Универсальные характеристики

Для получения большего вращающего момента угол сдвига фаз между магнитным потоком возбуждения и током якоря должен быть минимальным. С этой целью универсальные двигатели изготовляются с последовательной обмоткой возбуждения.

В промышленности и бытовых электроустановках (электроинструменты, вентиляторы, пылесосы и др.) широко применяются маломощные (на десятки ватт) коллекторные двигатели. Если они рассчитаны для работы от постоянного и переменного тока, их называют универсальными. Универсальные двигатели при частоте 50 Гц могут иметь скорость вращения больше 3000 об/мин — предельную для двигателей переменного тока (асинхронных, синхронных).

Универсальные коллекторные двигатели. Универсальные двигатели представляют собой однофазные коллекторные двигатели последовательного возбуждения, предназначенные для работы от сетей переменного или постоянного тока. В режиме номинальной нагрузки они имеют одинаковую скорость вращения при работе на переменном и постоянном токах. Универсальные двигатели выполняются небольших мощностей и находят широкое применение в бытовых и других приборах. Вся магнитная система набирается из изолированных листов. Обычно обмотка возбуждения имеет отпайку, позволяющую при работе от сети переменного тока уменьшать число витков, вследствие чего уменьшается Ъх, улучшается коэффициент мощности, и характеристики на переменном и постоянном токах становятся более близкими.

§ XIV.3. Однофазные коллекторные двигатели' переменного тока и универсальные двигатели . . ... ................ 391

Для получения большего вращающего момента угол сдвига фаз между магнитным потоком возбуждения и током якоря должен быть минимальным. С этой целью универсальные двигатели изготовляются с последовательной обмоткой возбуждения.

К малогабаритным двигателям следует отнести универсальные двигатели мощностью 5—55 вт, применяемые для самых различных целей в промышленности и в установках домашнего быта (пылесосы, мясорубки и т. п.). Двигатели имеют двухполюсное исполнение и могут работать как от сети постоянного тока на ПО в, так и от сети переменного тока на 127 в. На якоре двигателя уложена обычная обмотка якоря машины постоянного тока, присоединенная к коллектору. Магнитная система двигателя собирается из листовой электротехнической стали. На статоре уложены две обмотки возбуждения, включенные последовательно с якорем; одна используется при питании от сети постоянного тока, другая — от сети переменного тока. Таким образом, универсальный двигатель представляет собой машину с последовательным возбуждением, соот-

Широкое распространение в схемах автоматики, в промышленных и бытовых электроустановках (электрифицированный инструмент, вентиляторы, холодильники и др.) получили так называемые универсальные двигатели. Это коллекторные двигатели малой мощности (примерно от 5 до 400 em), рассчитанные для работы как от сети постоянного тока (НО и 220 в), так и от сети переменного тока 50 гц (127 и 220 в).

По своему устройству универсальные двигатели принципиально не отличаются от двухполюсных двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением. Вращающий момент создается за счет взаимодействия тока в обмотке якоря (ротора) с магнитным

Новый двигатель появился тогда, когда в промышленности уже существовали универсальные двигатели других типов, в частности паровая машина. Гидравлическая же турбина по-прежнему заставляла заводы жаться к берегам рек. Но когда электрическая энергия стала основной формой энергии, потребляемой промышленностью, начался истинный триумф гидравлической турбины, ее новый великолепный расцвет. И сегодня имеются гидравлические турбины самых различных типов и мощностей.

Универсальными АД называются двигатели, которые могут работать как от трехфазных, так и от однофазных сетей. Такие двигатели выполняются как трехфазные. Наиболее распространенные схемы включения трехфазных двигателей в однофазную сеть показаны на 30.21. Для схемы 30.21, а рабочая емкость приближенно может быть определена по формуле Ср = 24007HOM/(Z/HOM cos <рти), для схем 30.21, б, в — Ср= 2750/,,,,,,, / (?/„», х х V l-cos(oHOM ), где /ном, итм, cosiPHOM — линейные ток, напряжение и коэффициент мощности трехфазного двигателя в номинальном режиме. Обычно при однофазном питании универсальные двигатели имеют пусковые и рабочие характеристики на 20*40% ниже, чем при трехфазном питании. Наибольшее применение в качестве универ-

Иногда встречаются маломощные так называемые универсальные двигатели, которые работают как от постоянного, так и от переменного тока. В этих двигателях обмотка рассчитана на работу постоянного тока, а часть ее (отвод) — на работу переменного тока, так как сопротивление одной и той же обмотки меньше для постоянного, чем для переменного тока.

Фазовые характеристики весьма неполно представляют энергетические качества турбин в целом. Более предпочтительны с этой точки зрения универсальные характеристики, отражающие зависимость параметров и показателей режима турбины от двух независимых переменных. Наиболее широко из них используются: т!т(Л^т, Ят)—н а по р н о - м ощно ст н а я •эксплуатационная (иногда называемая просто эксплуатационной), т]Т, (QT) Ят)—н а п о р н о-расходная эксплуатационная, QT(Mr, Ят)— расходная эксплуатационная, ф°(а0, Ят)— комбинаторная характеристика и др.

Фазовые и универсальные характеристики и будут использоваться в дальнейшем изложении.

главные универсальные характеристики гидротурбин РО 4.5/123 и ПЛ 20/661 ( 21.5 и 21.6) наносятся напорные характеристики ГЭС при максимальном, расчетном по мощности и минимальном напорах. На 21.5 приведены также размеры спиральной камеры и отсасывающей трубы. В этих примерах оптимальная зона к. п. д. турбины расположена между линиями ограниче-

Энергетические характеристики обратимых гидромашин. Наиболее удобными для выбора гидромашин являются главные универсальные характеристики, на которых совмещены изолинии к. п. д. турбинного и насосного режимов и приведены коэффициенты кавитации для насосного режима, который определяет заглубление основного оборудования ГАЭС.

На 21.10 и 21.11 даны главные универсальные характеристики обратимых радиально-осевых и диагональных гидромашин, полученные на основании модельных испытаний для ГАЭС с расчетным напором 100 м, диаметром рабочего колеса ?^=6,3 м и частотой вращения /г=150 об/мин. На 21.12 показана эксплуатационная характеристика обратимой радиально-осевой гидромашины, которая построена по ее главной универсальной характеристике. При этом получены оптимальные значения к. п. д. насосного и турбинного режимов в зоне работы на полную пропускную способность при равных частотах вращения рабочего колеса в обоих режимах.

Универсальные характеристики приведены в [Л. 19] для 37 значений Y, что позволяет их использовать с достаточной для практических целей точностью для всех типоразмеров дуговых сталеплавильных печей.

Характеристики основных лопастных насосов, выпускаемых серийно отечественной промышленностью, приведены в каталогах —справочниках. Для сопоставления насосов различных типов и серий удобно использовать безразмерные характеристики. Они позволяют путем пересчета по формулам подобия получить универсальные характеристики нескольких насосов одной серии, но различных параметров.

16.29. Универсальные характеристики двигателя последовательного возбуждения

Используя универсальные характеристики ( 16.29) для ряда относительных значений тока (от 40 до 200% /н), находим абсолютные значения /, М и п по следующим формулам:

ный транзистор с изолированным затвором — IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Название IGBT на сегодняшний день является общепринятым термином для транзистора, изготовленного по комбинированной монолитной технологии. Хотя на первом этапе, так же как и для МДП-транзисторов, употреблялись различные наименования: COMFET (RCA), GEMFET (Motorola) и др. Первое поколение IGBT по плотности тока в 20 раз превосходило МДП и в 5 раз биполярные транзисторы, хотя имело относительно высокое время выключения 1О...2Омкс. Совершенствование технологии управления временем жизни неосновных носителей повысило быстродействие IGBT до 200 . .300 не. К концу 80-х годов были разработаны приборы второго поколения как дискретного, так и модульного типов на токи от десятков до сотен ампер с напряжением блокировки до 1200 В. Их универсальные характеристики, сочетающие лучшие свойства полевых и биполярных ключей, наметили серьезную тенденцию к полному вытеснению биполярных транзисторов. Выпуск последних все более сокращается и ориентируется на специальное применение в конкретных электронных устройствах.

Рис, 5.6. Универсальные характеристики центробежных насосов