Что такое двигатель постоянного тока с независимым возбуждением

ООО «Техноэлектро»

Продукция SIEMENS

Электродвигатели постоянного тока SIEMENS

Общие сведения

Концерн SIEMENS производит двигатели постоянного тока различных модификаций. Диапазон выпускаемых мощностей находится в пределах от 0.45 кВт до 1610 кВт (высота оси вращения — 100 мм . 635 мм).

Отличительными особенностями предлагаемых двигателей являются:

  • малые габариты, что очень важно для современного машиностроения
  • высокая надежность
  • низкий уровень шума и вибрации
  • высокая плавность вращения вала

Двигатели постоянного тока фирмы СИМЕНС играют важную роль в повышении экономических и технических показателей вновь разрабатываемого оборудования. Они имеют очень высокие показатели надежности, производятся на самом современном оборудовании на заводе фирмы в Германии с использованием высококачественных материалов. Достигнуты очень низкие значения износа щеток благодаря применению специально подобранных материалов. В совокупности с коллектором высокого качества такие решения способствуют существенному повышению сроков службы выпускаемых двигателей. Если проблемы все же возникают, развитая сеть сервисного обслуживания фирмы позволит решить их в кратчайшие сроки.

Все типы отличаются высокой эксплуатационной надежностью (степень защиты IP23, IP54 и IP 55), и широким диапазоном регулирования (до 1:1000). Все двигатели могут запитываться от управляемых выпрямителей. Эти двигатели приспособлены к работе на очень низких оборотах, при этом вал вращается плавно.

Благодаря системе изоляции DURIGNIT 2000 двигатели могут безаварийно работать в условиях тропической влажности и агрессивной окружающей среды. Эта система изоляции (класс изоляции F) состоит из:

  • лакированных проводов с классом изоляции H
  • изоляции поверхностей (класс изоляции F и выше)
  • пропитки нерастворимыми смолами

Также предлагается изоляция для использования в очень тяжелых эксплуатационных условиях, в зависимости от требований заказчика.
Система коммутации двигателей очень надежна и исключает нежелательные отказы двигателей из-за воздействия окружающей среды или сбоев электропитания.

Двигатели имеют высокую надежность и крутильную жесткость, что особенно важно для нормальной работы подшипниковых опор.

Сборка осуществляется по модульному принципу, поэтому клеммную коробку можно расположить на любой стороне двигателя или на внешнем кожухе вентилятора радиально или соосно с валом.

Большое внимание уделяется подшипникам. Двигатели с осевой высотой более 200 мм оборудованы системой смазки подшипников с удалением отработанной смазки.

Предлагается также возможность заказать двигатель с дополнительно усиленной подшипниковой опорой. Эта опция необходима при проектировании высокой радиальной нагрузки на вал (цепной или ременной привод).

Еще одно преимущество двигателей постоянного тока SIEMENS- очень низкий уровень шума. Специальная форма полюсов обеспечивает низкие значения радиального биения вала, которые, вместе со специальной формой вентилятора, способствуют снижению уровня излучаемых шумов.

Есть возможность заказать двигатель со встроенным обогревателем для использования там, где по климатическим условиям возможно появление конденсата.

Также возможен заказ двигателей со встроенными приборами, такими как, например:

  • термистор PTC для регистрации текущей температуры
  • микропереключатель или потенциометр для контроля минимальной допустимой длины щеток (фирма СИМЕНС преуспела в увеличении среднего срока службы щеток: 15 000 часов работы в двигателях типа 1G.6)
  • воздушная откидная створка с датчиком, предназначенные для контроля и регулирования воздушного потока от вентилятора
  • датчик вибрации, который расположен на подшипниковой опоре; сигнал от этого устройства непрерывно оценивается и информирует об условиях работы подшипниковых узлов
  • тахогенераторы на различное напряжение и разнообразные импульсные датчики; и другие.
Читать еще:  Датчик неисправности системы двигателя

Двигатели постоянного тока серий 1G. 1H. высоты оси 100-132 мм

В настоящее время двигатели данных типов сняты с производства.

Для замены существующих моторов мы готовы предложить пост-производство по чертежам старых электродвигателей или технологии переменного тока. В случае сложного привода (станочные привода, прессы и т.п.) можно использовать современные синхронные машины с соответсвующими системами привода. Для простых приводов можно значительно сэкономить средства, применив стандартные моторы и преобразователи семейства Sinamics G120 с векторным управлением.

Двигатели постоянного тока серии 6, высота оси 160 — 280 мм

Серия 6 включает двигатели с высотой оси от 160 до 280. Диапазон мощностей — от 30 кВт до 510 кВт, моментов от 300 Нм до 3400 Нм. Типы конструкции IM B3, IM B35, IM V1. Скорость вращения — до 4500 об/мин.
Двигатели 4 полюсные, нескомпенсированные.

Благодаря полностью шихтованной конструкции статора допускается скорость изменения тока до 250 IN/сек. Высокопрочная изоляция DURIGNIT 2000® позволяет использовать моторы во влажной (тропической) атмосфере и промышленном окружении. Все обмотки полностью пропитаны. Для защиты от частиц щеток устанавливаются специальные уплотнения.

Двигатели построены на базе модульной системы: базового блока без собственного охлаждения, степени защиты IP23 (тип 1GH6) и различных теплообменников, позволяя гибко выбирать степень защиты и вид охлаждения:

1GH6
с подключением внешних воздуховодов

Конструкция и принцип действия двигателя постоянного тока независимого возбуждения

ДПТ состоит из трех основных частей: статора с обмоткой возбуждения, ротора с якорной обмоткой и щеточно-коллекторного узла, необходимого для подведения напряжения к обмотке якоря (далее ОЯ). При этом щетки неподвижны, а коллектор жестко связан с якорем.

В ДПТ для улучшения условий коммутации могут быть также предусмотрены и дополнительные полюса, а для компенсации поперечной реакции якоря и компенсационные обмотки на полюсах статора.

В зависимости от способа электромагнитного возбуждения ДПТ подразделяют на ДПТ с НВ, ПВ, смешанным возбуждением и параллельным возбуждением.

Двигатели независимого возбуждения могут быть разделены на двигатели с электромагнитным возбужде­нием, когда обмотка возбужде­ния подключена к постороннему источнику постоянного тока или на зажимы двигателя, и на дви­гатели с магнитоэлектрическим возбуждением, когда вместо обмотки возбуждения исполь­зуются постоянные магниты.

Необходимым условием процесса преобразования энергии является протекание переменных токов хотя бы по части обмоток машины. В двигателе постоянного тока это условие выполняется работой коллектора, коммутирующего постоянный ток, поступающий от источника питания, с частотой ωэл, равный угловой скорости вращения ротора.

Рис.6.1. Двухфазная модель двигателя постоянного тока c независимым возбуждением

Обмотка статора по оси β включена на постоянное напряжение Uв. Обмотки ротора 2 d и 2q получают питание от преобразователя частоты ПЧ, осуществляющего коммутацию токов i2d и i2q в функции угла поворота φэл с частотой ωэл. Если коммутация осуществляется механическим коммутатором-коллектором, то мы имеем обобщенную электрическую модель двигателя постоянного тока. В случае применения в качестве ПЧ вентильного преобразователя частоты, мы имеем модель вентильного двигателя.

МДС статора неподвижна в пространстве; она создается током возбуждения iв= i, а ее направление соответствует направлению оси β. Соответственно и МДС ротора при его вращении со скоростью ω должна быть неподвижна относительно статора, что возможно лишь при условии вращения МДС ротора против его вращения со скоростью ω. Это условие выполняется, если обмотки ротора обтекаются токами, изменяющимися по законам:

Читать еще:  Характеристики вспомогательного двигателя к

; (6.1)

МДС ротора в этом случае неподвижна относительно статора, поэтому для математического описания динамических процессов преобразования энергии в двигателе постоянного тока целесообразно использовать формулы прямого преобразования координат обобщенной машины: α, β, d, q -› α, β (ωк=0). Для роторных переменных они имеют вид:

(6.2)

Подставив u=α, v=β, , получим:

(6.3)

(6.4)

Следовательно, в осях α, β действительным переменным токам обмотки ротора эквивалентна одна якорная обмотка, ось которой совпадает с осью α и которая обтекается постоянным током iя. В реальной машине по оси α расположены также обмотка дополнительных полюсов и компенсационная обмотка. Поэтому модель двигателя постоянного тока в осях α, β будет иметь вид (рис. 6.1б).

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 11 ; Нарушение авторских прав

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ РУДНИЧНЫХ СЕТЯХ С МОЩНЫМИ НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКАМИ

ЦЕЛЬ. Экспериментальный анализ показателей качества электроэнергии, характеризующих несинусоидальность, в высоковольтных рудничных сетях при циклическом изменении токов нагрузки на примере скиповой подъемной установки рудодобывающего предприятия. В качестве мощного нелинейного электроприемника рассматривается электропривод, выполненный по системе тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ТП-Д). МЕТОДЫ. Натурные измерения производились сертифицированным прибором «Энергомонитор-3.3Т1», определялись значения токов, напряжений и коэффициентов гармонических составляющих токов и напряжений режимов высоковольтной рудничной сети, питающей электроприводы подъемных установок. Эксперимент производился в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 30804.4.7-2013 и в соответствии с программой измерений. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведенный эксперимент подтвердил наличие высших гармоник тока и напряжения в высоковольтной рудничной сети, генерируемых электроприводом скиповой подъемной установки (ПУ). Максимальное значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения составило 11,32%. При этом коэффициенты 11, 13 и 37 гармонических составляющих напряжения составили 4,99%, 4,47% и 4,81% соответственно. Анализ экспериментальных данных подтверждает, что значения тока на вводе схемы 6 кВ и тока якоря двигателя коррелируют между собой, и при увеличении тока нагрузки возрастают искажения синусоидальности тока на вводе схемы электроснабжения и питающего напряжения. ВЫВОДЫ. Результаты эксперимента позволили количественно оценить наличие высших гармонических составляющих токов и напряжений в высоковольтной рудничной сети, питающей мощный нелинейный электроприемник при циклическом изменении токов нагрузки в зависимости от диаграммы движения. Результаты эксперимента согласуются с аналитическими расчетами, при этом рассогласование значений не превышает 15%. Полученные значения показателей качества электрической энергии, характеризующих несинусоидальность, подтверждают необходимость применения технических средств по снижению влияния высших гармонических составляющих напряжений и токов на элементы сети — фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ). Выбор конкретного типа ФКУ (пассивный, активный, гибридный фильтр) требует дополнительного анализа.

скиповая подъемная установка,электропривод постоянного тока,тиристорный преобразователь,высоковольтная рудничная сеть,несинусоидальность токов и напряжений,высшие гармонические составляющие токов и напряжений,показатели качества электрической энергии,skip hoisting installation,DC electric drive,thyristor converter,high-voltage mine network,current and voltage distortion,higher harmonic components of currents and voltages,quality indicators of electric energy

  • Авербух Михаил Александрович
  • Прасол Дмитрий Александрович
  • Хворостенко Станислав Витальевич
  1. Боярская Н.П., Довгун В.П. Кунгс Я.А. Проблемы компенсации высших гармоник в распределительных сетях агропромышленного комплекса: монография. Красноярск, 2012. 138 с.
  2. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятия. 4 изд., перераб. и доп. М.: Энергатомиздат, 2006. 331 с.
  3. Авербух М.А., Лимаров Д.С., Коржов Д.Н. Оценка высших гармоник в сетях с частотным крановым электроприводом // Энергетик. 2015. № 5. С. 31-34.
  4. Авербух М.А., Жилин Е.В. О потерях электроэнергии в системах индивидуального жилищного строительства // Энергетик. 2016. № 6. С. 54-57.
  5. Массов А.А., Козлов П.М. Создание имитационной модели для выявления искажений форм кривых токов и напряжений в сетях рудников // Промышленная энергетика. 2011. № 5. С. 44-49.
  6. Приборы для измерений электроэнергетических величин и показателей качества электрической энергии. ЭНЕРГОМОНИТОР-3.3Т1. Руководство по эксплуатации. МС3.055.028 РЭ, 2013.
  7. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. 336 с.
  8. Попков О.З. Основы преобразовательной техники 3-е изд., стереот. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 200 с.
Читать еще:  Что такое тихоходный двигатель

Тема «Сервоприводы на базе электродвигателей постоянного тока»

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Междисциплинарный курс «Системы позиционирования на базе сервоприводов и шаговых двигателей».

Тема 1. «Сервоприводы на базе электродвигателей постоянного тока».

Практическое занятие 2.«Динамическое торможение двигателя постоянного тока с независимым возбуждением».

Цель занятия: Расчет добавочного сопротивления включаемого в цепь якоря для осуществления динамического торможения.

Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением типа П -101 с номинальными данными:

n ном =1500 об/мин;

R ясум =0,0131 Ом;

Определить величину добавочного сопротивления, включаемого в цепь якоря для осуществления динамического торможения.

Оценить время динамического торможения при J пр =2J дв . Ток в якорной цепи при этом не должен превысить допустимое значение.

Номинальная частота вращения вала электродвигателя:

Коэффициент, связывающий ЭДС двигателя и скорость, номинальный:

Скорость холостого хода:

М ном = kфI яном =1 ,358508 = 689,864 Нм.

Из уравнения электромеханической характеристики

найдем величину добавочного сопротивления:

Рис.1 – Характеристика динамического торможения

При М с = М ном значение скорости  ном =157 рад/с.

Значение М торм определится из уравнения механической характеристики:

Время переходного процесса:

Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением П52, имеющий следующие параметры:

n ном = 1000 об/мин;

число активных проводников якоря N=744; 2a=2; 2p=4;

магнитный поток Ф=7,9 мВб;

Составить структурную схему двигателя постоянного.

Вывести передаточную функцию, связывающую скорость двигателя с напряжением на якоре.

Структурная схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения в общем виде представлена на рисунке 1.

Механическая постоянная определится:

Коэффициент, связывающий М и Iя

Отношение электрической постоянной к механической постоянной:

Коэффициент, связывающий ЭДС двигателя и скорость:

В дальнейшем расчете принято kф=1,95 Вс.

Индуктивность якорной цепи по формуле Умова:

Электромагнитная постоянная времени:

Структурная схема ДПТ НВ в числовом виде показана на рисунке 2.

Передаточная функция, связывающая скорость двигателя и напряжение якоря запишется как:

Окончательно передаточная функция может быть записана:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector