[ Pobierz całość w formacie PDF ]

mechanicznej n = f(M) przy U = const i If = const opisanej zależnością matematyczną:
M
U cM Å"¦ U M
n = - = -
"Rac "Rac
cE Å"¦ cE Å"¦ cE Å"¦ cE Å"cM Å"¦2
lub zewnętrznej n = f(I) przy U = const i If = const, którą teoretycznie można wyznaczyć
z zależności:
U Ia
n = -
"Rac
cE Å"¦ cE Å"¦
oraz charakterystyki momentu M = f(I) przy U = const i If = const, którą ogólnie opisuje
zależność matematyczna:
M = cM¦Ia
gdzie: cM i cE  stałe konstrukcyjne maszyny,
¦  strumieÅ„ wzbudzenia,
£Rac  suma rezystancji obwodu twornika,
Ia  prÄ…d twornika,
U  napięcie twornika, zasilające silnik.
Charakterystyki zewnętrzna i mechaniczna mają podobny przebieg i bardzo często
w literaturze charakterystyka zewnętrzna nazywana jest mechaniczną.
Jeśli silnik będzie zasilany tak, aby prądy w uzwojeniach wzbudzenia i twornika płynęły
od  1 (A1, E1, F1, D1) do  2 (A2, E2, F2, D2) lub odwrotnie, wirnik będzie wirował
w prawo. Aby zmienić kierunek wirowania wirnika, należy zmienić zwrot prądu w jednym
z uzwojeń (stojana lub wirnika). Ze względu na pracę silnika nie ma to większego znaczenia.
Jednak, gdy maszyna jest przewidywana jako prądnica bocznikowa, należy zawsze stosować
przepływ prądu od E1 do E2, czyli zmieniać można jedynie zwrot prądu w wirniku
(tworniku).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
 Silnik obcowzbudny i bocznikowy
Przy stałej wartości napięcia twornika silnik obcowzbudny zachowuje się tak samo jak
silnik bocznikowy. Oba typy silników mają analogiczne właściwości ruchowe.
W idealnym przypadku charakterystyka mechaniczna (rys. 33a) będzie prostą opadającą
(krzywa 1). Poprzeczne oddziaływanie twornika osłabia strumień i rzeczywista
charakterystyka opada wolniej (rys. 33a  krzywa 2). Przy bardzo silnej reakcji twornika
(rozmagnesowującego oddziaływania twornika) charakterystyka może wznosić się do góry.
Jest to zjawisko niepożądane, gdyż może grozić rozbieganiem silnika.
Ia = I b) I
a)
Ia If
A1
A1
U
U
M
_
M
_
F1 F2
E2 E1
If
A2
A2
Uf
Rys. 32. Schemat układu połączeń uzwojeń silnika: a) obcowzbudnego, b) bocznikowego
M
n
a) b)
n0
nN
2
1
M
I
0 0
MN
Rys. 33. Charakterystyka: a) mechaniczna, b) momentu silnika obcowzbudnego i bocznikowego
Z charakterystyki mechanicznej wyznacza się zmienność prędkości:
n0 - nN
´n = 100%
nN
Zalety:
 maÅ‚a zmienność prÄ™dkoÅ›ci ´n = (2÷5)% nN  silniki te majÄ… charakterystykÄ™ sztywnÄ…,
nazywanÄ… również bocznikowÄ… (´n d" 10%).
Wady:
 duży prÄ…d rozruchowy (prÄ…d zwarcia przy rozruchu bezpoÅ›rednim Ir = 10÷30 IN)
 włączenie rezystancji w obwód wirnika powoduje wzrost zmienności prędkości, przy
dużej wartości rezystancji w obwodzie wirnika charakterystyka traci sztywność.
Silnik szeregowy
Uzwojenie wzbudzenia połączone jest szeregowo z uzwojeniem twornika, czyli
I = Ia = If
Wzrost prądu obciążenia powoduje wzrost strumienia wzbudzenia. Dla małych wartości
prÄ…du obciążenia można przyjąć liniowÄ… zależność miÄ™dzy prÄ…dem I i strumieniem ¦
¦ = cI
Moment elektromagnetyczny opisuje zależność:
M = cMcI2
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
Dla dużych prądów charakterystyka magnesowania wchodzi w zakres nasycenia
i strumień praktycznie nie zależy od prądu obciążenia, a więc moment elektromagnetyczny
opisuje zależność liniowa: M = cM¦I
M
a)
c)
b)
n
MN
If = Ia = I
A1
U
nN
M
_
D1 D2
A2
M
I
0 MN
IN
Rys. 34. a) Schemat układu połączeń uzwojeń silnika szeregowego, b) charakterystyka mechaniczna,
c) charakterystyka momentu
Zalety:
 duży moment rozruchowy,
 zależność momentu od kwadratu prądu obciążenia, dzięki czemu przy dużych zmianach
momentu hamującego występują znacznie mniejsze zmiany prądu obciążenia.
Wady:
 duża zmienność prędkości (rys. 34b)  silniki te mają charakterystykę elastyczną,
miękką, nazywaną również szeregową,
 niebezpieczeństwo rozbiegania silnika na biegu jałowym, dlatego powinien on zawsze
pracować pod obciążeniem,
 duży prÄ…d rozruchowy (przy rozruchu bezpoÅ›rednim prÄ…d zwarcia Ir = 10÷30 IN).
Silnik szeregowo-bocznikowy
Właściwości tego silnika są pośrednie między silnikiem bocznikowym i szeregowym
w zależności od udziału przepływów szeregowego i bocznikowego. Przepływ szeregowy ma
niewielki udział i zazwyczaj uzwojenie szeregowe włącza się tak, aby wspomagało przepływ
uzwojenia bocznikowego. W silniku tym nie ma niebezpieczeństwa rozbiegania przy biegu
jałowym. Przy włączeniu uzwojenia szeregowego przeciwnie uzyskuje się wznoszącą
charakterystykÄ™ mechanicznÄ… i praca silnika jest niestabilna.
n
a)
b)
1
n0
Ifb
I 2
Ia
A1
U
M
_
D1
D2 E1
E2
A2 M
MN
Rys. 35. a) Schemat układu połączeń uzwojeń silnika szeregowo-bocznikowego, b) charakterystyka
mechaniczna: 1  przeciwne połączenie uzwojeń wzbudzenia, 2  zgodne połączenie uzwojeń wzbudzenia
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
Właściwości ruchowe silników komutatorowych prądu przemiennego [ Pobierz całość w formacie PDF ]