashining o'tkazgichlariga ta'sir qiluvchi kuch.
Test savollari va topshiriqlar o'z-o'zini o'rganish
1: DC motor va generatorning tuzilishi va ishlash printsipini tushuntiring.
2. Doimiy tok mashinasi kommutatorining maqsadini tushuntiring.
3.Qutbli bo’linish tushunchasini bering va uning ta’rifiga ifoda bering.
4.To'g'ri to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan mashinalarda qo'llaniladigan asosiy o'rash turlarini ayting va ularni yasashni biling.
5.Paralel qo'zg'atuvchi dvigatellarning asosiy afzalliklarini ko'rsating.
6. Nimalar dizayn xususiyatlari shunt o'rashlari ketma-ket o'rashlarga nisbatan?
7.Serial qo'zg'atuvchi doimiy to'lqinli dvigatellarni ishga tushirishning o'ziga xos xususiyati nimada?
8. DC mashinalarining oddiy to'lqinli va oddiy halqa o'rashlari nechta parallel shoxga ega?
9. DC mashinalari qanday belgilanadi? Belgilanishga misol keltiring.
10.To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan mashinalarning o'rashlari va o'rashlar va korpus o'rtasida ruxsat etilgan izolyatsiya qarshiligi qanday?
11.Dvigatelni ishga tushirish momentida, armatura o'rash pallasida qo'shimcha qarshilik bo'lmasa, oqim qanday qiymatga yetishi mumkin?
12.Dvigatel uchun ruxsat etilgan ishga tushirish oqimi nima?
13. Qanday hollarda armatura o'rash pallasida qo'shimcha qarshiliksiz shahar dvigatelini ishga tushirishga ruxsat beriladi?
14. Mustaqil qo'zg'atuvchi generatorning EMFni qanday o'zgartirish mumkin?
15.To`g`ri tok mashinasining qo`shimcha qutblari nima maqsadda?
16.Qanday yuklar ostida ketma-ket qo'zg'aluvchan dvigatelni yoqish joiz?
17. Asosiy magnit oqimining kattaligi qanday aniqlanadi?
18.Jeratorning emf va dvigatel momenti uchun ifodalarni yozing. Ularning tarkibiy qismlari haqida tushuncha bering.
12-LABORATORIYA ISHI.
Aralash qo'zg'atuvchi vosita
Aralashtirilgan qo'zg'atuvchi vosita ikkita qo'zg'atuvchi sariqqa ega: parallel va ketma-ket (29.12-rasm, a). Ushbu dvigatelning aylanish tezligi
, (29.17)
bu yerda va - parallel va ketma-ket qo'zg'atuvchi o'rashlarning oqimlari.
Plyus belgisi qo'zg'alish sarg'ishlarining muvofiqlashtirilgan yoqilganligiga mos keladi (sariqlarning MMF qo'shiladi). Bunday holda, yuk ortib borayotganligi sababli, umumiy magnit oqim oshadi (ketma-ket sarg'ish oqimi tufayli), bu vosita tezligining pasayishiga olib keladi. Sariqlar qarama-qarshi yo'nalishda yoqilganda, oqim yukning oshishi bilan mashinani demagnetizatsiya qiladi (minus belgisi), bu esa, aksincha, aylanish tezligini oshiradi. Bunday holda, dvigatelning ishlashi beqaror bo'ladi, chunki yuk ortishi bilan aylanish tezligi cheksiz ortadi. Biroq, ketma-ket o'rashning oz sonli burilishlari bilan aylanish tezligi yuk ortib borayotgan yuk bilan oshmaydi va butun yuk oralig'ida deyarli o'zgarmaydi.
Shaklda. 29.12, b dala o'rashlarining muvofiqlashtirilgan faollashuvi bilan aralash qo'zg'atuvchi dvigatelning ishlash ko'rsatkichlarini ko'rsatadi va shakl. 29.12, c - mexanik xususiyatlar. Ketma-ket qo'zg'atuvchi vosita mexanik xususiyatlaridan farqli o'laroq, ikkinchisi yanada tekis ko'rinishga ega.
Guruch. 29.12. Aralash qo'zg'atuvchi vosita diagrammasi (a), uning ishlash (b) va mexanik (c) xususiyatlari
Shuni ta'kidlash kerakki, ularning shakli bo'yicha aralash qo'zg'atuvchi vositaning xarakteristikalari MMF qo'zg'atuvchi sariqlarning qaysi biri (parallel yoki ketma-ket) ustunlik qilishiga qarab, parallel va ketma-ket qo'zg'atuvchi motorlarning mos keladigan xarakteristikalari o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi.
Aralash qo'zg'atuvchi vosita ketma-ket qo'zg'atuvchi vositadan afzalliklarga ega. Ushbu vosita bo'sh ishlashi mumkin, chunki manevr o'rash oqimi bo'sh rejimda vosita tezligini cheklaydi. va "tarqalish" xavfini yo'q qiladi. Ushbu dvigatelning aylanish tezligi parallel maydon o'rash pallasida reostat tomonidan boshqarilishi mumkin. Shu bilan birga, ikkita qo'zg'atuvchi sariqning mavjudligi aralash qo'zg'atuvchi vositani yuqorida muhokama qilingan motorlar turlariga nisbatan qimmatroq qiladi, bu esa undan foydalanishni biroz cheklaydi. Aralash qo'zg'aluvchan motorlar odatda muhim ishga tushirish momentlari, tezlanish vaqtida tez tezlashuv, barqaror ishlash talab qilinadigan joylarda qo'llaniladi va milga yuk ortib ketganda (prokat tegirmonlari, ko'targichlar, nasoslar, kompressorlar) faqat aylanish tezligining biroz pasayishiga yo'l qo'yiladi.
49. DC motorlarning ishga tushirish va ortiqcha yuklanish xususiyatlari.
To'g'ridan-to'g'ri elektr motorini elektr tarmog'iga ulash orqali ishga tushirish faqat dvigatellar uchun ruxsat etilmaydi yuqori quvvat. Bunday holda, ishga tushirishning boshida joriy cho'qqisi nominal qiymatdan 4 - 6 barobar ko'p bo'lishi mumkin. Muhim quvvatga ega bo'lgan shahar motorlarini to'g'ridan-to'g'ri ishga tushirish mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas, chunki bu erda dastlabki oqim cho'qqisi nominaldan 15-50 baravarga teng bo'ladi. Shuning uchun o'rta va yuqori quvvatli dvigatellarni ishga tushirish boshlang'ich reostat yordamida amalga oshiriladi, bu esa boshlang'ich oqimini almashtirish va mexanik kuch uchun ruxsat etilgan qiymatlarga cheklaydi.
Boshlang'ich reostat bo'limlarga bo'lingan yuqori qarshilikka ega bo'lgan sim yoki lentadan yasalgan. Simlar bir qismdan ikkinchisiga o'tish joylarida mis tugmachali yoki tekis kontaktlarga ulangan. Reostat burilish qo'lining mis cho'tkasi kontaktlar bo'ylab harakatlanadi. Reostatlar boshqa dizaynlarga ega bo'lishi mumkin. Parallel qo'zg'alish bilan dvigatelni ishga tushirishda qo'zg'alish oqimi normal ishlashga mos ravishda o'rnatiladi, qo'zg'alish davri to'g'ridan-to'g'ri tarmoq kuchlanishiga ulanadi, shunda reostatdagi kuchlanish pasayishi tufayli kuchlanish pasaymaydi (1-rasmga qarang). .
Oddiy qo'zg'alish oqimiga ega bo'lish zarurati dvigatelni ishga tushirishda tez tezlashuvni ta'minlash uchun zarur bo'lgan eng yuqori ruxsat etilgan moment Memni ishlab chiqishi kerakligi bilan bog'liq. DC vosita reostatning qarshiligini ketma-ket pasaytirish yo'li bilan ishga tushiriladi, odatda reostat dastagini reostatning bir qattiq kontaktidan ikkinchisiga o'tkazish va bo'limlarni o'chirish; Qarshilik, shuningdek, berilgan dasturga muvofiq ishlaydigan kontaktorlar bilan qisqa tutashuv bo'limlari bilan ham kamayishi mumkin.
Qo'lda yoki avtomatik ravishda ishga tushirilganda, oqim maksimal qiymatdan ish boshlanishidagi nominal qiymatdan 1,8 -2,5 baravarga o'zgaradi. berilgan qarshilik reostat, ish oxirida va boshlang'ich reostatning boshqa holatiga o'tishdan oldin nominal qiymatning 1,1 - 1,5 barobariga teng minimal qiymatga. Reostatning qarshiligi bilan dvigatel yoqilgandan keyin armatura oqimi rp
bu erda Uc - tarmoq kuchlanishi.
Yoqilgandan so'ng, vosita tezlasha boshlaydi va orqa EMF E paydo bo'ladi va armatura oqimi kamayadi. Agar mexanik xarakteristikalar n = f1(Mn) va n = f2 (Iya) amalda chiziqli ekanligini hisobga olsak, tezlanish vaqtida aylanish tezligining ortishi armatura oqimiga qarab chiziqli qonun bo'yicha sodir bo'ladi (1-rasm). ).
Guruch. 1. DC motorni ishga tushirish diagrammasi
Armatura pallasida turli qarshiliklar uchun boshlang'ich diagramma (1-rasm) chiziqli mexanik xususiyatlarning segmentlarini ifodalaydi. Armatura oqimi IA Imin qiymatiga tushganda, qarshilik r1 bo'lgan reostat bo'limi o'chiriladi va oqim qiymatga oshadi.
bu erda E1 - xarakteristikaning A nuqtasidagi emf; r1 - o'chiriladigan qismning qarshiligi.
Keyin vosita yana B nuqtasiga tezlashadi va shunga o'xshash tabiiy xarakteristikaga yetguncha, vosita to'g'ridan-to'g'ri Uc kuchlanishiga yoqilganda. Boshlovchi reostatlar ketma-ket 4-6 marta qizdirish uchun mo'ljallangan, shuning uchun start oxirida boshlang'ich reostat to'liq o'chirilganligiga ishonch hosil qilishingiz kerak.
To'xtaganda, vosita energiya manbaidan uziladi va ishga tushirish reostati to'liq yoqiladi - dvigatel keyingi ishga tushirishga tayyor. Qo'zg'alish davri buzilganda va u o'chirilganda katta o'z-o'zidan indüksiyon EMF paydo bo'lish ehtimolini yo'q qilish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligiga yopish mumkin.
O'zgaruvchan tezlikli drayvlarda doimiy to'lqinli dvigatellar besleme zo'riqishini bosqichma-bosqich oshirish orqali ishga tushiriladi, shunda boshlang'ich oqimi talab qilinadigan chegaralarda saqlanadi yoki boshlanish vaqtining ko'p qismida taxminan doimiy bo'lib qoladi. Ikkinchisi tomonidan amalga oshirilishi mumkin avtomatik boshqaruv teskari aloqa bilan tizimlarda quvvat manbai kuchlanishini o'zgartirish jarayoni.
MPTni ishga tushirish va to'xtatish
Uni to'g'ridan-to'g'ri tarmoq kuchlanishiga ulash faqat kam quvvatli motorlar uchun ruxsat etiladi. Bunday holda, ishga tushirishning boshida joriy cho'qqisi nominal qiymatdan 4 - 6 barobar ko'p bo'lishi mumkin. Muhim quvvatga ega bo'lgan shahar motorlarini to'g'ridan-to'g'ri ishga tushirish mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas, chunki bu erda dastlabki oqim cho'qqisi nominaldan 15-50 baravarga teng bo'ladi. Shuning uchun o'rta va yuqori quvvatli dvigatellarni ishga tushirish boshlang'ich reostat yordamida amalga oshiriladi, bu esa boshlang'ich oqimini almashtirish va mexanik kuch uchun ruxsat etilgan qiymatlarga cheklaydi.
DC motorini ishga tushirish reostatning qarshiligini ketma-ket pasaytirish yo'li bilan amalga oshiriladi, odatda reostat dastagini reostatning bir qattiq kontaktidan ikkinchisiga o'tkazish va bo'limlarni o'chirish; Qarshilik, shuningdek, berilgan dasturga muvofiq ishlaydigan kontaktorlar bilan qisqa tutashuv bo'limlari bilan ham kamayishi mumkin.
Qo'lda yoki avtomatik ravishda ishga tushirilganda, oqim ma'lum bir reostat qarshiligida ish boshlanishidagi nominal qiymatdan 1,8 - 2,5 baravarga teng bo'lgan maksimal qiymatdan, oxirida nominal qiymatdan 1,1 - 1,5 barobarga teng minimal qiymatga o'zgaradi. operatsiya va boshlang'ich reostaning boshqa holatiga o'tishdan oldin.
Tormozlash tormoz bo'lmaganda qabul qilib bo'lmaydigan darajada uzoq bo'lishi mumkin bo'lgan dvigatellarning ishlamay qolish vaqtini qisqartirish, shuningdek, boshqariladigan mexanizmlarni ma'lum bir holatda mahkamlash uchun zarur. Mexanik tormozlash DC motorlar odatda qo'llash orqali ishlab chiqariladi tormoz prokladkalari tormoz kasnagiga. Kamchilik mexanik tormozlar tormoz momenti va tormoz vaqti tasodifiy omillarga bog'liq: yog 'yoki namlik tormoz kasnagiga tushishi va boshqalar. Shuning uchun bunday tormozlash vaqt va tormoz masofasi cheklanmaganda qo'llaniladi.
Ba'zi hollarda, past tezlikda dastlabki elektr tormozlashdan so'ng, ma'lum bir holatda mexanizmni (masalan, liftni) aniq to'xtatish va uning holatini o'rnatish mumkin. ma'lum joy. Ushbu turdagi tormoz favqulodda vaziyatlarda ham qo'llaniladi.
Elektr tormozlash kerakli tormoz momentini etarlicha aniq ishlab chiqarishni ta'minlaydi, lekin mexanizmni ma'lum bir joyda mahkamlashni ta'minlay olmaydi. Shuning uchun elektr tormozlash, agar kerak bo'lsa, mexanik tormozlash bilan to'ldiriladi, bu elektr tormozlash tugagandan so'ng kuchga kiradi.
Dvigatelning EMF ga mos ravishda oqim o'tganda elektr tormozlanishi sodir bo'ladi. Tormozlashning uchta mumkin bo'lgan usuli mavjud.
Tarmoqqa energiya qaytishi bilan DC motorlarini tormozlash. Bunday holda, EMF E quvvat manbai kuchlanishidan UC kattaroq bo'lishi kerak va oqim EMF yo'nalishi bo'yicha oqadi, generator rejimi oqimi bo'ladi. Saqlangan kinetik energiya elektr energiyasiga aylanadi va qisman tarmoqqa qaytariladi. Ulanish diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2, a.
Guruch. 2. DC motorlarini elektr tormozlash sxemalari: i - energiyani tarmoqqa qaytarish bilan; b - qarama-qarshi ulanish bilan; c - dinamik tormozlash
To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri dvigatelning tormozlanishi quvvat manbai kuchlanishi kamaytirilganda amalga oshirilishi mumkin, shunda Uc< Е, а также при спуске грузов в подъемнике и в других случаях.
Teskari rejimda tormozlash aylanuvchi dvigatelni aylanishning teskari yo'nalishiga o'tkazish orqali amalga oshiriladi. Bunday holda, EMF E va armaturadagi kuchlanish Uc qo'shiladi va I oqimni cheklash uchun dastlabki qarshilikka ega bo'lgan rezistorni kiritish kerak.
bu erda Imax - ruxsat etilgan eng yuqori oqim.
Tormozlash katta energiya yo'qotishlari bilan bog'liq.
DC motorlarning dinamik tormozlanishi rezistor rt aylanadigan qo'zg'aluvchan dvigatelning terminallariga ulanganda amalga oshiriladi (2-rasm, s). Saqlangan kinetik energiya elektr energiyasiga aylanadi va armatura pallasida issiqlik sifatida tarqaladi. Bu tormozlashning eng keng tarqalgan usuli.
Parallel (mustaqil) qo'zg'atuvchi DC vosita uchun kommutatsiya davrlari: a - dvigatelni almashtirish davri, b - dinamik tormozlash uchun o'tish davri, c - qarama-qarshi o'tish davri.
MPTda vaqtinchalik jarayonlar
Umuman olganda, elektr zanjirida vaqtinchalik jarayonlar sodir bo'lishi mumkin, agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktiv va sig'imli elementlar magnit yoki elektr maydonidan energiya to'plash yoki chiqarish qobiliyatiga ega bo'lsa. O'tish paytida, o'tish jarayoni boshlanganda, energiya kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktiv va sig'imli elementlari va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tashqi energiya manbalari o'rtasida qayta taqsimlanadi. Bunda energiyaning bir qismi qaytarilmasdan boshqa turdagi energiyaga aylanadi (masalan, faol qarshilik orqali issiqlik energiyasiga).
O'tish jarayoni tugagandan so'ng, faqat tashqi energiya manbalari tomonidan belgilanadigan yangi barqaror holat o'rnatiladi. Tashqi energiya manbalari o'chirilganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktiv va sig'imli elementlarida vaqtinchalik rejim boshlanishidan oldin to'plangan elektromagnit maydonning energiyasi tufayli vaqtinchalik jarayon sodir bo'lishi mumkin.
Magnit va elektr maydonlarining energiyasidagi o'zgarishlar bir zumda sodir bo'lmaydi va shuning uchun jarayonlar o'tish paytida bir zumda sodir bo'lmaydi. Aslida, induktiv va sig'imli elementda energiyaning keskin (lahzali) o'zgarishi cheksiz katta quvvatlarga ega bo'lish zaruriyatiga olib keladi p = dW / dt, bu amalda mumkin emas, chunki haqiqiy elektr zanjirlarida cheksiz katta quvvatlar mavjud emas.
Shunday qilib, vaqtinchalik jarayonlar bir zumda sodir bo'lishi mumkin emas, chunki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektromagnit maydonida to'plangan energiyani bir zumda o'zgartirish, qoida tariqasida, mumkin emas. Nazariy jihatdan vaqtinchalik jarayonlar t→∞ vaqtida tugaydi. Amalda, vaqtinchalik jarayonlar tezdir va ularning davomiyligi odatda soniyaning bir qismini tashkil qiladi. Magnit W M va elektr maydonlarining energiyasi W E iboralar bilan tasvirlanganligi sababli
u holda indüktansdagi oqim va sig'imdagi kuchlanish bir zumda o'zgarmaydi. Kommutatsiya qonunlari shunga asoslanadi.
Kommutatsiyaning birinchi qonuni shundan iboratki, kommutatsiyadan keyingi vaqtning boshlang'ich momentida induktiv elementga ega bo'lgan tarmoqdagi oqim kommutatsiyadan oldingi qiymatga ega bo'ladi va keyin bu qiymatdan u silliq o'zgara boshlaydi. Yuqoridagilar odatda i L (0 -) = i L (0 +) ko'rinishida yoziladi, chunki kommutatsiya t = 0 momentida bir zumda sodir bo'ladi.
Kommutatsiyaning ikkinchi qonuni shundan iboratki, kommutatsiyadan keyingi dastlabki momentdagi sig'im elementidagi kuchlanish kommutatsiyadan oldingi qiymatga ega bo'ladi va keyin bu qiymatdan u silliq o'zgara boshlaydi: U C (0 -) = U C (0) +).
Binobarin, kuchlanish ostida yoqilgan zanjirda induktivlikni o'z ichiga olgan shoxchaning mavjudligi kommutatsiya paytida bu joydagi kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga teng, chunki i L (0 -) = i L (0 +). Zaryadlangan kondansatkichni o'z ichiga olgan tarmoqning kuchlanish ostida yoqilgan kontaktlarning zanglashiga olib kelishi o'tish paytida bu joydagi qisqa tutashuvga teng, chunki U C (0 -) = U C (0 +).
Biroq, elektr pallasida indüktanslarda kuchlanish va kondansatkichlardagi oqimlar mumkin.
Rezistiv elementlarga ega bo'lgan elektr davrlarida elektromagnit maydonning energiyasi saqlanmaydi, buning natijasida ularda vaqtinchalik jarayonlar sodir bo'lmaydi, ya'ni. bunday sxemalarda statsionar rejimlar bir zumda, keskin ravishda o'rnatiladi.
Haqiqatda, har qanday kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementi bir oz qarshilikka ega r, indüktans L va sig'im C, ya'ni. Haqiqiy elektr qurilmalarda oqimning o'tishi va qarshilik r mavjudligi, shuningdek magnit va elektr maydonlari tufayli issiqlik yo'qotishlari mavjud.
Haqiqiy elektr qurilmalaridagi vaqtinchalik jarayonlar elektron elementlarning tegishli parametrlarini tanlash, shuningdek, maxsus qurilmalardan foydalanish orqali tezlashtirilishi yoki sekinlashishi mumkin.
52. Magnetogidrodinamik doimiy oqim mashinalari. Magnetogidrodinamika (MHD) — elektr oʻtkazuvchan suyuqlik va gazsimon muhitdagi fizik hodisalarning magnit maydonda harakatlanish qonuniyatlarini oʻrganuvchi fan sohasi. To'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tokning turli xil magnithidrodinamik (MHD) mashinalarining ishlash printsipi ushbu hodisalarga asoslanadi. Ba'zi MHD mashinalari texnologiyaning turli sohalarida qo'llaniladi, boshqalari esa kelajakda foydalanish uchun muhim istiqbollarga ega. MHD DC mashinalarini loyihalash va ishlatish tamoyillari quyida muhokama qilinadi.
Suyuq metallar uchun elektromagnit nasoslar
Shakl 1. DC elektromagnit nasosning ishlash printsipi
To'g'ridan-to'g'ri oqim nasosida (1-rasm) suyuq metall bilan 2-kanal elektromagnit 1 qutblari orasiga joylashtiriladi va kanalning devorlariga payvandlangan elektrodlar 3 yordamida tashqi manbadan to'g'ridan-to'g'ri oqim suyuq metall orqali o'tkaziladi. Oqim suyuq metallga bu holda o'tkazuvchanlik orqali berilganligi sababli, bunday nasoslar o'tkazuvchanlik deb ham ataladi.
Qutblar maydoni suyuq metalldagi oqim bilan o'zaro ta'sir qilganda, elektromagnit kuchlar metall zarrachalariga ta'sir qiladi, bosim rivojlanadi va suyuq metall harakatlana boshlaydi. Suyuq metalldagi oqimlar qutblar maydonini ("armatura reaktsiyasi") buzadi, bu nasosning samaradorligini pasayishiga olib keladi. Shuning uchun, kuchli nasoslarda, teskari yo'nalishda kanal oqimi pallasida ketma-ket ulangan qutb qismlari va kanal orasiga shinalar ("kompensatsiya o'rash") joylashtiriladi. Elektromagnitning qo'zg'atuvchi o'rashi (1-rasmda ko'rsatilmagan) odatda kanal oqimi pallasida ketma-ket ulanadi va faqat 1 - 2 burilishga ega.
Supero'tkazuvchilar nasoslardan foydalanish past korroziv suyuq metallar uchun va kanal devorlari issiqlikka chidamli metallardan (magnit bo'lmagan zanglamaydigan po'latlar va boshqalar) tayyorlanishi mumkin bo'lgan haroratlarda mumkin. Aks holda, AC indüksiyon nasoslari ko'proq mos keladi.
Ta'riflangan turdagi nasoslar 1950 yilda tadqiqot maqsadlarida va yadroviy reaktorli qurilmalarda qo'llanila boshlandi, ularda suyuq metall tashuvchilar reaktorlardan issiqlikni olib tashlash uchun ishlatiladi: natriy, kaliy, ularning qotishmalari, vismut va boshqalar. Nasoslardagi suyuq metallning harorati 200 - 600 ° S, ba'zi hollarda esa 800 ° S gacha. Tugallangan natriy nasoslaridan biri quyidagi dizayn ma'lumotlariga ega: harorat 800 ° C, bosim 3,9 kgf / sm², oqim tezligi 3670 m³ / soat, foydali gidravlik quvvat 390 kVt, oqim iste'moli 250 kA, kuchlanish 2,5 V, quvvat sarfi 625 kVt, koeffitsienti foydali harakat 62,5%. Ushbu nasosning boshqa xarakterli ma'lumotlari: kanal kesimi 53 × 15,2 sm, kanaldagi oqim tezligi 12,4 m / s, faol kanal uzunligi 76 sm.
Elektromagnit nasoslarning afzalligi shundaki, ular harakatlanuvchi qismlarga ega emas va suyuq metall yo'li muhrlangan bo'lishi mumkin.
Shahar nasoslari ularni quvvatlantirish uchun yuqori oqim va past kuchlanish manbalarini talab qiladi. Quvvatli nasoslarni quvvatlantirish uchun rektifikatorlar unchalik qo'llanilmaydi, chunki ular katta hajmli va past samaradorlikka ega. Unipolyar generatorlar bu holatda ko'proq mos keladi, "Maxsus turdagi DC generatorlari va konvertorlari" maqolasiga qarang.
Plazma raketa dvigatellari
Ko'rib chiqilgan elektromagnit nasoslar to'g'ridan-to'g'ri oqim motorlarining bir turi. Bunday qurilmalar, qoida tariqasida, plazmani tezlashtirish, tezlashtirish yoki harakatlantirish uchun ham mos keladi, ya'ni yuqori haroratli (2000 - 4000 ° S va undan ko'p) ionlangan va shuning uchun elektr o'tkazuvchan gaz. Shu munosabat bilan reaktivning rivojlanishi plazma dvigatellari kosmik raketalar uchun, va maqsad 100 km / s gacha bo'lgan plazma chiqish tezligini olishdir. Bunday dvigatellar katta kuchga ega bo'lmaydi va shuning uchun tortishish maydonlari zaif bo'lgan sayyoralardan uzoqda ishlash uchun mos keladi; ammo ularda afzallik bor ommaviy oqim modda (plazma) kichikdir. Ularni quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan elektr energiyasi yadro reaktorlari yordamida olinishi kerak. DC plazma dvigatellari uchun qiyin muammo plazmaga oqim etkazib berish uchun ishonchli elektrodlarni yaratishdir.
Magnetogidrodinamik generatorlar
MHD mashinalari, barcha elektr mashinalari kabi, teskari. Xususan, 1-rasmda ko'rsatilgan qurilma, agar u orqali o'tkazuvchan suyuqlik yoki gaz o'tkazilsa, generator rejimida ham ishlashi mumkin. Bunday holda, mustaqil qo'zg'alish bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Yaratilgan oqim elektrodlardan chiqariladi.
Suv, gidroksidi va kislotalar eritmalari, suyuq metallar va shunga o'xshashlar uchun elektromagnit oqim o'lchagichlari ushbu printsip asosida qurilgan. Elektrodlardagi elektromotor kuch harakat tezligiga yoki suyuqlik oqimiga mutanosibdir.
MHD generatorlari issiqlik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirish uchun kuchli elektr generatorlarini yaratish nuqtai nazaridan qiziqish uyg'otadi. Buning uchun 1-rasmda ko'rsatilgan turdagi qurilma orqali taxminan 1000 m/s tezlikda o'tkazuvchi plazma o'tkazish kerak. Bunday plazmani an'anaviy yoqilg'ini yoqish, shuningdek, yadroviy reaktorlarda gazni isitish orqali olish mumkin. Plazmaning o'tkazuvchanligini oshirish uchun unga oson ionlanadigan gidroksidi metallarning kichik qo'shimchalarini kiritish mumkin.
Plazmaning elektr o'tkazuvchanligi 2000 dan 4000 ° C gacha bo'lgan haroratlarda nisbatan past (qarshilik taxminan 1 Ohm × sm = 0,01 Ohm × m = 104 Ohm × mm² / m, ya'ni misnikidan taxminan 500 000 baravar katta). ). Shunga qaramay, kuchli generatorlarda (taxminan 1 million kVt) maqbul texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarni olish mumkin. Suyuq metallni ishlaydigan suyuqlik bilan ishlaydigan MHD generatorlari ham ishlab chiqilmoqda.
DC plazma MHD generatorlarini yaratishda elektrodlar uchun materiallarni tanlash va ishonchli kanal devorlarini ishlab chiqarish bilan bog'liq qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Sanoat inshootlarida nisbatan past kuchlanishli shaharni (bir necha ming volt) konvertatsiya qilish va katta kuch(yuz minglab amper) o'zgaruvchan tokga.
53. Unipolyar mashinalar. Birinchi qutb generatorini Maykl Faraday ixtiro qilgan. Faraday tomonidan kashf etilgan effektning mohiyati shundan iboratki, disk ko‘ndalang magnit maydonda aylanganda diskdagi elektronlarga Lorents kuchi ta’sir ko‘rsatadi, bu esa ularni harakat yo‘nalishiga qarab markazga yoki periferiyaga siljitadi. maydon va aylanish. Buning yordamida elektromotor kuch paydo bo'ladi va diskning o'qi va atrofiga tegib turgan oqim yig'uvchi cho'tkalar orqali kuchlanish kichik bo'lsa ham (odatda voltning fraktsiyalari) sezilarli oqim va quvvatni olib tashlash mumkin. Keyinchalik, disk va magnitning nisbiy aylanishi emasligi aniqlandi zaruriy shart. Ikki magnit va ular orasidagi o'tkazgich disk ham bir kutupli induksiya ta'sirining mavjudligini ko'rsatadi. Elektr o'tkazuvchan materialdan yasalgan magnit aylantirilganda, bir qutbli generator sifatida ham ishlashi mumkin: uning o'zi ham elektronlar cho'tkalar yordamida chiqariladigan disk va u ham magnit maydon manbai hisoblanadi. Shu munosabat bilan bir qutbli induksiya tamoyillari magnitga nisbatan emas, balki magnit maydonga nisbatan erkin zaryadlangan zarrachalarning harakati kontseptsiyasi doirasida ishlab chiqilgan. Magnit maydon, bu holda, statsionar hisoblanadi.
Bunday mashinalar haqidagi munozaralar uzoq vaqt davom etdi. Efirning mavjudligini inkor etgan fiziklar bu maydon "bo'sh" fazoning mulki ekanligini tushuna olmadilar. Bu to'g'ri, chunki "bo'sh joy bo'sh emas", unda efir bor va aynan shu magnit maydonning mavjudligi uchun muhitni ta'minlaydi, unga nisbatan magnitlar ham, disk ham aylanadi. Magnit maydonni efirning yopiq oqimi sifatida tushunish mumkin. Shuning uchun disk va magnitning nisbiy aylanishi zaruriy shart emas.
Tesla ishida, yuqorida aytib o'tganimizdek, sxemada yaxshilanishlar amalga oshirildi (magnitlarning o'lchami oshirildi va disk segmentlarga bo'lindi), bu o'z-o'zidan aylanadigan bir qutbli Tesla mashinalarini yaratishga imkon beradi.
