Сериесный электродвигатель: сериесный электродвигатель | это… Что такое сериесный электродвигатель?

Электродвигатель постоянного тока — устройство, принцип работы, управление двигателем и его пуск

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Исторически первый электродвигатель работал именно на постоянном токе, так как во времена его изобретения в 1834 году Борисом Якоби единственным источником тока были гальванические батареи.

Принцип работы электродвигателя постоянного тока прост: в простейшем случае он имеет по одной паре полюсов на статоре и роторе, при этом направление тока в обмотке ротора дважды за оборот изменяется при помощи специального устройства – коллектора, представляющего собой набор пластин, соответствующий числу роторных обмоток.

При вращении ротора различные участки обмотки последовательно соединяются через щетки с внешним источником постоянного тока.

Так как электродвигатель с двухполюсным ротором имеет две мертвые точки, где запуск без внешнего импульса невозможен (полюса ротора находятся точно напротив полюсов статора, и равнодействующая сил отталкивания равна нулю), на практике используются только многополюсные роторы.

Кроме того, увеличение числа полюсов увеличивает равномерность вращения ротора.

Подключение обмотки якоря может быть различным:

Независимое.

Обмотка ротора не имеет прямого соединения со статором, такое подключение используется в схемах с регулировкой оборотов.

Сериесное.

Обмотка якоря включена последовательно со статором. При увеличении нагрузки на сериесный электродвигатель его обороты резко падают (но возрастает крутящий момент), при уменьшении нагрузки возможен разнос. По этой причине сериесное возбуждение не используется там, где возможен холостой ход электродвигателя. Классический пример сериесного мотора – автомобильный электростартер.

Шунтовое.

Якорь подключается параллельно статору. При перегрузке крутящий момент на роторе не изменяется, при отсутствии нагрузки не возникает разнос.

Смешанное.

Якорь имеет две обмотки, подключенных последовательно статору и параллельно с ним. По своим электромеханическим характеристикам компаундные электромоторы находятся между сериесными и шунтовыми – они способны поднимать крутящий момент при увеличении нагрузки и вместе с тем не склонны к разносу на холостом ходу.

Компаундное возбуждение часто используется в электроинструменте, где необходимо и ограничение максимальных оборотов, и устойчивость к росту нагрузок.

В зависимости от взаимного направления магнитных потоков обеих обмоток различают прямое и обратное компаундное включение: при обратном включении и правильном конструировании ротора возможно поддержание стабильных оборотов при изменении нагрузки, но такая схема склонна к периодическим колебаниям частоты вращения.

Магнитное поле статора является постоянным, поэтому статор может выполняться из мощных магнитов, не имея обмотки. Благодаря этому снижаются затраты меди на производство электродвигателя и уменьшается его стоимость.

Сфера применения электродвигателей постоянного тока – это в первую очередь устройства и системы с батарейным питанием: от микромоторов карманных плейеров до мощных автомобильных электростартеров, тяговые двигатели легких электромобилей и электрокаров, аккумуляторный электроинструмент.

При всех своих достоинствах (простота устройства, высокий КПД, легкость реверса) электродвигатели постоянного тока имеют ряд серьезных недостатков:

1. При вращении ротора в питающей цепи возникают импульсные помехи в момент перехода ламелей коллектора мимо щеток, к которым добавляются радиопомехи из-за искрения на коллекторе.
2. Сам коллектор и токопроводящие щетки неизбежно изнашиваются. Неравномерный износ ламелей коллектора и изолятора между ними может приводить к нарушению контакта щеток и коллектора, снижению мощности и обгоранию ламелей.
3. В ряде случаев искрение щеток усиливается настолько, что возникает так называемое «кольцевое пламя» — сплошная область ионизированного воздуха, окружающая коллектор с разрушительными последствиями. Для противодействия этому чаще всего используется принудительная вентиляция области коллектора, выносящая ионизированный воздух наружу.

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Наиболее очевидный способ управления оборотами электродвигателя постоянного тока – это изменение тока в его обмотках и, следовательно, магнитного потока. Изначально в цепь питания ротора включался мощный реостат, однако этот способ управления имел явные недостатки:

Сложность автоматического поддержания оборотов.

Движок реостата приводился либо вручную, либо присоединялся к центробежному регулятору. В любом случае резкое увеличение нагрузки не могло быть быстро скомпенсировано.

Высокие потери мощности.

На мощных электродвигателях реостат значительно нагревался, снижая КПД двигательной установки и требуя введения дополнительного охлаждения.

Применение линейного стабилизатора для управления электродвигателем – это, по сути, замена механического реостата электронным: изменяя мощность, рассеиваемую линейным стабилизатором, изменяют ток в обмотках электродвигателя.

Главное преимущество такой схемы – возможность создания устройств для поддержания оборотов с высокой скоростью реакции. Как известно, при вращении коллектора возникают броски тока в момент подключения очередной секции обмотки ротора.

Частота этих импульсов строго пропорциональна оборотам двигателя, что широко используется в устройствах правления коллекторными двигателями.

Например, автомобильный доводчик стеклоподъемников автоматически отключает питание мотора, перестав фиксировать пульсацию тока в цепи питания стеклоподъемника (обнаружение момента остановки электродвигателя).

Совершенствование силовой электроники и в частности создание ключей с низким собственным падением напряжения в открытом состоянии (IGBT, MOSFET) позволило создать системы электронного управления широтно-импульсной модуляцией.

Суть широтно-импульсной модуляции (сокращенно ШИМ) состоит в изменении длительности импульсов тока при сохранении их постоянной частоты.

Такой метод регулировки имеет значительно больший КПД, так как отсутствует элемент, на котором рассеивается излишняя мощность, как это было бы в случае использования реостата или линейного стабилизатора напряжения.

Основной проблемой схем с широтно-импульсной является индуктивность обмоток электродвигателя.

Она делает невозможным моментальное нарастание и падение тока, искажая форму прямоугольного сигнала, подаваемого на электродвигатель. В свою очередь, при неправильном проектировании силового каскада ШИМ-контроллера это способно привести к перегреву силовых ключей и резкому падению КПД.

ПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В момент включения электродвигателя постоянного тока в питающую сеть возникает значительный бросок тока, так как пусковой ток электродвигателя в несколько раз (при мощностях, измеряемых киловаттами – до 20) превосходит номинальный. По этой причине прямой пуск электродвигателей используется только при небольших мощностях.

Распространенный способ снижения нагрузки на сеть при пуске электродвигателей высокой мощности – это реостатный запуск. В данном случае в момент включения мотора цепь ротора питается через мощный резистор или набор резисторов, по мере набора оборотов закорачиваемых специальными контакторами.

Осциллограмма тока якоря при этом становится близкой к пилообразной, а амплитуда пульсаций зависит от числа ступеней пускового реостата.

В тех случаях, когда нагрузка на электродвигатель находится в определенном заданном диапазоне, реостатный пуск производится в автоматическом режиме с помощью реле времени. Эта схема используется на ряде электропоездов, однако распространены и ручные контроллеры, управляемые машинистами.

Недостаток реостатного пуска – большие потери на нагрев реостатов, из-за чего они должны иметь высокую мощность и в ряде случаев искусственное охлаждение.

Этого лишен пуск изменением питающего напряжения, применяемый в тех случаях, когда возможно управление источником тока, например, в электро трансмиссиях постоянного тока: в момент пуска приводящий генератор двигатель работает на минимальных оборотах, плавно набирая их по мере разгона.

Также могут применяться управляемые выпрямители, но этот способ более применим для электродвигателей низкой мощности.

© 2012-2023 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

сериесный электродвигатель постоянного тока – Termwiki, millions of terms defined by people like you

сериесный электродвигатель постоянного тока

Где для двигателя постоянного тока требуются высокий начальный крутящим моментом, используется Мотор серии. Груз должен быть прочно подключен к двигателю и никогда не падает до нуля для предотвращения чрезмерной скорости мотор. Нагрузка должна терпеть вариации широкий скорость с полной нагрузкой для легкой нагрузки.

Типичные области применения являются грузовые тележки, Тали, краны и тяги долг.

(Выполните вход для правки определения.)

Эта информация была сгенерирована автоматически. Вы можете помочь нам улучшить ее.

Добавить изображение

• Часть речи: имя существительное
• Синоним(ы):
• Словарь:
• Отрасль/сфера деятельности: Электротехническое оборудование
• Категория: Моторы
• Company: Baldor
• Продукт:
• Акроним-сокращение:

Дополнительно

Добавить в My Glossary (мой глоссарий)

Выбрать другой язык:

• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин
• Добавить термин

Дополнительно

Термины в новостях

Билли Морган

Спорт; Сноубординг

Британский сноубордист Билли Морган приземлился первый когда-либо 1800 Четырехместный Корк спорта. Всадника, который представлял Великобритания на зимних Олимпийских играх 2014 года в Сочи, был в Ливиньо, Италия, когда он достиг маневр. Он включает в себя листать четыре раза, в то время как тело также спины пять полная поворотов на оси, боковое или лицевой стороной …

Марзии Afkham

Телерадиовещание и теле и радиоприем; Новости

Afkham Марзии, который первый представитель министерства иностранных дел страны, будет возглавлять миссии в Восточной Азии, сообщило Государственное информационное агентство. Это не ясно в какую страну она будут размещены как ее назначения еще не объявлено официально. Afkham будет только второй женский посол, Иран имеет. Под правило последнего …

За пакет

Язык; Услуги в режиме онлайн; Сленг; Интернет

Еженедельно пакет или «Paquete участие» как известно, на Кубе является термин используется для описания сведений, собранных из Интернет вне куба кубинцы и сохранены на жесткие диски к перевозке на самой Кубе. За пакеты затем продаются кубинца без доступа к Интернету, что позволяет им получать информацию через несколько дней — и иногда часов — после того, как она …

Азиатский банк инфраструктурных инвестиций (AIIB)

Банковская деятельность; Инвестиционное банковское дело

Азиатский банк инфраструктурных инвестиций (AIIB) является международным финансовым учреждением для обеспечения развития инфраструктуры Азии. По данным Азиатского банка развития, до 2020 года Азии потребуется 800 миллиардов долларов ежегодно для создания новых дорог, портов, электростанций и других инфраструктурных проектов. Первоначально инициированная Китаем в …

Спартанский

Услуги в режиме онлайн; Интернет

Спартанец является кодовым именем для новый браузер Microsoft Windows 10, который будет заменить Microsoft Windows Internet Explorer. Новый браузер будет построено от земли и игнорирование любого кода от платформы IE. Она имеет новый движок рендеринга, которая построена, чтобы быть совместимым с как веб написано сегодня. Имя …

Особые термины

Olga Zagorodniaia

• 0

  Terms

• 0

  Глоссарии

• 0

  Followers

Отрасль/сфера деятельности: Туризм и гостиничный бизнес Категория: Туристические достопримечательности

Летний императорский дворец — это традиционный китайский сад, расположенный на западной окраине Пекина. В ландшафт сада гармонично вписан холм …

Участник

Избранные глоссарии

PAB Security

Категория: Business   1 78 Terms

My Favourite Terms

Категория: Языки   2 1 Terms

Browers Terms By Category

Игрушки и игры(11) Terms

• Военные игрушки(4)
• Развивающие игрушки(3)
• Мягкие игрушки в виде животных(2)
• Развивающие игрушки(1)
• Детские игрушки(1)

Археология(2749) Terms

• Эволюция человека(1831)
• Эволюция(562)
• Общие термины по археологии(328)
• Инструменты для археологии(11)
• Предметы материальной культуры(8)
• Места археологических раскопок(4)

Полупроводники(2548) Terms

• Цифровые сигнальные процессоры (ЦСП)(1099)
• Испытательное оборудование(1007)
• Качество полупроводников(321)
• Кремниевые пластины(101)
• Компоненты, части и принадлежности(10)
• Технологическое оборудование(6)

Электротехническое оборудование(1403) Terms

• Топливная батарея(402)
• Конденсаторы(290)
• Моторы(278)
• Генераторы(192)
• Прерыватели цепи(147)
• Блоки питания(77)

Любовь(51) Terms

• Знакомства(35)
• Романтическая любовь(13)
• Платоническая любовь(2)
• Любовь в семье(1)

Все о двигателях постоянного тока с обмоткой серии: что это такое и как они работают

Кажется, невозможно представить мир без электродвигателя.

Все, что используется в повседневной жизни, — автомобиль, бытовая техника, даже розетки, которые дают нам постоянное электричество, — не было бы здесь, если бы не эти очень полезные машины. Благодаря достижениям 19 века и позже мы можем преобразовывать электрический ток в полезное механическое движение для выполнения всевозможных удивительных задач. В этой статье основное внимание будет уделено двигателю постоянного тока, одной из старейших форм электродвигателей, и тому, какую пользу он приносит нам по сей день. Мы специально исследуем двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой (часто называемый «последовательным двигателем постоянного тока»), который почти во всех аспектах подобен другим типам двигателей постоянного тока, но имеет некоторые важные уникальные свойства. Эта статья призвана помочь читателям понять, что такое двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой, как он работает и какие области применения могут быть полезны благодаря этой прочной конструкции электродвигателя.

Что такое двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением и как они работают?

В большинстве случаев серийный двигатель постоянного тока идентичен другим типам коллекторных двигателей постоянного тока по конструкции и работе. Он состоит из двух жизненно важных компонентов, статора и ротора, которые взаимодействуют электрически и магнитно, создавая вращательное движение на выходном валу. Базовая конструкция двигателей постоянного тока относительно проста, упрощенная принципиальная схема показана на рисунке 1:

.

Рисунок 1: Принципиальная принципиальная схема двигателей постоянного тока. На этой диаграмме намеренно неясно показано, где находится поле статора по отношению к якорю; его расположение и источник питания являются основным отличием некоторых двигателей постоянного тока.

Как показано, поле статора воздействует на весь узел ротора, создавая постоянное магнитное поле; это поле может быть создано с помощью постоянного магнита или электромагнита, состоящего из проволочной обмотки (известной как «обмотка возбуждения», как показано на рисунке 1). Источник питания постоянного тока подключен к щеткам, зажимающим ротор, который представляет собой вращающийся узел, содержащий якорь, обмотки якоря, кольца коллектора и выходной вал. Якорь состоит из металлических пластин, в которых размещена обмотка якоря, расположенная вокруг выходного вала. Это непрерывная катушка проводящего провода, которая проходит через пластины якоря и заканчивается на кольцах коммутатора.

Якорь, при питании от защемления щеток на кольцах коллектора, действует как электромагнит и создает собственное магнитное поле так же, как и обмотка возбуждения. Когда оператор включает источник постоянного тока, ток проходит через щетки, через кольца коммутатора и в катушки якоря, где поле якоря начинает противодействовать постоянному магнитному полю статора. Затем ротор магнитным образом «отталкивается» от поля статора, но, поскольку он может вращаться только на месте, он создает полезную механическую мощность на выходном валу.

Зная эту информацию об общей работе двигателя постоянного тока, на Рисунке 2 теперь показано конкретное расположение серийных двигателей постоянного тока:

Рис. 2: Упрощенная принципиальная схема двигателей постоянного тока с последовательной обмоткой. Обратите внимание, как обмотка возбуждения последовательно соединена с узлом ротора.

Изучив рис. 2, становится ясно, почему эти двигатели известны как двигатели постоянного тока с «последовательной обмоткой»; их обмотка возбуждения питается от источника постоянного тока и включена последовательно с обмоткой якоря. Это означает, что тот же ток, который питает обмотки якоря, также питает обмотки возбуждения. Чтобы сделать это эффективно, обмотка возбуждения намотана всего несколькими витками провода большого сечения, чтобы она могла выдерживать полный ток якоря, а также ток статора и обеспечивать минимально возможное сопротивление. Это противоположно шунтирующим двигателям постоянного тока, обмотки возбуждения которых подключаются параллельно якорю, что приводит к различным эффектам (полное объяснение см. в нашей статье о шунтирующих двигателях постоянного тока). Если поменять местами выводы обмотки возбуждения или обмотки ротора, это может привести к изменению направления вращения двигателя на противоположное и сделать эти двигатели реверсивными. Кроме того, с некоторыми незначительными модификациями эти двигатели могут работать от переменного тока и известны как универсальные щеточные двигатели.

Технические характеристики двигателя постоянного тока с обмоткой серии

Существует несколько основных спецификаций, которые могут помочь разработчикам выбрать правильную модель двигателя постоянного тока, и в этой статье мы кратко рассмотрим некоторые из них. Обратите внимание, что двигатели серии постоянного тока имеют больше спецификаций, чем описано в этом разделе, и в нем описаны только основные значения, которые должны быть известны в большинстве случаев.

Номинальное (номинальное) напряжение

Номинальное напряжение описывает источник питания постоянного тока, необходимый для работы двигателя. Это минимальное используемое значение, но допустимо и несколько большее значение. Обратите внимание, что использование более высокого напряжения может привести к повреждению/перегоранию двигателя из-за большого тока в обмотке возбуждения, поэтому следует соблюдать осторожность при превышении номинального напряжения.

Жизнь щетки

В этих двигателях используется механическая коммутация для подключения источника питания к обмоткам якоря; в результате угольные щетки, которые являются точками соединения для этой коммутации, со временем изнашиваются и должны периодически заменяться. Большинство двигателей постоянного тока обеспечивают срок службы используемых щеток (обычно в часах), и важно отслеживать, как долго щетки используются, чтобы предотвратить их повреждение.

Непрерывная и пиковая мощность

Мощность серийного двигателя постоянного тока, выраженная в л.с. или кВт, представляет собой выходную энергию, обеспечиваемую двигателем. Серийный двигатель постоянного тока в непрерывных приложениях должен быть рассчитан на его непрерывную мощность, поскольку пиковая мощность должна использоваться только в течение коротких периодов времени, например, при пуске.

Диапазон скоростей

Двигатели постоянного тока серии

, когда их выходной вал разгружен, будут продолжать ускоряться, пока не разрушат себя. Это является следствием соединения обмотки возбуждения последовательно с якорем и является наиболее существенным недостатком этих двигателей. По этой причине эти двигатели ни при каких обстоятельствах не должны работать без нагрузки и всегда должны быть под нагрузкой. В большинстве листов спецификаций указан безопасный/максимальный диапазон оборотов, при котором эти двигатели не сломаются, и их следует тщательно учитывать при выборе модели двигателя.

Применение и критерии выбора

Из-за больших катушек в обмотках эти двигатели обеспечивают большой пусковой момент на низкой скорости. Обычно они предназначены для создания максимально возможного пускового момента и часто используются в качестве стартеров для других двигателей или в других промышленных приложениях. Как указывалось ранее, их управление скоростью довольно плохое, и управление скоростью достижимо только с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП); однако, как правило, не рекомендуется использовать последовательный двигатель постоянного тока, если для конструкции важно регулирование скорости, поскольку другие электродвигатели были разработаны для достижения этой цели без дополнительных недостатков, таких как синхронные двигатели, асинхронные двигатели и шаговые двигатели (подробнее информацию можно найти в наших статьях все о синхронных двигателях, асинхронных двигателях и шаговых двигателях).

Это не означает, что двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой обязательно менее полезны, чем электродвигатели других конструкций. Их нелинейная скорость и повышенный начальный крутящий момент наиболее эффективно используются с большими грузами, такими как краны, лебедки и другие машины, которые должны перемещать тяжелые грузы медленно, а более легкие — быстрее. Его конструкция с переменной скоростью позволяет использовать его в пылесосах, швейных машинах, электроинструментах, тяговых устройствах, лифтах и ​​многом другом. Это рабочая лошадка современной промышленности и отличная машина, если использовать ее в правильных условиях.

Резюме

В этой статье представлено понимание того, что такое двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.