[ Pobierz całość w formacie PDF ]
umożliwiające podłączenie obwodów zewnętrznych tabliczka zaciskowa, do której
podłączone są uzwojenia maszyny,
tabliczka znamionowa zawiera parametry znamionowe maszyny.
Zasada działania
PrÄ…dnica wykorzystuje zjawisko indukcji elektromagnetycznej.
Przepływ prądu wzbudzenia w uzwojeniu stojana, który jest magneśnicą, wytwarza pole
magnetyczne. Po doprowadzeniu energii mechanicznej do wirnika, wirnik zaczyna wirować
a wraz z nim uzwojenie umieszczone w żłobkach. W uzwojeniu wirującym (poruszającym
się) w polu magnetycznym wytwarzanym przez bieguny główne indukuje się siła
elektromotoryczna rotacji:
E = ce¦É lub E = cE¦n
1 N Å" p N Å" p
gdzie: staÅ‚a konstrukcyjna maszyny ce = Å" ; cE = ,
2À a a
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
¦ strumieÅ„ magnetyczny w szczelinie powietrznej,
É prÄ™dkość kÄ…towa,
n prędkość obrotowa.
Jeśli prądnicę obciążymy, to w uzwojeniach twornika popłynie prąd Ia i powstanie moment
elektromagnetyczny
M = cM¦Ia gdzie cM = ce
który jest momentem hamującym.
Aby utrzymać stałą wartość prędkości wirowania wirnika w miarę wzrostu obciążenia
prądnicy, należy zwiększać moc mechaniczną dostarczaną do wału prądnicy.
Silnik wykorzystuje zjawisko elektrodynamiczne.
Przepływ prądu wzbudzenia w uzwojeniu stojana, który jest magneśnicą, wytwarza pole
magnetyczne o strumieniu ¦. Po podÅ‚Ä…czeniu napiÄ™cia do uzwojenia wirnika w wirniku
popłynie prąd Ia. Na skutek oddziaływania pola magnetycznego stojana na uzwojenie wirnika,
w którym płynie prąd, powstaje moment elektromagnetyczny
M = cM¦Ia
który w silniku jest momentem napędowym. Jeżeli moment napędowy będzie większy od
momentu hamującego Mh, będącego sumą momentu oporowego na wale silnika Mop
i momentu strat jałowych M0, wirnik zacznie wirować. W wirującym wirniku indukuje się siła
elektromotoryczna
E = cE¦n
zwana też siłą przeciwelektromotoryczną.
Wzrostowi momentu oporowego odpowiada taki wzrost prądu obciążenia, aby w stanie
ustalonym zachodziła równowaga momentów napędowego M i hamującego Mh:
M = Mh
Maleje więc prędkość wirowania wirnika, maleje wartość siły elektromotorycznej
indukowanej w uzwojeniu wirnika, a rośnie prąd i rośnie moment napędowy.
Wniosek
Silnik samoczynnie dostosowuje się do zmiany obciążenia.
Właściwości ruchowe prądnic prądu stałego
Właściwości ruchowe prądnic można określić na podstawie charakterystyk zewnętrznych.
PrÄ…dnica obcowzbudna.
U
b)
a)
U0
UN
Ia = I
A1
U
E
F1 F2
If
A2 I
Uf
IN Iz
Rys. 28. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy obcowzbudnej, b) charakterystyka zewnętrzna prądnicy
Zalety:
możliwości uzyskania napięcia na biegu jałowym,
U0 -U
N
maÅ‚a zmienność napiÄ™cia ´u = 100% = (5 ÷10)%U (rys. 28b).
N
U
N
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Wady:
duży prÄ…d zwarcia Iz = (15÷20) IN,
konieczne dodatkowe zródło zasilające obwód wzbudzenia.
PrÄ…dnica bocznikowa
Zalety:
możliwości uzyskania napięcia na biegu jałowym,
mała wartość prądu zwarcia zazwyczaj jest mniejszy od prądu znamionowego
(rys. 29b),
prÄ…d maksymalny nie przekracza 2÷3 krotnej wartoÅ›ci prÄ…du znamionowego,
prądnica nie wymaga dodatkowego zródła zasilania obwodu wzbudzenia.
Wady:
znacznie wiÄ™ksza niż w prÄ…dnicy obcowzbudnej zmienność napiÄ™cia ´u = (15÷25)% UN a
nawet do 30%.
U
b)
a)
U0
UN
If I
Ia
A1
U
E
E2
E1
I
A2
IN
Iz
Rys. 29. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy bocznikowej, b) charakterystyka zewnętrzna
prÄ…dnicy bocznikowej
PrÄ…dnica szeregowa
U
a) b)
UN
If = Ia = I
A1
U
D1 D2
U0 = Eszcz
E
A2
I
IN Iz
Rys. 30. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy szeregowej, b) charakterystyka zewnętrzna prądnicy
szeregowej
Zalety:
wzrost przepływu wzbudzenia przy wzroście prądu obciążenia.
Wady:
niestabilna charakterystyka zewnętrzna (rys. 30b),
duży prąd zwarcia podtrzymywany własnym przepływem magnesującym,
brak możliwości otrzymania napięcia na biegu jałowym.
PrÄ…dnica szeregowo-bocznikowa
Zalety:
nie wymaga dodatkowego zródła zasilania obwodu wzbudzenia,
możliwość uzyskania napięcia na biegu jałowym,
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
wzrost przepływu wzbudzenia uzwojenia szeregowego przy wzroście obciążenia przy
odpowiednio dobranej liczbie zwojów uzwojenia szeregowego można uzyskać
kompensację spadków napięcia i oddziaływania twornika (rys. 31b krzywa 2),
mała zmienność napięcia.
Wady:
dość duży prąd zwarcia.
U
b)
a)
1
2
UN
3
Ifb
I
Ia
A1
4
U
D2
D1
E
E1 E2
I
A2
IN
Rys. 31. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy szeregowo-bocznikowej, b) charakterystyka zewnętrzna
prÄ…dnicy szeregowo-bocznikowej: 1 i 2 współdziaÅ‚anie przepÅ‚ywów (˜fsz1 > ˜fsz2), 3 charakterystyka
prądnicy bocznikowej, 4 rozmagnesowujące działanie przepływu szeregowego
Własności ruchowe silników komutatorowych prądu stałego [ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl ocenkijessi.opx.pl
umożliwiające podłączenie obwodów zewnętrznych tabliczka zaciskowa, do której
podłączone są uzwojenia maszyny,
tabliczka znamionowa zawiera parametry znamionowe maszyny.
Zasada działania
PrÄ…dnica wykorzystuje zjawisko indukcji elektromagnetycznej.
Przepływ prądu wzbudzenia w uzwojeniu stojana, który jest magneśnicą, wytwarza pole
magnetyczne. Po doprowadzeniu energii mechanicznej do wirnika, wirnik zaczyna wirować
a wraz z nim uzwojenie umieszczone w żłobkach. W uzwojeniu wirującym (poruszającym
się) w polu magnetycznym wytwarzanym przez bieguny główne indukuje się siła
elektromotoryczna rotacji:
E = ce¦É lub E = cE¦n
1 N Å" p N Å" p
gdzie: staÅ‚a konstrukcyjna maszyny ce = Å" ; cE = ,
2À a a
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
¦ strumieÅ„ magnetyczny w szczelinie powietrznej,
É prÄ™dkość kÄ…towa,
n prędkość obrotowa.
Jeśli prądnicę obciążymy, to w uzwojeniach twornika popłynie prąd Ia i powstanie moment
elektromagnetyczny
M = cM¦Ia gdzie cM = ce
który jest momentem hamującym.
Aby utrzymać stałą wartość prędkości wirowania wirnika w miarę wzrostu obciążenia
prądnicy, należy zwiększać moc mechaniczną dostarczaną do wału prądnicy.
Silnik wykorzystuje zjawisko elektrodynamiczne.
Przepływ prądu wzbudzenia w uzwojeniu stojana, który jest magneśnicą, wytwarza pole
magnetyczne o strumieniu ¦. Po podÅ‚Ä…czeniu napiÄ™cia do uzwojenia wirnika w wirniku
popłynie prąd Ia. Na skutek oddziaływania pola magnetycznego stojana na uzwojenie wirnika,
w którym płynie prąd, powstaje moment elektromagnetyczny
M = cM¦Ia
który w silniku jest momentem napędowym. Jeżeli moment napędowy będzie większy od
momentu hamującego Mh, będącego sumą momentu oporowego na wale silnika Mop
i momentu strat jałowych M0, wirnik zacznie wirować. W wirującym wirniku indukuje się siła
elektromotoryczna
E = cE¦n
zwana też siłą przeciwelektromotoryczną.
Wzrostowi momentu oporowego odpowiada taki wzrost prądu obciążenia, aby w stanie
ustalonym zachodziła równowaga momentów napędowego M i hamującego Mh:
M = Mh
Maleje więc prędkość wirowania wirnika, maleje wartość siły elektromotorycznej
indukowanej w uzwojeniu wirnika, a rośnie prąd i rośnie moment napędowy.
Wniosek
Silnik samoczynnie dostosowuje się do zmiany obciążenia.
Właściwości ruchowe prądnic prądu stałego
Właściwości ruchowe prądnic można określić na podstawie charakterystyk zewnętrznych.
PrÄ…dnica obcowzbudna.
U
b)
a)
U0
UN
Ia = I
A1
U
E
F1 F2
If
A2 I
Uf
IN Iz
Rys. 28. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy obcowzbudnej, b) charakterystyka zewnętrzna prądnicy
Zalety:
możliwości uzyskania napięcia na biegu jałowym,
U0 -U
N
maÅ‚a zmienność napiÄ™cia ´u = 100% = (5 ÷10)%U (rys. 28b).
N
U
N
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Wady:
duży prÄ…d zwarcia Iz = (15÷20) IN,
konieczne dodatkowe zródło zasilające obwód wzbudzenia.
PrÄ…dnica bocznikowa
Zalety:
możliwości uzyskania napięcia na biegu jałowym,
mała wartość prądu zwarcia zazwyczaj jest mniejszy od prądu znamionowego
(rys. 29b),
prÄ…d maksymalny nie przekracza 2÷3 krotnej wartoÅ›ci prÄ…du znamionowego,
prądnica nie wymaga dodatkowego zródła zasilania obwodu wzbudzenia.
Wady:
znacznie wiÄ™ksza niż w prÄ…dnicy obcowzbudnej zmienność napiÄ™cia ´u = (15÷25)% UN a
nawet do 30%.
U
b)
a)
U0
UN
If I
Ia
A1
U
E
E2
E1
I
A2
IN
Iz
Rys. 29. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy bocznikowej, b) charakterystyka zewnętrzna
prÄ…dnicy bocznikowej
PrÄ…dnica szeregowa
U
a) b)
UN
If = Ia = I
A1
U
D1 D2
U0 = Eszcz
E
A2
I
IN Iz
Rys. 30. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy szeregowej, b) charakterystyka zewnętrzna prądnicy
szeregowej
Zalety:
wzrost przepływu wzbudzenia przy wzroście prądu obciążenia.
Wady:
niestabilna charakterystyka zewnętrzna (rys. 30b),
duży prąd zwarcia podtrzymywany własnym przepływem magnesującym,
brak możliwości otrzymania napięcia na biegu jałowym.
PrÄ…dnica szeregowo-bocznikowa
Zalety:
nie wymaga dodatkowego zródła zasilania obwodu wzbudzenia,
możliwość uzyskania napięcia na biegu jałowym,
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
wzrost przepływu wzbudzenia uzwojenia szeregowego przy wzroście obciążenia przy
odpowiednio dobranej liczbie zwojów uzwojenia szeregowego można uzyskać
kompensację spadków napięcia i oddziaływania twornika (rys. 31b krzywa 2),
mała zmienność napięcia.
Wady:
dość duży prąd zwarcia.
U
b)
a)
1
2
UN
3
Ifb
I
Ia
A1
4
U
D2
D1
E
E1 E2
I
A2
IN
Rys. 31. a) Schemat układu połączeń uzwojeń prądnicy szeregowo-bocznikowej, b) charakterystyka zewnętrzna
prÄ…dnicy szeregowo-bocznikowej: 1 i 2 współdziaÅ‚anie przepÅ‚ywów (˜fsz1 > ˜fsz2), 3 charakterystyka
prądnicy bocznikowej, 4 rozmagnesowujące działanie przepływu szeregowego
Własności ruchowe silników komutatorowych prądu stałego [ Pobierz całość w formacie PDF ]