Лабораторная работа

Изучение и исследование исполнительных двигателей постоянного тока

Категория:

Лабораторная работа

Дисциплина:

Электропривод

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ФИТР

Стоимость работы:

2 руб.

Оценка: 10
Объем страниц: 10
Год сдачи: 2020
Дата публикации: 25.11.2020

Фрагменты для ознакомления

Лабораторная работа 7

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯНОГО ТОКА

1. Цель работы.

 Ознакомление с конструкцией и рабочими свойствами исполнительных двигателей постоянного тока при якорном и полюсном управлении.

2. Общие сведения.

В качестве исполнительного двигателя постоянного тока используются двигатели постоянного тока с независимым включением обмотки возбуждения или с возбуждением от постоянных магнитов. Эти двигатели в системах автоматики должны - приводить в действие исполнительный механизм при подаче управляющего сигнала на обмотку управления, в качестве которой используется либо обмотка якоря - якорное управление (рис.1), либо обмотка возбуждения (обмотка полюсов) - полюсное управление (рис.2). От двигателей общего назначения они отличаются тем, что имеют шихтованные не только якорь, но и станину и полюса, так как работают в переходном режиме; магнитная цепь не насыщена, и реакция якоря не влияет на характеристики.

При подаче на обмотку якоря двигателя и обмотку полюсов напряжения за счет взаимодействия магнитного потока Ф с током якоря I возникнет электромагнитный вращающий момент:

       (1)

где См - конструктивная постоянная машины.

Якорь двигателя начнет вращаться, напряжение, приложенное к якорю при его вращении, будет уравновешиваться Э.Д.С. Е и падением напряжения в якорной цепи IR:

U=E+I*R

Э.Д.С. Е == Сс*Фn определяется потоком Ф и скоростью вращения якоря и, где С. - конструктивная постоянная машины:

 (2)

Величина Э.Д.С. Е составляет (80-90)% от U, т.е. приложенное напряжение в основном уравновешивается Э.Д.С.

   Ток якоря

            (3)

зависит от скорости вращения машины. При номинальной скорости ток якоря не велик, но при пуске (п=0) ток I==U/R превышает номинальный в несколько раз. Это пусковой ток двигателя.

Электромагнитный момент М, развиваемый двигателем при постоянной скорости уравновешивается тормозными моментами:

М=Мо+Мп,                   (4)

где Мо - момент холостого хода, обусловленный механическими потерями и потерями в стали машины, М.п- полезный момент нагрузки;

Мо +Мп=Мст_- статический момент.

Таким образом, при постоянной скорости электромагнитный момент уравновешивается статическим моментом.

м= мст, (5)

В режиме регулирования скорости появляется динамический момент:

Mj=Jdω/dt,

определяемый моментом инерции J и ускорением машины (ω- угловая скорость).

Тогда:                                                          

     (6)

Обладая свойством саморегулирования, двигатель всегда возвращается в состояние устойчивого равновесия, при котором электромагнитный момент уравновешивает статический момент нагрузки (т.е. двигатель развивает такой электромагнитный момент, какой от него требует статический момент нагрузки) и при этом приложенное к якорю напряжение в любой момент времени уравновешивается э.д.с. Е и падением напряжения в якорной цепи IR.

Из уравнения (2) можно получить выражение скорости:     

При постоянных U и Ф с увеличением момента скорость двигателя уменьшается. Это объясняется тем, что для развития большого момента при постоянных U и Ф двигатель из сети берет больший ток, при этом увеличивается падение напряжения IR и скорость двигателя уменьшается. А так как IR в несколько раз меньше Е, то уменьшение скорости невелико.

Зависимость n=f(M) является линейной и жесткой, т.е. при изменении момента М в широких пределах перепад скорости Dn невелик. Поэтому, если нужно иметь более мягкую зависимость (больший перепад скорости Dп), в цепь якоря включают добавочное сопротивление Rd. При этом, как видно из выражения (8) , скорость холостого хода не изменяется, а перепад скорости возрастает:

Из выражения (8) очевидно, что регулировать скорость двигателя (управлять двигателем) можно, изменяя напряжение, приложенное к якорю, или магнитный поток. Как отмечалось выше, в системах автоматики для управления двигателем используют якорное и полюсное управление, подавая управляющий сигнал на обмотку якоря или на обмотку полюсов.

При якорном управлении регулируют скорость в широких пределах изменением напряжения на якоре двигателя. При полюсном управлении осуществляют регулирование скорости магнитным потоком.

Основными характеристиками, определяющими работу двигателя в установившемся режиме, являются:

1. Механические характеристики, определяющие зависимость

n = f(M) при U == const, Ф = const

2. Регулировочные характеристики n = f(U) при М = const

3. Характеристики мощности, определяющие зависимость мощности управления, мощности возбуждения и механической мощности от скорости или управляющего сигнала.

Механические характеристики двигателя Д1 (якорное управление)

n, об/мин

М, Нм

27

1.8

7350

0

4

6700

0.03

4.8

6530

0.04

4.9

6430

0.05

17

1.4

4490

0

2.8

4110

0.025

3.6

3880

0.03

4.1

3700

0.04

7

1

1720

0

2.1

1400

0.025

3.1

1150

0.03

3.9

960

0.04

4.5

770

0.05

Механические характеристики двигателя Д2 (якорное управление)

n, об/мин

М, Нм

27

0.5

3200

0

0.5

3170

0.03

0.8

3100

0.075

1.2

3020

0.11

1.5

2980

0.14

1.9

2940

0.17

2

2890

0.21

17

0.4

2060

0

0.85

1990

0.011

162