Двигатель потребляет

Изучение соотношений в неразветвленной электрической цепи с одним источником: и активным приемником ( 1.12) представляет большой интерес, поскольку подобные цепи имеют широкое распространение. Например, часто находит применение система электропривода генератор — двигатель, в которой двигатель постоянного тока подключается к генератору, служащему только для питания данного двигателя; очень часто двигатель получает питание от сети постоянного тока с указанным напряжением; к таким же электрическим цепям следует отнести аккумуляторную батарею, получающую питание при ее зарядке от какого-либо источника постоянного тока.

В соответствии с основными режимами работы электропривода различно определяется и номинальная мощность электродвигателя. Условия нагрева и охлаждения двигателя при повторно-кратковременном режиме существенно отличаются от условий работы в продолжительном режиме. Например, условия охлаждения обмотки возбуждения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения практически остаются неизменными и при остановке двигателя, а условия охлаждения якоря при остановке сильно ухудшаются. По этой причине двигатель постоянного тока, рассчитанный для продолжительной работы с неизменными условиями охлаждения, при повторно-кратковременном режиме будет использоваться нерационально; при предельно допустимом нагреве обмотки якоря и коллектора обмотка возбуждения будет нагреваться значительно ниже допустимой температуры.

В настоящее время положение существенно изменилось благодаря внедрению силовых полупроводниковых преобразователей. Они дают возможность преобразовывать частоту переменного тока, что позволяет плавно и в широких пределах регулировать угловую скорость вращающегося магнитного поля, а следовательно, экономично и плавно регулировать частоту вращения асинхронных и синхронных двигателей. Двигатель постоянного тока стоит значительно дороже, требует большего ухода и изнашивается быстрее, чем двигатель переменного тока. Тем не менее в ряде случаев предпочтение отдается двигателю постоянного тока, позволяющему простыми средствами изменять частоту вращения электропривода в широких пределах (3:1,4:1 и более).

Среди электрических машин «старшими» являются двигатели постоянного тока. Первый двигатель постоянного тока был использован в 1838 г. акад. Б. С. Якоби. Двигатель работал от батареи гальванических элементов. Генераторы постоянного тока появились значительно позже — в 1870 г. Использование трехфазных машин переменного тока — асинхронных — началось только с 1891 г. Простота конструкции, надежность и дешевизна обеспечила им широкое распространение в качестве электрических двигателей.

Плавное регулирование скорости вращения двигателей осуществляется с помощью относительно простой аппаратуры управления, а иногда и системой машин, в которую входят генератор и двигатель постоянного тока.

Синхронный двигатель СД приводит во вращении генератор посто-лнного тока Г, от которого питается двигатель постоянного тока Д. Регулирование скорости роторного стола PC проговорится через редуктор 'Р шдансгниэм токов в цепях обмоток'воибуадешш ОВГ и ОВД с поирщьы тирмсторных преобразователей ТЛ, включенных- в цепи атих оо'ьоток. Третий праобраиовател'ь ТП на рио.4.3 служит для -регули-роьбшмя тощ воабуядешя синхронного дьигатоля СД.

В электродвигательных приводах для разъединителей внутренней установки двигатель постоянного или переменного тока мощностью 0,5—0,8 кВт соединяется с валом разъединителя при помощи рычагов и червячной передачи.

Двигатель постоянного тока. Как следует из формулы (3.23) , регулировать частоту вращения двигателя независимого возбуждения можно путем изменения одной из трех величин: сопротивления в цепи якоря, потока возбуждения или напряжения, подводимого к якорю.

В этой схеме двигатель постоянного тока не нуждается в пусковом реостате, поскольку пусковой ток ограничивают соответствующим изменением напряжения генератора.

Генератор ГР питает двигатель постоянного тока привода ротора ДР (П 127-8к, 250 кВт, 330 В). Обмотка возбуждения генератора ГР питается от реверсивного однофазного тиристор-ного преобразователя, управляемого магнитным усилителем, а обмотка возбуждения двигателя ДР — от нереверсивного однофазного тиристорного преобразователя, который управляется своим магнитным усилителем. В качестве датчика скорости ротора используется тахогенератор постоянного тока.

Перспективно применение привода ротора по системе управляемый тиристорный выпрямитель — двигатель постоянного тока, которая широко распространена в плавучих буровых установках в СССР и за рубежом.

* Знак « — » в выражениях для Рв и Рэм указывает на то, что двигатель потребляет энергию с вала и что электромагнитная мощность передается вращающимся полем от ротора к статору.

Значение тока якоря, интенсивность и характер действия реакции якоря зависят при Мэм = const от значения ЭДС ?0) которая определяется значением тока возбуждения (см. § 11.10). Следует заметить только, что когда двигатель потребляет от источника только индуктивную или активно-индуктивную мощности, под действием поля якоря двигатель подмагничивается ( 11.3, а и в); в случае потребления емкостной или активно-емкостной мощности двигатель под действием поля якоря размагничивается.

При уменьшении момента сопротивления угол 9 и, следовательно, значения I, 1хс, М, Рф и Рэм также уменьшаются, а при 9 = 0 все они, кроме I и 1хс, оказываются равными нулю. Векторная диаграмма для случая 9 = 0 дана на 11.9, в. Как видно, при 9 = 0 двигатель потребляет чисто индуктивный ток. Нетрудно установить, что если бы двигатель был возбужден до ЭДС ?0 = С/, то при 9 = 0 ток / был бы равен нулю.

для данной фазы векторы тока / и потокосцепления Фа вращающегося поля трехфазной статорной обмотки совпадают по направлению. Соответствующее построение выполнено на 20.9. Согласно векторной диаграмме ток / опережает по фазе напряжение U на угол ср, т. е. двигатель потребляет из сети активную мощность и реактивную емкостную мощность.

У двигателя закрытого исполнения КПД ниже, чем у двигателя той же мощности при открытом исполнении. При холостом ходе двигатель потребляет от 2 до 20% номинальной мощности (потери холостого хода), причем меньшие значения относятся к крупным двигателям. Таким образом, синхронные двигатели имеют самый высокий номинальный КПД.

В том случае, когда ток возбуждения отсутствует, весь поток создается только током статора. При этом двигатель потребляет реактивный ток, отстающий от напряжения сети так же, как асинхронный двигатель, работающий без нагрузки. Если машину возбудить, то часть результирующего потока будет создана током возбуждения ротора и намагничивающий ток статора уменьшится. Дальнейшее увеличение силы тока возбуждения приведет к тому, что ток обмотки статора будет размагничивающим. В противном случае поток оказался бы больше результирующего. В результате при перевозбуждении синхронный электродвигатель будет потреблять размагничивающий ток, опережающий по фазе напряжение, а машина будет работать как генератор реактивной энергии и может быть

При холостом ходе двигатель потребляет от 2 до 20% номинальной мощности (потери холостого хода), причем меньшие значения относятся к крупным двигателям.

Таким образом, двигатель потребляет из сети энергию /со2, половина которой преобразуется в механическую и передается

Таким образом, ЭМН представляет собой конструктивно объединенные в одной установке механический инерционный накопитель и ЭМ (генератор, двигатель), причем при чаряде и разряде ЭМ допускает работу как обратимый преобразователь. Для ЭМН справедливо уравнение энергетического баланса типа (В.1). Согласно (В.1) ЭМН можно рассматривать как усилитель электрической мощности. При заряде накопителя ЭМ (двигатель) потребляет относительно небольшую усредненную мощность Р3 от источника питания в течение времени ?3. В режиме разряда ЭМ (генератор) отдает усредненную мощность Рр > Ру за время rp < tr

Допустим, что в схеме 11.21, а, работающей в режиме управляемого выпрямителя с углом управления а, нагрузкой является машина постоянного тока, позволяющая работать в режиме двигателя и генератора. При передаче энергии из сети (режим выпрямления) вторичное напряжение трансформатора и ток через вентиль имеют одинаковое направление.Если пренебречь падением напряжения во всех элементах схемы, то среднее выпрямленное напряжение будет уравновешивать противоЭДС двигателя f/0a = E , направление которой показано на 11.21, а. Ток и ЭДС двигателя направлены встречно, двигатель потребляет энергию из сети.

Нагруженный двигатель потребляет из сети большой ток, имеет большой магнитный поток и малую скорость вращения. При уменьшении нагрузки на валу двигателя ток в якоре и магнитный поток уменьшаются, а частота вращения увеличивается. Отсутствие или малая нагрузка на двигатели с последовательным возбуждением ведет к их «.разносу», т. е. к недопустимо большой скорости, при которой двигатель может разрушиться. Из этих соображений двигатели с последовательным возбуждением нельзя пускать вхолостую и нельзя применять ременную передачу.