дәріс конспектісі

Дәріс тақырыбы: Тұрақты ток қозғалтқыштары. Қозғалтқыштарды іске қосу әдістері. Қозғалтқыштардың сипаттамалары. Параллель және аралас қоздырылатын қозғалтқыштар.

Тұрақты ток қозғалтқыштары

Айналу жиілігін бірқалыпты (плавно) және кең диапазонда реттеуді қажет ететін электржетектерінде тұрақты ток қозғалтқыштары кеңінен қолданылады. Тұрақты ток қозғалтқыштарының қасиеттері де генераторлардікі секілді олардың қоздырылу әдісі мен және қоздыру орамдарының қосылу схемасына байланысты. Қоздырылу әдісіне байланысты электромагнитті жіне магниттіэлектрлі қоздырылатын болып жіктеледі. Электромагнитті қоздырылатын қозғалтқыштар якорь орамдары мен қоздырғыш орамдардың арасындағы электрлік байланысқа байланысты тәуелсіз, параллель, тізбектей және аралас қоздырылатын болып бөлінеді. Магниттіэлектрлі әдіспен қоздырылатын қозғалтқыштардың магнит ағыны тұрақты магниттер арқылы пайда болады.

Жоғарыда атап өтілгендей тұрақты ток машиналары да қайтарымды, яғни генератор ретінде де қозғалтқыш ретінде де жұмыс жасай алады. Құрылысы жағыныан тұрақты ток қозғалтқыштары генераторлардан айырмашылығы болмайды. Егер генераторды бірінші ретті қозғалтқыштан ажыратып қоздыру және якорь орамдарына кернеу беретін болсақ, якорь қозғалысқа келіп машина электр энергиясын механикалыққа түрлендіріп қозғалтқыштық режимде жұмыс жасай бастайды. Якорь орамдарындағы ток пен ЭҚК бағыттары 15.1-суретте көрсетілген.

Электр энергиясының механикалыққа түрлену процессін 15.2 – суретте көрсетілген энергетикалық диаграммадан анық көріге болады. 15.2 – суретте –қозғалтқышқа берілетін толық қуат; – қоздыру тізбегіндегі энегия шығыны; – якорь тізбегіндегі қуат шығыны; – бос жүріс қуаты; – толық механикалық қуат; – электромагнитті қуат; — біліктегі пайдалы механикалық қуат.

15.1-сурет. Қозғалтқыштың якорь орамдарындағы ток пен ЭҚК бағыттары

Параллель қоздырылатын қозғалтқыштың энергетикалық диаграммасын қарастырамыз (15.3-сурет), диаграммадан екенін көруге болады

15.2-сурет. Тұрақты ток қозғалтқышының энергетикалық диаграммасы

15.3-суреттен көрініп тұрғандай және өрнегін ескеріп қоғалтқыштың ЭҚК тепе-теңдік теңдеуін жазуға болады:

. (15.1)

Якорь орамдарындағы тоқ:

(15.2)

15.3-сурет. Параллель қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының электрлік схемасы

Электромагнитті қуат:

(15.3)

мұндағы: – якорьдің бұрыштық айналу жиілігі, – якорьдің айналу жиілігі, айн/мин, – қозғалтқыштың электрмагнитті қуаты.

өрнегін ескерсек қозғалтқыш дамытатын момент:

(15.4)

мұндағы – машинаның құрылымдық берілгендеріне байланысты тұрақты коэффициент.

Моменттердің теңдеулері

Электрмашиналарының роторына әсер ететін айналдырғыш және тежегіш моменттер бір-біріне теңесуі қажет. Қозғалтқыш дамытатан айналдырғыш момент кез-келген уақытта және қандайда болмасын жағдайларда білікке түсетін барлық моменттердің қосындысына тең болуы қажет.

Роторға мынадай моменттер әсер етеді:

1) бос жүріс моменті М_о;

2) пайдалы молмент М_н(жүктеме);

3) айналатын бөліктердің инерциясымен пайда болатын динамикалық момент М_дин.

Аз қуатты машиналарда бос жүріс моменті М_о номиналь моменттің шамамен 20 % құрайды, ал динамикалық момент бұрыштық жылдамдақтың өзгерісі кезінде пайда болады және ол төмендегіше анықталады:

,

мұндағы J— айналатын бөліктердің инерция моменті; — якордың бұрыштық айналу жиілігі. Динамикалық М_дин моменттің таңбасы - таңбасына байланысты.

Моменттер теңдігі:

мұндағы М_о + М₂ = М_с; М_с – статикалық момент немесе кедергі моменті.

Онда:

.

Қалыптасқан жұмыс режимі кезінде = const; М_дин = 0; М = М_с.

Қозғалтқыш dM_c /dn > dM/dn.шартыорындалғанда ғана бір қалыпты жұмыс жасайды.

Тұрақты ток қозғалтқыштарының сипаттамалары

Электрқозғалтқыштарының, соның ішінде тұрақты ток қозғалтқыштарының да қасиеттері олардың іске қосылу, жұмыстық, механикалық және реттеу сипаттамаларымен анықталады.

Қозғалтқышты жүргізіп жіберу кезінде оның тыныштық күйден бір қалыпты жылдамдықпен жұмыс жасау режиміне көшкенге дейінгі аралығы іске қосылу сипаттамасымен сипатталады, ол токтардың немесе моменттердің - еселік коэффициентімен көрсетіледі, мұндағы I_п – іске қосу тогы, I_ном – номиналды ток.

Қозғалтқышты ток көзіне қосқан кезде оның якоры қозғалыссыз күйде болады, сондықтан = 0, егер якорь тізбегінің индуктивтілігін L, = 0, онда іске қосу кезіндегі ток ендеше якорь тізбегінің R_a кедергісінің шамасы аз болғандықтаніске қосыу тоғы номиналь токтың шамасынан 3-15 есе жоғарлап кетуі мүмкін. Іске қосу тоғының шамадан тыс жоғары болуы қозғалтқыш үшін қәуіпті, сондықтан = (3 – 5) болатын, тек қуаты аз қозғалтқыштарды ғана іске қосу ток көзіне тікелей қосу арқылы жүргізіледі. Аз қуатты қозғалтқыштардың якорь тізбегінің кедергісі айтарлықтай жоғары және олардың роторының инерция моменті аз.

Қуаты орташа және үлкен қозғалтқыштарды іске қосу олардың якорь тізбегіне қосымша іске қосу кедергісін енгізу арқылы немесе қозғалтқышқа берілетін кернеуді төмендетіп беру арқылы жүргізіледі. Іске қосу кедергісін енгізу арқылы қосу кезінде оның шамасын іске қосу тогы номинал шамадан 2-3 есе ғана жоғары болатындай етіп таңдайды,

яғни:

Реостатты іске қосылатын параллель қоздырылған қозғалтқыштың принципальді схемасы 15.4–суретте көрсетілген.Іске қосу кедергісі Л түйіспесі арқылы ток көзіне қосылған, Я және В түйіспелері якорь және қоздыру тізбектерін ток көзіне жалғайды.

15.4-сурет. Параллель қоздырылған қозғалтқышты реостатты іске қосу схемасы

Іске қосу моментінің үлкен шамасын алу үшін қоздыру тізбегіндегі Rp кедергісі іске қосу кезінде толығымен ажыратылып тасталынады. Төмендетілген кернеу арқылы іске қосу арнаулы схемалар, яғни қозғалтқыш шығыс кернеуі реттелмелі ток көзінен қоректенетін схемамен жвалғанған кезде ғана мүмкін.

Қозғалтқышты реверстеу, яғни якордың айналу бағытын қарама-қарсыға өзгерту үшін якорь немесе қоздыру орамдарының ұштарын орнын ауыстырып қосу жеткілікті.

Қоздыру тогы мен якорь орамдарына берілген кернеудің номиналь шамалары кезіндегі U = U _ном = const, Rp = const және R_д = 0 болғандағы айналу жылдамдығының, пайдалы моменттің, пайдалы әсер коэффициентінің және якорь орамдарындағы токтың, яғни - параметрлерінің Р₂ – пайдалы қуатқа тәуелділіктері қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамаларын көрсетеді.

Қозғалтқыштың негізгі сипаттамасы U = U _ном = const, Rp — const, R_д = const болғанда n =f(М) тәуелділігі механикалық сипаттама болып табылады.

Якорьдің айналу жылдамдығының қозғалтқыш якоріне берілетін кернеуге, якорь тізбегінің кедергісіне және негізгі магнит ағынына байланыстылығы реттеу сипаттамаларымен сипатталады, яғни қозғалтқыш якорінің айналу жылдамдығын қандай әдістермен реттеуге болатынын көрсетеді.

* U әрпімен қоректену көзінің ЭҚК-і белгіленген