Библиотека Дорофеев В.А. Двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока

Статья взята с сайта

Промышленность использует двигатели постоянного тока, потому что соотношение скорость момент может быть изменено почти в любой полезной форме. Продолжительная работа двигателей постоянного тока как правило доступны в диапазоне скорости 8:1. Неопределенный диапазон (плавный контроль вплоть до нулевой скорости) на короткое время или пониженной загрузки также повсеместен.
Двигатели постоянного тока часто применяется там, где они сразу достигают трёх или более крат, от номинального момента. В чрезвычайных ситуациях, двигатели постоянного тока могут выдержать в пять раз, номинальный крутящий момент, без простоя (электропитание при наличии таковых).
Динамическое торможение (производимая энергия двигателя подается на тормозной резистор) или рекуперативное торможение (вырабатываемая энергия подается обратно на двигатель постоянного тока) могут быть получены от двигателя постоянного тока для применения, требующих быстрой остановки, таким образом, устраняя необходимость в уменьшение размеров, механического тормоза.
Особенностью скорости двигателя постоянного тока, которая может контролироваться плавно вплоть до нуля, за ним сразу следует ускорение в противоположном направлении – без переключения управляющей цепи. И двигатели постоянного тока быстро реагируют на изменения в управляющих сигналах из-за большой инерции вращающего момента.
Типы ДПТ: обмотки двигателя постоянного тока, как правило, классифицируются – параллельного возбуждения, последовательного возбуждения и смешанные. В дополнение к ним, доступны двигатели с постоянными магнитами и безщеточные двигатели постоянного тока. ДПТ могут быть в дальнейшем классифицированы также по прерывистому и продолжительному режиму. В продолжительном режиме двигатели постоянного тока могут работать без пауз.
ДПТ с параллельным возбуждением – контроль достигается за счет ослабления тока, в параллельной обмотке возбуждения двигателя постоянного тока, для увеличения скорости и уменьшения выходного крутящего момента для создания тока якоря. Так как номинальная мощность ДПТ определяется нагревом, то максимально допустимый ток якоря примерно постоянен в приделах диапазона скорости. Это значит, что номинальный ток выходного момента ДПТ изменяется в зависимости от скорости.
ДПТ предлагают решения, которые хороши только для получения скоростей выше номинальной. Мгновенное снижение скорости ДПТ вниз от номинальной, может быть получена путем повышения возбуждения поля, но продолжительное возбуждение перегревает двигатель. Так же, магнитное насыщение в двигателе позволяет только для немного уменьшить скорость для существенного увеличения напряжения.
Двигатели имеют максимальный стандартный диапазон скорости, для регулирования поля, равный 3:1, и это происходит только при низких номинальных скоростях. Специальные ДПТ имеют большой диапазон скорости, но если диапазон скорости намного выше 3:1,то используется другой метод контроля для малейших изменений диапазона.
Контроль напряжения якоря ДПТ – В этом методе, ток в параллельной обмотке возбуждения, поддерживается постоянным от независимого источника, пока напряжение, приложенное к якорю, изменяется. Характерной особенностью ДПТ, есть пропорциональность значению ЭДС. Которая равна приложенному напряжения минус активное падение напряжения в цепи якоря. При номинальном токе крутящий момент остается постоянным, независимо от скорости ДПТ (с тех пор как магнитный поток постоянен).
Лошадиные силы изменяются прямо пропорционально скорости. Вообще-то, если скорость двигателя с самовентиляцией понижается, то он теряет обдув и не может быть загружен полностью, поскольку ток якоря увеличит номинальную температуру.
Выбор ДПТ – Выбор двигателя постоянного тока и связанного с ним оборудования, для конкретного применения, нуждается в анализе некоторых факторов.
Диапазон скоростей ДПТ – Если используется контроль поля, и необходим большой диапазон скорости, то номинальная скорость должна быть пропорционально уменьшена и увеличены размеры машины. Если диапазон скорости больше 3:1, то контроль за напряжением якоря должен быть обоснован для малейшего изменения диапозона. Очень большой динамический диапазон скорости может быть получен при помощи управления напряжением якоря. Тем не менее, при снижении на 60% от номинальной скорости, двигатель должен быть уменьшен или использоваться только короткие периоды.
ДПТ Зависимость скорости от момента – Приложения требуют постоянной скорости на всем крутящем моменте, потребность должна использовать двигатель с параллельным возбуждением. Если скорость изменяется с нагрузкой, которая должна быть минимизирована, то необходимо использовать регулятор ДПТ, например применяющий обратную связь с тахометра.
Когда скорость ДПТ должна уменьшатся при увеличении нагрузки, могут быть использованы двигатели с последовательным или смешанным возбуждением. Или, при питании двигателя постоянного тока ниспадающей волт-амперной характеристике может быть использован двигатель с параллельным возбуждением.
ДПТ Реверс – Эта операция оказывает негативное влияние на энергоснабжение и управление и может негативно влиять на щеточный аппарат ДПТ, если двигатель не будет остановлен для переключения, перед совершением операции реверс. В этом случае последовательные и стабилизирующие обмотки не должны использоваться, и подходящая система контроля напряжения якоря должна питать машину постоянного тока.
Производительность ДПТ – Двигатели постоянного тока редко используются для работы продолжительно с одной скоростью и нагрузкой. Размер двигателя может устанавливаться или от требований к пику момента или от нагрева.
ДПТ Пик момента – Пик момента двигателя постоянного тока высвобождает ограниченную нагрузку, которая начинает разрушать коллектор. Щетки двигателя и коллектор зависит от жесткости искрения и продолжительности. Поэтому пик момента ДПТ зависит от продолжительности и частоты появления перенапряжения. Пик момента двигателя часто ограничивается максимум тока, который питает двигатель.
Двигатель постоянного тока может коммутировать большие нагрузки на пониженной скорости без повреждений. Стандарты устанавливают, что машины питаемые двигателями постоянного тока должны питаться 150% от номинального тока в течении 1 минуты на любой скорости в рамках номинального диапазона, но большинство ДПТ сделаны намного лучше.
Нагрев ДПТ – Температура двигателя постоянного тока есть функция вентиляции и электрических/механических потерь в машине. Особенностью некоторых потерь ДПТ, таких как, якорь, обмотка возбуждения и потери на щеточно-коллектроном аппарате, не зависят от нагрузки, но изменяются вместе со скоростью и возбуждением.
Лучший метод прогнозирования текущего выделения тепла двигателем постоянного тока является использование кривых термической мощности, предоставляемые производителем ДПТ. Если кривые не доступны, температура двигателя может быть примерно определенна методом потерь мощности. Этот метод требует сравнить общие потери с кривой нагрузки или действительной кривой.
Для каждой части рабочего цикла, полученные потери мощности умножаются на продолжительность части цикла. Сумма этих произведений делится на общее время цикла, это дает средние потери мощности в двигателе. Отношение этой величины к потерям мощности двигателя умножается на номинальное увеличение температуры ДПТ, это дает аппроксимирование увеличения температуры ДПТ во время работы в рабочем цикле.

Ссылка на статью