Двигатели постоянного тока

Лекция №22 Генераторы и двигатели постоянного тока. Пуск в ход и регулирование частоты вращения

Генераторы постоянного тока

Генератор постоянного тока – это источник электрической энергии. Качество источника определяется способностью плавно регулировать напряжение на выходе и сохранять его постоянным при изменении нагрузки. Количественно эти качества определяются характеристикой холостого хода Е(I_а) и внешней характеристикой U(I) генератора.

Характеристика холостого хода определяет зависимость Е, а значит, и магнитного потока возбуждения Ф от тока якоря I_а. Величина магнитного потока зависит от способа возбуждения генератора. Возбуждение магнитного поля в генераторах производится постоянными магнитами, током независимого источника или током от якоря генератора. В последнем случае генераторы называются самовозбуждающимися. В таких генераторах обмотки возбуждения могут быть включены параллельно якорю (рис. б), последовательно с ним (рис. в) или параллельно и последовательно (рис. г). В соответствии с этим различают генераторы независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

При независимом и параллельном возбуждении (рис. а; б) обмотка выполняется из тонкого провода и имеет большое число витков. Сопротивление такой обмотки большое, а ток мал. Необходимая величина магнитодвижущей силы создается малой потребляемой мощностью обмотки возбуждения.

Через обмотку последовательного возбуждения (рис. в) проходит полный ток якоря. Чтобы потери энергии в обмотке были малы, ее выполняют из провода большого сечения. Число витков обмотки невелико.

В генераторах смешанного возбуждения (рис. г) цепь обмотки возбуждения имеет две катушки – параллельную и последовательную.

Свойства генераторов анализируют по характеристикам - зависимостям между основными величинами, определяющими работу генераторов. К таким величинам относят: напряжение на зажимах, ток возбуждения, ток якоря или нагрузки, частоту вращения п.

Основные характеристики генераторов:

1) характеристика холостого хода - зависимость напряжения или ЭДС якоря Е от тока возбуждения при холостом ходе и постоянной частоте вращения;

2) характеристика короткого замыкания - зависимость тока якоря от тока возбуждения генератора которую снимают при замыкании выходных зажимов цепи якоря накоротко и постоянной частоте вращения;

3) внешняя характеристика - зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при неизменном значении тока возбуждения и частоты вращения;

4) регулировочная характеристика - закон изменения тока возбуждения, для поддержания величины напряжения на зажимах машины неизменным при изменении нагрузки,

5) нагрузочная характеристика аналогична характеристике холостого хода, но при некотором токе в якоре, неизменном на протяжении опыта.

Двигатели постоянного тока

В двигателях направление действия ЭДС якоря Е противоположно направлению тока якоря, и поэтому Е называют также противоэлектродвижущей силой якоря.

Напряжение для цепи якоря двигателя