Электрические машины постоянного тока

July 23, 2013 by admin Комментировать »

Электродвигатели и генераторы постоянного тока первыми начали применяться в промышленности при переходе от пара к электричеству. В этих машинах использовался набор стационарных обмоток, создававших магнитное поле, и набор обмоток, закрепленных на валу, который вращался в этом поле. Щеточный коммутатор вращающихся обмоток в электродвигателях поддерживал постоянный вращающий момент и направление вращения. Вращающий момент пропорционален магнитному полю, а скорость вращения ему обратно пропорциональна. При постоянном магнитном поле статора скорость вращения пропорциональна напряжению на обмотках ротора.

Обычно ток через обмотки статора устанавливается равным полному номинальному значению, а управление скоростью осуществляется изменением напряжения на обмотках ротора. В этом режиме обеспечивается постоянство вращающего момента. При максимальной скорости вращения ток статора можно уменьшить, и возникает режим, в котором требуемый вращающий момент пропорционален току статора, а скорость вращения ему обратно пропорциональна^. Двигатели постоянного тока на транспорте и в промышленности обычно работают с токами обмоток статора порядка 1/3 от его максимального значения. На Рис. 8.1 приведены основные характеристики двигателей постоянного тока.

Рис. 8.1. Зависимость вращающего момента и мощности от скорости вращения

Возможность работы двигателей постоянного тока с большим вращающим моментом при полном токе обмоток статора, обеспечивающая быстрое ускорение, и возможность работы на высоких скоростях при малых нагрузках делают их идеальными для применения в транспортных средствах. Эти двигатели и их системы управления сейчас постепенно заменяются асинхронными двигателями переменного тока со схемами управления с изменяемой частотой. Основными преимуществами асинхронных двигателей является отсутствие щеток и возможность герметизации.

На Рис. 8.2 приведена схема управления двигателем постоянного тока. Схема содержит две петли обратной связи — по току и по напряжению. Петля обратной связи по току необходима для ограничения тока через двигатель, который проявляет очень маленькое сопротивление при динамических изменениях напряжения питания. В цепь обратной связи по напряжению для повышения точности управления скоростью может быть включен тахометр или другой датчик скорости вращения вала. Для обеспечения наилучших характеристик двигателя схема его управления может быть «украшена» цепью ограничения тока и скорости его нарастания, а также тепловой защитой.

Однажды автору довелось участвовать в расширении линейки схем управления двигателями постоянного тока от 200 до 800 л. с. для металлургического завода в Оклахоме. По требованию заказчика схема управления должна была для облегчения доступа монтироваться на большой открытой панели и состоять из двух идентичных преобразователей, каждый из которых должен был иметь возможность автономной работы при половинной мощности.

Рис. 8.2. Схема управления двигателем постоятого тока

Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты