Motor eléctrico de CC con excitación en serie. Características de los motores con excitación en serie. Control de velocidad mediante la inclusión de resistencia en el circuito de armadura

  • 8. Momento electromagnético desarrollado por la armadura de una máquina de CC.
  • 9. Causas de chispas debajo del cepillo en máquinas de corriente continua.
  • 10. Conmutación en línea recta.
  • 11.Características del generador de excitación independiente.
  • 12. Autoexcitación del generador de excitación en paralelo.
  • 13.Características del generador de excitación mixta.
  • 14. Pérdidas y eficiencia del motor DC.
  • 16.Características del motor de excitación secuencial.
  • 15.Características del motor de excitación en paralelo.
  • 17.Características del motor de excitación mixta.
  • 18. Regulación de la frecuencia de giro de motores de corriente continua.
  • 19. Arranque de motores de CC: conexión directa, desde un convertidor auxiliar y con la ayuda de un reóstato de arranque.
  • 20. Frenado de motores de corriente continua.
  • Máquinas AC síncronas.
  • 22. Formación de un campo magnético giratorio en un sistema bifásico y trifásico.
  • 23. Devanados Mds de máquinas síncronas de corriente alterna.
  • 1. Cálculo de la tensión magnética del entrehierro.
  • 24. Principios de funcionamiento y circuitos de bobinado de máquinas de CA.
  • 25. Designación de un generador y motor síncronos.
  • 1. Motores de corriente continua, con armadura de imán permanente;
  • 26. Métodos de excitación de máquinas síncronas.
  • 27. Ventajas y desventajas de un motor síncrono.
  • 2. Arranque de motor asíncrono.
  • 28. La reacción de la armadura de un generador síncrono con cargas activas, inductivas, capacitivas y mixtas.
  • 29. Flujos magnéticos y fem de un generador síncrono.
  • 1. La fuerza de magnetización del devanado de excitación f/ crea un flujo de excitación magnética Fu, que induce la fem principal del generador e0 en el devanado del estator.
  • 30. Ralentí de un generador síncrono.
  • 31. Funcionamiento en paralelo de un generador síncrono con una red.
  • 1. Preciso;
  • 2. Áspero;
  • 3. Autosincronización.
  • 32. Potencia electromagnética de una máquina síncrona.
  • 33. Regulación de potencia activa y reactiva de un generador síncrono.
  • 34. Cortocircuito repentino del generador síncrono.
  • 1. Daños mecánicos y térmicos en equipos eléctricos.
  • 2. Arranque de motor asíncrono.
  • 1. Comience con el motor auxiliar.
  • 2. Arranque de motor asíncrono.
  • 1. Comience con el motor auxiliar.
  • 2. Arranque de motor asíncrono.
  • 1. La fuerza de magnetización del devanado de excitación f/ crea un flujo de excitación magnética Fu, que induce la fem principal del motor e0 en el devanado del estator.
  • Máquinas asíncronas AC.
  • 37. Diseño de un motor asíncrono.
  • 2,8 / 1,8 A: la relación entre la corriente máxima y la nominal
  • 1360 R/min - velocidad nominal, rpm
  • Ip54 - grado de protección.
  • 38. Trabajo de una máquina asíncrona con rotor giratorio.
  • 2. Pero si, bajo la acción de la carga de descenso, el rotor gira hasta una velocidad superior a la síncrona, entonces la máquina entrará en modo generador.
  • 3. Modo de oposición, fig. 106.
  • 39. Máquina asíncrona de rotor fijo.
  • 40. Transición de un motor asíncrono real a un circuito equivalente.
  • 41. Análisis del circuito equivalente en forma de t de un motor asíncrono.
  • 42. Análisis del circuito equivalente en forma de l de un motor asíncrono.
  • 43. Pérdidas de un motor asíncrono y eficiencia de un motor asíncrono.
  • 44. Diagrama vectorial de un motor de inducción.
  • 47. Potencia y par electromagnético de un motor de inducción.
  • 48. Características mecánicas con cambios de tensión y resistencia del rotor.
  • 1. Cuando cambia el voltaje suministrado al motor, cambia el momento, porque es proporcional al cuadrado del voltaje.
  • 49. Momentos parásitos de un motor de inducción.
  • 17.Características del motor de excitación mixta.

    Un diagrama esquemático de un motor de excitación mixta se muestra en la fig. 1. Este motor tiene dos devanados de excitación: paralelo (derivación, SHO), conectado en paralelo al circuito del inducido, y en serie (serie, CO), conectado en serie al circuito del inducido. Estos devanados de flujo magnético se pueden conectar de acuerdo con o en contra.

    Arroz. 1 - Esquema de un motor eléctrico de excitación mixta.

    Cuando los devanados de excitación se encienden en consonancia, se suman sus MMF y el flujo resultante Ф es aproximadamente igual a la suma de los flujos creados por ambos devanados. Con la conexión opuesta, el flujo resultante es igual a la diferencia entre los flujos de los devanados en paralelo y en serie. De acuerdo con esto, las propiedades y características de un motor eléctrico de excitación mixta dependen del método de encendido de los devanados y de la relación de su MMF.

    característica de velocidad n=f (Ia) en U=Uн e Iв=const (aquí Iв es la corriente en el devanado paralelo).

    Con un aumento de la carga, el flujo magnético resultante con la inclusión consonante de los devanados aumenta, pero en menor medida que la de un motor de excitación en serie, por lo tanto, la característica de velocidad en este caso resulta ser más suave que la de un paralelo. motor de excitación, pero más rígido que el de un motor de excitación en serie.

    La relación entre el MMF de los devanados puede variar en un amplio rango. Los motores con un devanado en serie débil tienen una característica de velocidad ligeramente decreciente (curva 1, Fig. 2).

    Arroz. 2 - Características de velocidad del motor de excitación mixta.

    Cuanto mayor sea la proporción de bobinado en serie en la creación de MDS, más cerca característica de velocidad se aproxima a la característica de un motor de excitación en serie. En la Fig. 2, la línea 3 representa una de las características intermedias del motor de excitación mixta y, a modo de comparación, se da la característica del motor de excitación secuencial (curva 2).

    Cuando el devanado en serie se enciende en la dirección opuesta, el flujo magnético resultante disminuye al aumentar la carga, lo que conduce a un aumento en la velocidad del motor (curva 4). Con tal característica de velocidad, el funcionamiento del motor puede resultar inestable, porque. el flujo del devanado en serie puede reducir en gran medida el flujo magnético resultante. Por lo tanto, no se utilizan motores con devanados opuestos.

    Característica mecánica n=f (M) con U=Un y Iv=const. El motor de excitación mixta se muestra en la Fig. 3 (línea 2).

    Arroz. 3 - Características mecánicas del motor de excitación mixta.

    Se ubica entre las características mecánicas de los motores de excitación en paralelo (curva 1) y en serie (curva 3). Seleccionando adecuadamente la MMF de ambos devanados, es posible obtener un motor eléctrico con una característica cercana a la de un motor de excitación en paralelo o en serie.

    Alcance de los motores de excitación secuencial, paralela y mixta.

    Por lo tanto, para los motores de excitación en serie, las sobrecargas de par son menos peligrosas. En este sentido, los motores de excitación en serie tienen ventajas significativas en el caso de condiciones de arranque difíciles y cambios en el par de carga en un amplio rango. Son muy utilizados para tracción eléctrica (tranvías, metro, trolebuses, locomotoras eléctricas y locomotoras diésel en ferrocarriles) y en instalaciones de elevación y transporte.

    Características mecánicas y de alta velocidad natural, alcance en motores de excitación paralela.

    Características mecánicas y de alta velocidad natural, alcance en motores de excitación mixta.

    motores de corriente continua con excitación secuencial son menos comunes que otros motores. Se utilizan en instalaciones con carga que no permite el modo movimiento inactivo. Más adelante se demostrará que hacer funcionar un motor de excitación en serie en modo inactivo puede provocar la destrucción del motor. El diagrama de conexión del motor se muestra en la fig. 3.8.

    La corriente de armadura del motor es también la corriente de excitación, ya que el devanado de excitación del OB está conectado en serie
    con un ancla La resistencia del devanado de excitación es bastante pequeña, ya que a altas corrientes de armadura, la fuerza de magnetización suficiente para crear un flujo magnético nominal y una inducción nominal en el espacio se logra mediante un pequeño número de vueltas de un cable de gran sección. Las bobinas de excitación están ubicadas en los polos principales de la máquina. Se puede conectar un reóstato adicional en serie con la armadura, que se puede usar para limitar la corriente de arranque del motor.

    característica de velocidad

    La característica de velocidad natural de los motores de excitación secuencial se expresa mediante la dependencia a
    tu = tu norte = constante En ausencia de un reóstato adicional
    en el circuito de armadura del motor, la resistencia del circuito está determinada por la suma de la resistencia de la armadura y el devanado de excitación , que son lo suficientemente pequeños. La característica de velocidad se describe mediante la misma ecuación que describe la característica de velocidad de un motor con excitación independiente

    La diferencia es que el flujo magnético de la máquina Ф generado por la corriente de armadura yo según la curva de magnetización del circuito magnético de la máquina. Para simplificar el análisis, suponemos que el flujo magnético de la máquina es proporcional a la corriente del devanado de campo, es decir, la corriente del inducido. Después , dónde k- coeficiente de proporcionalidad.

    Reemplazando el flujo magnético en la ecuación característica de la velocidad, obtenemos la ecuación:

    .

    El gráfico de la característica de velocidad se muestra en la fig. 3.9.

    De la característica obtenida se deduce que en el modo inactivo, es decir, con corrientes de armadura próximas a cero, la velocidad de armadura es varias veces mayor que el valor nominal, y cuando la corriente de armadura tiende a cero, la velocidad tiende a infinito (la velocidad de armadura corriente en el primer término la expresión resultante se incluye en el denominador). Si consideramos que la fórmula es válida para corrientes de armadura muy grandes, entonces podemos suponer que . La ecuación resultante le permite obtener el valor de la fuerza actual yo, en el que la frecuencia de rotación del inducido será igual a cero. En motores reales de excitación en serie, a determinados valores de corriente, el circuito magnético de la máquina entra en saturación, y el flujo magnético de la máquina cambia ligeramente con cambios significativos de corriente.

    La característica muestra que un cambio en la corriente de armadura del motor en la región de valores pequeños conduce a cambios significativos en la velocidad.

    Característica de par mecánico

    Considere la característica de par de un motor de CC con excitación en serie. , a tu = tu norte = constante .

    Como ya se mostró, . Si el circuito magnético de la máquina no está saturado, el flujo magnético es proporcional a la corriente de armadura ,
    y el momento electromagnético METRO será proporcional al cuadrado de la corriente de armadura .

    La fórmula resultante desde un punto de vista matemático es una parábola (curva 1 en la Fig. 3.10). característica real pasa por debajo de la teórica (curva 2 en la Fig. 3.10), ya que debido a la saturación del circuito magnético de la máquina, el flujo magnético no es proporcional a la corriente del devanado de campo o la corriente de armadura en este caso.

    La característica de par de un motor de CC con excitación en serie se muestra en la Figura 3.10.

    Eficiencia del motor de excitación en serie

    La fórmula que determina la dependencia de la eficiencia del motor con respecto a la corriente del inducido es la misma para todos los motores de CC y no depende del método de excitación. Para motores de excitación en serie, cuando cambia la corriente de armadura, las pérdidas mecánicas y en el acero de la máquina son prácticamente independientes de la corriente. yo YO. Las pérdidas en el devanado de campo y en el circuito del inducido son proporcionales al cuadrado de la corriente del inducido. La eficiencia alcanza su valor máximo (Fig. 3.11) en tales valores actuales cuando la suma de pérdidas en acero y pérdidas mecánicas igual a la suma de las pérdidas en el devanado de excitación y el circuito de armadura.

    A la corriente nominal, la eficiencia del motor es ligeramente inferior al valor máximo.

    Características mecánicas del motor de excitación serie

    La característica mecánica natural de un motor de excitación en serie, es decir, la dependencia de la velocidad de rotación del par mecánico en el eje del motor. , considerado a una tensión de alimentación constante igual a la tensión nominal tu = tu norte = constante . Si el circuito magnético de la máquina no está saturado, como ya se ha dicho, el flujo magnético es proporcional a la corriente de armadura, es decir , y el momento mecánico es proporcional al cuadrado de la corriente . La corriente de armadura en este caso es igual a

    y la frecuencia de rotación

    O .

    Sustituyendo en lugar de la corriente su expresión a través del momento mecánico, obtenemos

    .

    Denotar y ,

    obtenemos .

    La ecuación resultante es una hipérbola que corta el eje de momentos en el punto .

    Porque o .

    El par de arranque de tales motores es diez veces mayor que el par nominal del motor.

    Arroz. 3.12

    Una vista general de las características mecánicas de un motor DC excitado en serie se muestra en la fig. 3.12.

    En modo inactivo, la velocidad tiende al infinito. Esto se deduce de la expresión analítica de la característica mecánica en M → 0.

    Para motores de excitación en serie reales, la velocidad de ralentí de la armadura puede ser varias veces mayor que la velocidad nominal. Tal exceso es peligroso y puede conducir a la destrucción de la máquina. Por esta razón, los motores de excitación en serie funcionan en condiciones de carga mecánica constante que no permiten el ralentí. Este tipo de característica mecánica se denomina características mecánicas suaves, es decir, características mecánicas que sugieren un cambio significativo en la velocidad de rotación con un cambio en el par en el eje del motor.

    3.4.3. Características de los motores de corriente continua
    excitación mixta

    El diagrama de conexión del motor de excitación mixta se muestra en la fig. 3.13.

    D

    El devanado de excitación en serie OB2 se puede conectar de modo que su flujo magnético coincida o no en dirección con el flujo magnético del devanado en paralelo OB1. Si las fuerzas de magnetización de los devanados coinciden en dirección, entonces el flujo magnético total de la máquina será igual a la suma de los flujos magnéticos de los devanados individuales. Velocidad de armadura norte puede obtenerse de la expresión

    .

    En la ecuación resultante, y son los flujos magnéticos de los devanados de excitación paralelos y en serie.

    Dependiendo de la relación de flujos magnéticos, la característica de velocidad se representa mediante una curva que ocupa una posición intermedia entre la característica del mismo motor con circuito de excitación en paralelo y la característica de un motor con excitación en serie (Fig. 3.14). La característica de par también tomará una posición intermedia entre las características de un motor de excitación en serie y en paralelo.

    En general, al aumentar el par, la velocidad del inducido disminuye. Con un cierto número de vueltas del devanado en serie, se puede obtener una característica mecánica muy rígida, cuando la frecuencia de rotación de la armadura prácticamente no cambiará cuando cambie el momento mecánico en el eje.

    Si los flujos magnéticos de los devanados no coinciden en la dirección (cuando los devanados se encienden en la dirección opuesta), entonces la dependencia de la velocidad de la armadura del motor con los flujos se describe mediante la ecuación

    .

    A medida que aumenta la carga, la corriente de armadura aumentará. Con un aumento en la corriente, el flujo magnético aumentará y la velocidad de rotación norte disminuir. Por lo tanto, la característica mecánica de los motores de excitación mixta con la inclusión consonante de devanados es muy suave (ver Fig. 3.14).

    Diagrama del motor. Diagrama de motor secuencial la excitación se muestra en la Fig. 1.31. La corriente consumida por el motor de la red fluye a través del inducido y el devanado de campo conectado en serie con el inducido. Por lo tanto, yo \u003d yo yo \u003d yo c.

    Además, un reóstato de arranque R p está conectado en serie con la armadura, que, como el motor de excitación en paralelo, se activa después de la liberación.

    Ecuación mecánicacaracterísticas. La ecuación característica mecánica se puede obtener de la fórmula (1.6). Con corrientes de carga inferiores a (0,8 - 0,9) Inom, podemos suponer que el circuito magnético del motor no está saturado y que el flujo magnético Ф es proporcional a la corriente I: Ф = kI, donde k = constante. (A altas corrientes, el coeficiente k disminuye un poco). Reemplazando Φ en (1.2), obtenemos М = С m kI de donde

    Sustituimos Φ en (1.6):

    n= (1.11)

    El gráfico correspondiente a (1.11) se muestra en la fig. 1,32 (curva 1). Cuando cambia el par de carga, la velocidad del motor cambia drásticamente; las características de este tipo se denominan "suaves". En ralentí, cuando M » 0, la velocidad del motor aumenta indefinidamente y el motor "se agota".


    La corriente consumida por el motor de excitación en serie, al aumentar la carga, aumenta en menor medida que la del motor de excitación en paralelo. Esto se explica por el hecho de que, simultáneamente con el aumento de la corriente, aumenta el flujo de excitación y el par se vuelve igual al par de carga a una corriente más baja. Esta característica del motor de excitación secuencial se utiliza cuando hay sobrecargas mecánicas importantes del motor: en vehículos electrificados, en mecanismos de elevación y transporte y otros dispositivos.

    control de frecuenciarotación. El control de velocidad de los motores de CC, como se mencionó anteriormente, es posible de tres maneras.

    Se puede cambiar la excitación encendiendo el reóstato R p1 en paralelo con el devanado de excitación (ver Fig. 1.31) o encendiendo el reóstato R p2 en paralelo con la armadura. Cuando el reóstato R p1 se enciende en paralelo con el devanado de excitación, el flujo magnético Ф se puede reducir del nominal al mínimo Ф min. En este caso, la velocidad del motor aumentará (en la fórmula (1.11), el coeficiente k disminuye). Las características mecánicas correspondientes a este caso se muestran en la fig. 1.32, curvas 2, 3. Cuando el reóstato se enciende en paralelo con la armadura, la corriente en el devanado de campo, el flujo magnético y el coeficiente k aumentan, y la velocidad del motor disminuye. Las características mecánicas para este caso se muestran en la fig. 1.32, curvas 4, 5. Sin embargo, la regulación de la rotación por un reóstato conectado en paralelo con la armadura rara vez se usa, ya que la pérdida de potencia en el reóstato y la eficiencia del motor disminuyen.

    Es posible cambiar la velocidad cambiando la resistencia del circuito de armadura cuando el reóstato R p3 está conectado en serie al circuito de armadura (Fig. 1.31). El reóstato R p3 aumenta la resistencia del circuito de armadura, lo que conduce a una disminución de la velocidad de rotación en relación con la característica natural. (En (1.11) en lugar de R i es necesario sustituir R i + R p3.) Las características mecánicas para este método de regulación se muestran en la fig. 1.32, curvas 6, 7. Tal regulación se usa relativamente raramente debido a grandes pérdidas en el reóstato de regulación.

    Finalmente, la regulación de la velocidad de rotación cambiando el voltaje de la red, como en los motores de excitación en paralelo, solo es posible en la dirección de disminuir la velocidad de rotación cuando el motor está alimentado por un generador separado o un rectificador controlado. La característica mecánica de este método de regulación se muestra en la fig. 1.32, curva 8. Si hay dos motores funcionando con una carga común, se pueden cambiar de una conexión en paralelo a una en serie, el voltaje U en cada motor se reduce a la mitad y la velocidad de rotación disminuye en consecuencia.

    Modos de frenado del motor.excitación secuencial. El modo de frenado regenerativo con transferencia de energía a la red en un motor de excitación secuencial es imposible, ya que no es posible obtener una velocidad de giro n>n x (n x = ).

    El modo de frenado inverso se puede obtener, al igual que en un motor de excitación en paralelo, cambiando los terminales del devanado de armadura o el devanado de campo.

    En el EP de máquinas de elevación, vehículos eléctricos y una serie de otras máquinas y mecanismos de trabajo, se utilizan motores de corriente continua de excitación en serie. La característica principal de estos motores es la inclusión de un bobinado 2 excitación en serie con el devanado / armadura (Fig. 4.37, a), como resultado, la corriente de armadura es también la corriente de excitación.

    Según las ecuaciones (4.1) - (4.3), las características electromecánicas y mecánicas del motor se expresan mediante las fórmulas:

    en el que la dependencia del flujo magnético de la corriente de armadura (excitación) Ф(/), a R = L i + R OB+ /? d.

    El flujo magnético y la corriente están interconectados por una curva de magnetización (línea 5 arroz. 4.37 a). La curva de magnetización se puede describir mediante alguna expresión analítica aproximada, que en este caso permitirá obtener fórmulas para las características del motor.

    En el caso más simple, la curva de magnetización está representada por una línea recta 4. Tal aproximación lineal, en esencia, significa ignorar la saturación del sistema magnético del motor y le permite expresar la dependencia del flujo de la corriente de la siguiente manera:

    dónde a= tgcp (ver Figura 4.37, b).

    Con la aproximación lineal adoptada, el momento, como sigue de (4.3), es una función cuadrática de la corriente

    La sustitución (4.77) en (4.76) conduce a la siguiente expresión para la característica electromecánica del motor:

    Si ahora en (4.79) usamos la expresión (4.78) para expresar la corriente a través del momento, entonces obtenemos la siguiente expresión para la característica mecánica:

    Para mostrar las características de co (Y) y co (METRO) analicemos las fórmulas obtenidas (4.79) y (4.80).

    Primero encontremos las asíntotas de estas características, para lo cual dirigimos la corriente y el par a sus dos valores límite: cero e infinito. Para / -> 0 y A/ -> 0, la velocidad, como sigue de (4.79) y (4.80), toma infinitamente gran importancia, es decir. co -> Esto

    significa que el eje de velocidad es la primera asíntota deseada de las características.


    Arroz. 4.37. Esquema de inclusión (a) y características (b) de un motor DC de excitación en serie:

    7 - armadura 2 - devanado de excitación; 3 - resistencia; 4.5 - curvas de magnetización

    Para / -> °o y METRO-> xu velocidad co -» -R/ka, aquellos. línea recta con ordenada co a \u003d - R/(k) es la segunda asíntota horizontal de las características.

    Dependencias co(7) y co (METRO) de acuerdo con (4.79) y (4.80) tienen un carácter hiperbólico, lo que permite, teniendo en cuenta el análisis realizado, representarlas en forma de curvas mostradas en las Figs. 4.38.

    La peculiaridad de las características obtenidas es que a corrientes y pares bajos, la velocidad del motor toma valores elevados, mientras que las características no cruzan el eje de la velocidad. Por lo tanto, para el motor de excitación en serie en el circuito de conmutación principal de la Fig. 4.37 a no hay modos de marcha en vacío y generador en paralelo con la red (frenado regenerativo), ya que no hay tramos de características en el segundo cuadrante.

    Desde el punto de vista físico, esto se explica por el hecho de que en / -> 0 y METRO-> 0 el flujo magnético Ф -» 0 y la velocidad, de acuerdo con (4.7), aumenta bruscamente. Tenga en cuenta que debido a la presencia de flujo de magnetización residual en el motor F ref, la velocidad de ralentí prácticamente existe y es igual a co 0 = tu/(/sF ost).

    Otros modos de funcionamiento del motor son similares a los de un motor con excitación independiente. El modo motor tiene lugar en 0

    Las expresiones resultantes (4.79) y (4.80) pueden usarse para cálculos de ingeniería aproximados, ya que los motores también pueden operar en la región de saturación del sistema magnético. Para cálculos prácticos precisos, se utilizan las llamadas características universales del motor, que se muestran en la Fig. 4.39. Ellos representan


    Arroz. 4.38.

    excitación:

    o - electromecánico; b- mecánico

    Arroz. 4.39. Características versátiles del motor de CC excitado en serie:

    7 - dependencia de la velocidad de la corriente; 2 - dependencias del momento de salida

    son las dependencias de la velocidad relativa co* = co / conom (curvas 1) y momento M* = M / M(curva 2) en corriente relativa /* = / / / . Para obtener características con mayor precisión, la dependencia co*(/*) se representa mediante dos curvas: para motores de hasta 10 kW y superiores. Considere el uso de estas características en un ejemplo específico.

    Problema 4.18*. Calcule y grafique las características naturales de un motor excitado en serie tipo D31 con los siguientes datos Р нш = 8 kilovatios; fastidio = 800 rpm; tu= 220 V; / nom = 46,5 A; L„ ohm \u003d °.78.

    1. Determinar la velocidad nominal co y el momento M nom:

    2. Al establecer primero los valores relativos de la corriente / *, de acuerdo con las características universales del motor (Fig. 4.39), encontramos los valores relativos del momento. METRO* y velocidad co*. Luego, al multiplicar los valores relativos obtenidos de las variables por sus valores nominales, obtenemos puntos para construir las características deseadas del motor (ver Tabla 4.1).

    Tabla 4.1

    Cálculo de las características del motor.

    Variable

    Valores numéricos

    a > \u003d (th * u nom-rad / s

    M = M*M H om y m

    Con base en los datos obtenidos, construimos las características naturales del motor: electromecánica co(/) - curva 1 y mecanica (METRO)- curva 3 en la Fig. 4.40 a, b.


    Arroz. 4.40.

    a- electromecánica: 7 - natural; 2 - reostático; b - mecánico: 3 - natural

    El devanado de excitación está conectado a una fuente independiente. Las características del motor son las mismas que las de un motor de imanes permanentes. La velocidad de rotación está controlada por la resistencia en el circuito del inducido. También está regulado por un reóstato (resistencia de regulación) en el circuito del devanado de excitación, pero si su valor se reduce demasiado o si se rompe, la corriente de armadura aumenta a valores peligrosos. Los motores con excitación independiente no deben arrancarse en vacío o con poca carga en el eje. La velocidad de rotación aumentará bruscamente y el motor se dañará.

    Esquema de excitación independiente

    Los circuitos restantes se denominan circuitos con autoexcitación.

    excitación paralela

    Los devanados del rotor y de excitación están conectados en paralelo a la misma fuente de alimentación. Con esta inclusión, la corriente a través del devanado de excitación es varias veces menor que a través del rotor. Las características de los motores eléctricos son duras, lo que les permite ser utilizados para accionar máquinas herramienta, ventiladores.

    El ajuste de la velocidad de rotación se proporciona mediante la inclusión de reóstatos en el circuito del rotor o en serie con el devanado de excitación.

    Circuito de excitación en paralelo

    excitación secuencial

    El devanado de excitación está conectado en serie con el devanado de anclaje, la misma corriente fluye a través de ellos. La velocidad de dicho motor depende de su carga, no se puede encender al ralentí. Pero tiene buenas características de arranque, por lo que el circuito de excitación en serie se usa en vehículos electrificados.

    Circuito de excitación en serie

    emoción mixta

    Este esquema utiliza dos devanados de excitación ubicados en pares en cada uno de los polos del motor. Se pueden conectar para que sus flujos sumen o resten. Como resultado, el motor puede tener características similares a la excitación en serie o en paralelo.

    Esquema de excitación mixto

    Para cambiar la dirección de rotación cambiar la polaridad de uno de los devanados de excitación. Para controlar el arranque del motor eléctrico y la velocidad de su rotación, se utiliza la conmutación escalonada de resistencias.

    33. Características de DPT con excitación independiente.

    Motor CC de excitación independiente (DPT NV) En este motor (Figura 1), el devanado de campo está conectado a una fuente de alimentación independiente. Se incluye un reóstato de ajuste r reg en el circuito de devanado de excitación, y un reóstato adicional (de arranque) R p se incluye en el circuito de armadura. Un rasgo característico del NV DPT es su corriente de excitación yo en independiente de la corriente de armadura soy ya que la alimentación del devanado de excitación es independiente.

    Esquema de un motor DC de excitación independiente (DPT NV)

    Foto 1

    Característica mecánica de un motor DC de excitación independiente (dpt nv)

    La ecuación para la característica mecánica de un motor DC de excitación independiente tiene la forma

    donde: n 0 - velocidad del eje del motor en ralentí. n - cambio en la velocidad del motor bajo la acción de la carga mecánica.

    De esta ecuación se deduce que las características mecánicas de un motor de CC de excitación independiente (DPT NV) son rectilíneas y se cruzan con el eje y en el punto de ralentí n 0 (Fig. 13.13 a), mientras cambia la velocidad del motor n, debido a un cambio en su carga mecánica, es proporcional a la resistencia del circuito de armadura R a =∑R + R ext. Por lo tanto, a la resistencia más baja del circuito de armadura R a = ∑R, cuando Rextensión = 0 , corresponde a la diferencia de velocidad más pequeña n. En este caso, la característica mecánica se vuelve rígida (gráfico 1).

    Las características mecánicas del motor, obtenidas a voltajes nominales en los devanados del inducido y de excitación y en ausencia de resistencias adicionales en el circuito del inducido, se denominan natural(cuadro 7).

    si al menos una de los parámetros del motor enumerados se modifica (la tensión en el inducido o en los devanados de excitación difiere de los valores nominales, o la resistencia en el circuito del inducido cambia introduciendo Rextensión), entonces las características mecánicas se llaman artificial.

    Las características mecánicas artificiales obtenidas introduciendo una resistencia adicional Rext en el circuito del inducido también se denominan reostáticas (gráficos 7, 2 y 3).

    Al evaluar las propiedades de ajuste de los motores de CC, las características mecánicas son de suma importancia. n = f(M). Con un par de carga constante en el eje del motor con un aumento en la resistencia de la resistencia Rextensión la velocidad de rotación disminuye. Resistencia de resistencia Rextensión para obtener una característica mecánica artificial correspondiente a la velocidad requerida norte a una carga dada (generalmente nominal) para motores de excitación independiente:

    donde U es la tensión de alimentación del circuito del inducido del motor, V; Yo i - corriente de armadura correspondiente a una carga de motor dada, A; n - velocidad requerida, rpm; norte 0 - velocidad de ralentí, rpm.

    La velocidad de ralentí n 0 es la velocidad límite, por encima de la cual el motor cambia al modo generador. Esta velocidad excede la nominal nortenombre tanto como la tensión nominal U nom suministrada al circuito del inducido exceda la FEM del inducido miyo nom a la carga nominal del motor.

    La forma de las características mecánicas del motor se ve afectada por el valor del flujo magnético principal de excitación. F. al disminuir F(cuando la resistencia de la resistencia r reg aumenta), la velocidad de ralentí del motor n 0 y la diferencia de velocidad Δn aumentan. Esto conduce a un cambio significativo en la rigidez de las características mecánicas del motor (Fig. 13.13, b). Si cambia el voltaje en el devanado del inducido U (con R ext y R reg sin cambios), entonces n 0 cambia y Δn permanece sin cambios [ver. (13.10)]. Como resultado, las características mecánicas se desplazan a lo largo del eje y, permaneciendo paralelas entre sí (Fig. 13.13, c). Esto crea las condiciones más favorables para regular la velocidad de los motores cambiando el voltaje. tu suministrado al circuito del inducido. Este método de control de velocidad se ha generalizado también debido al desarrollo y uso generalizado de convertidores de voltaje de tiristores ajustables.

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