Silnik pradu stalego teoria PDF

Preview

Summary

Download Silnik pradu stalego teoria PDF

Description

SILNIK OBCOWZBUDNY PRĄDU STAŁEGO 1. Budowa Zasadniczymi elementami maszyny prądu stałego, jak i każdej maszyny wirującej, są stojan i wirnik. (Rys. 1.1) Stojan maszyny składa się ze stalowego lub żeliwnego cylindra, do którego są przymocowane bieguny główne i pomocnicze. Na biegunach głównych jest umieszczone uzwojenie wzbudzenia, w którym płynie prąd stały, zwany prądem wzbudzenia. Uzwojenie wzbudzenia jest w maszynie źródłem strumienia wzbudzenia Φw. Uzwojenie pomocnicze (komutacyjne i kompensacyjne), znajdujące się na biegunach pomocniczych, ma kompensować szkodliwe oddziaływania podczas pracy maszyny.

Rys. 1.1 Przekrój maszyny prądu stałego 1 – wirnik, 2 – jarzmo, 3 – rdzeń bieguna głównego, 4 – nabiegunnik, 5 – rdzeń bieguna komutacyjnego, 6 – uzwojenie bieguna głównego, 7 – uzwojenie bieguna komutacyjnego, 8 – uzwojenie wirnika, 9 – komutator, 10 – szczotki, 11 – uzwojenie kompensacyjne Wirnik jest zbudowany z pakietu blach umieszczonego na wale. Na wale znajduje się także komutator, zbudowany z pewnej liczby odizolowanych od siebie miedzianych wycinków. Na zewnętrznej powierzchni pakietu wirnika są wycięte żłobki, w których jest ułożone uzwojenie wirnika, połączone końcami zezwojów z działkami komutatora. Wskutek przylegania szczotek do komutatora uzwojenie wirnika może być połączone z obwodami zewnętrznymi. Poszczególne uzwojenia maszyny prądu stałego mają swoje oznaczenia literowe: - uzwojenie wirnika A1, A2, - uzwojenie wzbudzenia bocznikowe E1, E2, - uzwojenie wzbudzenia szeregowe D1, D2 - uzwojenie wzbudzenia obce F1, F2, - uzwojenie pomocnicze B1, B2, - uzwojenie kompensacyjne C1, C2.

Różne sposoby połączenia uzwojenia wzbudzenia z uzwojeniem wirnika są powodem podziału maszyn prądu stałego (rys. 1.2) na typy: obcowzbudną (rys. 1.2a), bocznikową (rys. 1.2b), szeregową (rys. 1.2c) i bocznikowo-szeregową (rys. 1.2d).

Rys. 1.2 Typy maszyn prądu stałego: a) obcowzbudna, b) bocznikowa, c) szeregowa, d) bocznikowo - szeregowa 2. Zasada działania silnika obcowzbudnego prądu stałego Uzwojenie wzbudzenia zasilane jest z obcego źródła prądu, a zatem strumień Φw ma w przybliżeniu stałą wartość, niezależnie od wartości prądu obciążenia. Po podłączeniu uzwojeń twornika do zasilania przez uzwojenie twornika popłynie prąd I, który współdziałając ze strumieniem Φw powoduje powstanie momentu według zależności: M=cmΦwI gdzie: cm – stała silnika, Φw – strumień wzbudzenia, I – prąd w obwodzie twornika.

Pod wpływem momentu M wirnik obraca się z prędkością n. Powoduje to indukowanie się w uzwojeniu wirnika napięcia E, którego wartość wynika z wartości strumienia Φ w i prędkości n: E=cEnΦw 3. Właściwości silnika obcowzbudnego prądu stałego Podczas pracy silnikowej maszyny prądu stałego ważne są dwie charakterystyki: mechaniczna i regulacyjna. Charakterystyka mechaniczna to zależność prędkości obrotowej wirnika w funkcji momentu M. Często podaje się zależność prędkości obrotowej n w funkcji prądu It – wówczas charakterystyka nosi nazwę charakterystyki elektromechanicznej. Analityczny zapis charakterystyki mechanicznej (rys. 3.1): IR U  t t n cE φ w c Eφ w gdzie: U n0  - prędkość idealnego biegu jałowego silnika c Eφ w

Rys. 3.1 Charakterystyka mechaniczna silnika obcowzbudnego prądu stałego: a) naturalna, b) ze zmienionym napięciem zasilania wirnika U < UN, c) z rezystancją Rr włączoną do obwodu wirnika, d) ze zmienionym strumieniem wzbudzenia Φw < ΦwN W silniku obcowzbudnym prąd It w obwodzie twornika jest równocześnie prądem, jaki pobiera silnik z sieci, obwód wzbudzenia zasilany jest bowiem z obcego źródła prądu. Punkt przecięcia się charakterystyki z osią rzędnych nazywa się punktem idealnego biegu jałowego. Dla idealnego biegu jałowego prąd pobierany z sieci jest równy zeru. Oznacza to, że moment obciążenia jest równy zeru. Charakterystyka regulacyjna (rys. 3.2) to zależność prądu wzbudzenia Iw w funkcji prądu obciążenia It przy zasilaniu wirnika silnika napięciem znamionowym U N i stałych obrotach n = const. Charakterystyka regulacyjna przedstawia jak należy zmieniać prąd

wzbudzenia, aby podczas zmiany obciążenia silnika i stałej wartości napięcia zasilania utrzymać stałe obroty.

Rys. 3.2 Charakterystyka regulacyjna silnika obcowzbudnego prądu stałego...