Двигатели постоянного тока с щеточным приводом, как правило, выпускаются двух типов, в зависимости от конструкции статора: с постоянным магнитом или с намотанным полем. Оба типа двигателей используют ток и обмотки для создания магнитного поля в роторе, но они различаются способом создания магнитного поля статора: с помощью постоянных магнитов внутри статора или с помощью электромагнитных обмоток.
Электродвигатели с обмоткой возбуждения дополнительно классифицируются по способу соединения обмоток якоря (ротора) и возбуждения (статора): последовательная обмотка, шунтирующая обмотка или составная обмотка. Несмотря на то, что рабочие характеристики трех моделей электродвигателей с обмоткой возбуждения различаются, эти двигатели, как правило, обладают более высоким крутящим моментом и скоростью вращения, чем двигатели с постоянными магнитами.
Когда обмотки якоря и возбуждения соединены последовательно, двигатель называется двигателем постоянного тока с “последовательной обмоткой”. Последовательное подключение означает, что ток через якорь и обмотки возбуждения равен (Iвесь= Яa= Яf), что позволяет двигателю вырабатывать значительный ток. Для двигателей с последовательным заводом крутящий момент пропорционален квадрату тока, поэтому эти двигатели способны создавать очень высокий крутящий момент, особенно при запуске.
С другой стороны, двигатели с последовательным заводом не подходят для регулирования скорости. Вот почему: по мере загрузки двигателя его скорость снижается, что приводит к обратная ЭДС уменьшаться, а напряжение сети увеличиваться. Это повышенное напряжение приводит к увеличению тока якоря и тока возбуждения. Но в конечном итоге ток становится достаточно высоким, чтобы вызвать насыщение магнитного поля, и магнитный поток между якорем и статором будет увеличиваться медленнее, чем скорость увеличения тока. Таким образом, двигатель не в состоянии развить достаточный крутящий момент, чтобы вернуть скорость к заданному значению.
Уравнение напряжения для двигателя постоянного тока:
Eсеть= E-Eb
Eсеть = чистое напряжение
E = напряжение питания
Eb = напряжение обратной ЭДС
Благодаря этим характеристикам — высокому пусковому моменту, но слабому регулированию скорости — двигатели постоянного тока с заводом серии R часто используются в качестве стартерных двигателей для крупногабаритного оборудования с высокой инерционной нагрузкой, такого как краны и лифты. Они также используются в потребительских товарах, требующих лишь грубого регулирования скорости, таких как блендеры и ручные инструменты.
То универсальный двигательэто специальная конструкция двигателя с заводом серии, который может работать как от постоянного, так и от переменного тока.
Когда обмотки якоря и возбуждения подключены параллельно, двигатель называется двигателем постоянного тока с “шунтирующей обмоткой”. (На электротехническом языке параллельная цепь называется шунтом). Параллельное соединение обмоток означает, что ток, подаваемый на двигатель, распределяется между якорем и полем (I).весь= Яa+ Яf). Шунтирующие (возбуждающие) обмотки обладают высоким сопротивлением, что не позволяет им потреблять большой ток при запуске. Но, в отличие от серийных двигателей, шунтирующие двигатели обеспечивают очень хорошее регулирование скорости.
Начальный эффект увеличения нагрузки на шунтирующий двигатель такой же, как и у двигателя с последовательным замыканием: скорость вращения снижается, что приводит к уменьшению обратной ЭДС и увеличению полезного напряжения. Но в шунтирующем двигателе увеличение полезного напряжения приводит к увеличению тока якоря. В шунтирующем двигателе крутящий момент пропорционален току якоря, поэтому крутящий момент увеличивается. Этот дополнительный крутящий момент увеличивает частоту вращения двигателя, чтобы компенсировать снижение, возникшее при приложении нагрузки. Все это происходит мгновенно, что делает шунтирующие двигатели постоянного тока по существу устройства с постоянной скоростью вращения, независимо от нагрузки.
Двигатели постоянного тока с шунтирующим заводом, обладающие низким пусковым моментом и постоянной частотой вращения, используются там, где требуется хорошее регулирование скорости при различных нагрузках, например, на шлифовальных и токарных станках. Еще одно распространенное применение двигателей с шунтирующим заводом — это процессы, требующие постоянного натяжения, такие как печать и намотка.
Двигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой, представляющий собой гибрид конструкции с последовательной обмоткой и с шунтирующей обмоткой, имеет обмотку возбуждения, которая соединена последовательно с обмоткой якоря, и другую обмотку возбуждения, соединенную параллельно (шунтирующую) с обмоткой якоря. Существует несколько подтипов двигателей постоянного тока с комбинированной обмоткой, в зависимости от того, подключена ли шунтирующая обмотка возбуждения только к обмотке якоря (конструкция с “коротким шунтом”) или шунтирующая обмотка возбуждения подключена к последовательной комбинации якоря и обмотки возбуждения (конструкция с «коротким шунтом»). как конструкция “длинного шунта”).
В конструкции короткого замыкания, если полярность поля шунта совпадает с полярностью последовательного поля и якоря, это называется совокупный комбинированный двигатель обладает общими характеристиками двигателей с последовательным и шунтирующим заводом: высоким пусковым моментом и хорошей регулировкой частоты вращения. И наоборот, если полярность шунтирующего поля противоположна полярности последовательного поля и якоря, он называется дифференциальный составной двигатель.
Двигатели с накопительным приводом используются в широком спектре применений, от конвейеров до тяжелого оборудования, такого как шаровые мельницы. Двигатели с дифференциальным приводом имеют мало практических применений, поскольку они имеют тенденцию к превышению скорости при уменьшении нагрузки и значительному снижению скорости при увеличении нагрузки.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии