0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое противо эдс двигателя постоянного тока

УДАЛЕНИЕ ПРОТИВО-ЭДС

Плеяданцы — страшные, но добрые внутри.

Гляжу на небо просветлённым взором,
Я на троих с утра сообразил,
Я этот день люблю как день шахтёора,
Как приздник наших вооруженных сил.
.
Так поцелуемся ж давай прохожий,
Прости меня за скромный интерес,
Мы на людей становимся похоожи,
Давай ещё, — Воистину Воскрес.

Если длительность импульса в таком Адамсе привязать к углу поворота ротора, то его длительность будет постоянна не по времени, а по углу. Тогда с повышением оборотов двигателя длительность импульса будет уменьшаться пропорционально оборотам. Т.о. потребляемая мощность двигателем будет постоянна и не зависеть от оборотов двигателя (естественно в разумных пределах). Так само, как и момент на валу.
А как известно – мощность двигателя пропорциональна оборотам, умноженным на момент на валу.
Тогда получается, что разогнав Адамс (с маховиком) до больших оборотов мы получим большую мощность – обороты большие, а момент прежний, и потребление тоже прежнее..

Ты не прав, я так не думаю и не думал..
противо ЭДС — это генераторная ЭДС), а она возникает при любом изменении МП в катушке! она возникает и при открытом ключе и при закрытом и при движении катушки относительно магнита.. ЭДС самоиндукции (котороя возникает при закрытия ключа, это тоже по этому принципу)при закрытии собственное поле начинает убывать, вот и наводит ЭДС в собственных витках, но только в этом случае ток от ЭДС уже будет совпадать по направлению с убывающим током, в этом случае она будет уже не противо ЭДС, а сонаправленной.

— при закрытом ключе — ток ПЭДС спокойно течёт через обратный диод ключа — тормозя мотор. И его действие зависит только от оборотов — на сегодня нет ключей, не пропускающих обратное напряжение.

И здесь небольшая ошибочка.
При закрытом ключе пртиво ЭДС есть, но ЭДС самоиндукции имеет огромное значение (доходит до нескольких 100В) намного превосходит противо ЭДС от движения, поэтому ток красиво течет через диод в нужном направлении, а направление тока в катушке не меняется (относительно того, что было при открытом ключе) и тем самим эта ЭДС самоиндукции продолжает толкать катушку в том же направлении, хотя ключ уже закрыт и тока от источника мы не потребляем.
Если интересно, у кого остался макетик Адамса, можете проверить, обратный диод на катушку пока не ставьте подключите, запустите, померяйте обороты. далее подключите диод и увидите, что обороты вырасли и оч заметно раза в 1,5, хотя ток потребления не увеличился.

Ты немного не понял, я предлагаю подавать импульс в 10 раз большей амплитуды, но в десять раз короче. Момент на валу во время действия импульса многократно увеличится, но время действия импульса должно быть менше в 10раз, а то и в 100 меньше, тогда средний момент за один оборот вала останется прежним (у нас маховик на валу), вот и получается, что обороты 9при нагрузке) не изменятся, а следовательно и генерируемая противо ЭДС тоже..

Могу и нарисовать, но мной это все илазено с осциллом и все диаграмы реальные, а не только теоретические + реально двигатель начинает разгонятся (без увеличения потребления) при увеличении электрической нагрузки (это когда пытаемся «утилизировать» выбросы самоиндукции, после закрытия ключа), а при полной «закоротке» диодом катушки, обороты получаются максимальны. Это уже практика, а не просто голая теория. Я об этом писал уже 6 лет назад, и как раз на Матриксе:

http://www.matri-x.ru/forum/index.php?/topic/164-%D0%B2%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C/page__st__708

Вот выдержка:
****************
Отправлено 04 ноября 2005 — 20:56

Sib (4.11.2005 — 18:27) писал:

. Если например после прохождения магнита и отключения обмотки от питания отправлять ЭДС в конденсатор то получим нехилую экономию а если эта ЭДС во много раз превышает эдс источника то имеем тот избыток который можно использовать для самоподдержки.
.
Вот в Адамсе, после прохождения магнитом катушек (после короткого импульса в катушках на отталкивание магнита), ток самоиндукции направлен вту же сторону, и если мы в это время нагрузим эту обмотку, то это пойдет на пользу. Появится положительное доп. воздействие.
В эксперименте, при том же потреблении двигателя, обороты двигателя возрастают, при подключении нагрузки. Максимально возрастают при закоротке в этот момент времени.
Но в общем, потребление почти в 2 раза больше, чем моща в нагрузке.

Так я выше говорил о Адамсе, а не о серийных движках..

Можно и так, только не коллекторный и необходимо, ставить датчики положения, что бы импульсы подавать в нужные моменты и на нужные обмотки.

Из личной почты. Электродвигатели без противо ЭДС

Присоединенный к письму файл

Электродвигатели без противоЭДС

Разработана конструкция электродвигателя, потребляющего в несколько раз меньшую электрическую мощность, чем выходная механическая. Теоретические исследования и проведенные практические опыты, подтвердили работоспособность предлагаемой конструкции. Оказалось возможным обойти закон Ленца и создать конструкцию электродвигателя, в котором взаимодействующие магнитные поля не создают противоЭДС. Поэтому с увеличением нагрузки на данный электродвигатель и уменьшение его оборотов, не происходит увеличения потребляемого от источника питания тока. Сейчас в Германии выпускаются двигатели, которые вообще не потребляют тока(работают на энергии постоянных магнитов), но они очень дорогие, требуют дефицитных материалов. Предлагаемый электродвигатель в десятки раз дешевле, для его изготовления требуются самые обычные электротехнические материалы. Он легко регулируется и реверсируется, схема управления тоже простая и недорогая. Вместе с уже разработанными бестопливными генераторами, данный электродвигатель позволяет создавать любые транспортные средства, вообще не требующие никакого топлива, с неограниченным радиусом действия. Трудно даже переоценить значение данного проекта для экономики страны и ее обороноспособности. Найдено несколько вариантов построения подобных электродвигателей. Приглашаю к сотрудничеству заинтересованных предпринимателей, могущих организовать выпуск электротехнической продукции, а также оборонные предприятия России.
С уважением, Юрий Александрович.

Читать еще:  Что плохого в установке контрактного двигателя

Сравнение электродвигателя без противоЭДС с обычным, по мощности потребления.
Для простоты анализа возьмем любой коллекторный или вентильный двигатель. Он состоит из ротора и статора. Обмотки возбуждения могут быть как на роторе со статором, так и только на одном роторе или статоре (если используются постоянные магниты возбуждения). При подаче напряжения на двигатель, ротор и статор начинают двигаться относительно друг друга, при этом в обмотках якоря или статора (если ротор возбуждается постоянными магнитами), индуцируется ЭДС, направленная всегда против напряжения внешнего источника питания. По мере увеличения числа оборотов ротора (действительной или кажущейся линейной скорости движения проводника относительно магнитного поля возбуждения) ток в обмотках под действием этой ЭДС уменьшается, соответственно уменьшается, и вращающий момент. Для его увеличения приходится повышать напряжение (мощность) питания электродвигателя. В современных электродвигателях практически вся мощность, подводимая для питания, расходуется на преодоление противодействующей ЭДС.
Например, серийный электродвигатель постоянного тока типа 4ПН 200S имеет следующие характеристики: мощность 60 кВт; напряжение 440 В; ток 149 А; частота вращения 3150/3500 об/мин; кпд 90,5%; длина статора 377 мм; диаметр ротора 250 мм, напряжение потерь 41,8 В; напряжение на преодоление индуцированной ЭДС 398,2 В; мощность на преодоление потерь 6228 Вт; вращающий момент (3500 об/мин) 164,6 Нм.
Получается, что если мы избавимся от противоЭДС, то для питания двигателя нужен источник напряжения не 440 вольт, а только 42 вольта, при том же токе 150А. Поэтому потребляемая мощность при полной нагрузке составит 6300 ватт при механической выходной мощности 60 кВт. Регулировка выходной мощности двигателя без противоЭДС может осуществляться изменением напряжения питания или импульсным регулированием.

Присоединенный к письму файл

Миф о грядущем топливно-энергетическом кризисе..txt:

Миф о грядущем топливно-энергетическом кризисе.

Что такое противо эдс двигателя постоянного тока

Не имел дела с машинами постоянного тока, у нас везде были асинхронные переменного, но в теории ИМХО так:

При достижении определенной частоты вращения якоря при максимальном напряжении возникает противоэдс, двигатель теряет крутящий момент на валу, если еще увеличить скорость вращения начнется генераторный режим, применительно к ЖД рекуперативное торможение.

Поскольку напряжение поднимать уже некуда (уперлись в электрическую прочность изоляции), а ехать быстрее очень хочется начинают шунтировать ОВ, это приводит к снижению тока в обмотке и поля соответственно, что смещает точку генераторного режима и при той же скорости вращения и напряжении, на валу снова возникает крутящий момент, мощность двигателя возрастает.

А вот почему она возрастает интересно.

А вот почему она возрастает интересно. потому что катушки якоря создают тем большее реактивное сопротивление, чем больше частота проходящего по цепи тока. А частота равна числу раз замыкания-размыкания каждой из обмоток якоря за одну секунду (т.е. удвоенной частоте якоря)

начинают шунтировать ОВ, это приводит к снижению тока в обмоткесуммарный ток через обмотку и шунт наоборот, возрастает. Почему — написано выше.

Вобщем, объясню так. В коллекторном двигателе есть такое понятие, как противоЭДС. Это так сказать, сопротивление якоря. Оно растёт с ослаблением поля якоря, т.к. последний начинает вращаться БЫСТРЕЕ. От чего начинают быстрее переключаться обмотки. От этого поле статора становится сильнее поля якоря, и возрастает противоЭДС, и как следствие активное сопротивление. Ток падает. А вот теперь мы подключили шунт к ОВ. Так вот шунт взял часть тока на себя, поле ослабло. Поле якоря стало сильнее, сопростивление упало, ток возрос. От этого Поднимается мощьность ТЭДа. А тепеь фишка.
Полезная мощьность ТЭД прямопропорциональна току якоря и обратна току статора. Так вот на ослабленном поле у ТЭДа максисальное КПД. Току тратится столько же, а вот полезная мощьность больше. Вот поэтому на шунтах ездить экономней. Проверенно. Но поле бесконечно ослаблять нельзя. Есть определённая кривая ТЭДа. Она зависит от конструкции ТЭД и железа из которого он сделан.

Поскольку напряжение поднимать уже некуда (уперлись в электрическую прочность изоляции), а ехать быстрее очень хочется начинают шунтировать ОВ

Читать еще:  Алгоритм работы асинхронного двигателя

Напряжение на ТЭД не совсем падает. Просто от того что ты дал шунта резко увеличился ток и под действием тока и собственых потерь «просела» ВУ.

ЧТо я и сделал на ВЛ80С-985. Кстати на полном поле куда просче вынести движки при номинальном напряжении, чем на ослабленном, даже при небольшом перенапряжении

Кхм. Ни одного правильного ответа. В целом есть мысли, но от и до — нифига.
Значит так:
Наш объект исследований — один ТЭД электровоза (последовательно соединенные обмотка якоря (ОЯ) и обмотка возбуждения (ОВ) и, замыкающий цепь, включенный им последовательно источник напряжения (U = const).
Первое. Замыкаем цепь, электровоз стоит — частота вращения вала ТЭД нулевая (n = 0). Через двигатель пошел ток, определяемый только его сопротивлением (Rоя + Rов). У двигателя появился крутящий момент, равный:
M = с1*Iя*Ф;
где Iя — ток якоря (и на данный момент всего двигателя, т.е. и ОВ тоже);
Ф — магнитный поток обмотки возбуждения, который, грубо говоря пропорционален ее току;
с1 — постоянный коэффициент.
Т.е. чем больше токи ОВ и ОЯ, тем ТЭД сильнее тянет.
Второе. Появилась сила тяги (момент), электровоз поехал. И, так как любая электрическая машина обратима, то двигатель «стал» генератором, вернее пытается им стать .
ЭДС, вырабатываемая в ОЯ равна:
Eя = c2*Ф*n;
где n — частота вращения вала ТЭД (ну или скорость электровоза);
с2 — также постоянный коэффициент.
Следовательно напряжение, приложенное к сопротивлению обмоток ТЭД, снижается (ведь появилась генераторная ЭДС, направленная против напряжения, приложенного к двигателю). Ток двигателя начинает падать.
Вместе с ним падает магнитный поток ОВ (он же пропорционален току).
А еще вместе падает сила тяги — это же произведение Ф и Iя.
Наступает такой момент, когда сила тяги сровнялась с сопротивлением движению на данной скорости и ток больше не падает, а скорость не растет.
// Необольшое отступление: рассмотрен безреостатный пуск без перегруппировки. Камни не кидать — текст учебный. ))))
Что же делать?
Чтобы увеличить силу тяги надо увеличить ток ОЯ или Ф.
— Если увеличить Ф, то возрастет и ЭДС (см. вторую формулу) следовательно ток упадет. Плохо.
— Увеличить ток ОЯ сам по себе сложно (там же последовательное соединение ОЯ и ОВ).
А вот если уменьшить Ф? Шунтируем ОВ резистором. Часть тока пойдет через резистор и ток ОВ уменьшится. А вот ток ОЯ напротив увеличиться, ведь общее сопротивление движка стало меньше. Так как ток ОВ уменьшился, то уменьшился Ф.
Посмотрим по второй формуле: уменьшился магнитный поток ОВ, следовательно ЭДС якоря упала. Увеличивается общий ток и ток якоря двигателя. Момент на валу ТЭД начинает также увеличиваться. Увеличивается скорость. и т.д.

Если быть внимательным, то можно заметить, что при уменьшении магнитного потока Ф, которое достигается при шунтировании ОВ резистором (а это и есть ослабледние поля), один множитель формулы момента на валу растет (Iя), а другой уменьшается (Ф). Но из-за нелинейной зависимости Ф от Iов ток якоря растет сильнее, чем уменьшается магнитный поток, и, следовательно, ослабление поля позволяет увеличить силу тяги (и скорость) электровоза без дополнительного увеличения напряжения на ТЭД.

P.S. И еще маленькое замечание: коэффициенты с1 и с2 зависят от параметров тягового двигателя, а также от используемых единиц измерения. Если все мерить в системе СИ (даже частоту вращения в рад/сек), то эти коэффициенты равны между собой и рассчитываются исходя из параметров обмоток двигателя.

Хочу добавить к сказанному Aleks’ом. Для лучшего восприятия.

Подключение сопротивления параллельно ОВ ТЭД правильнее называть не ослаблением поля, а увеличением тока якоря.

Замечу, что при одном токе якоря сила тяги ТЭД ниже при ослабленном поле.

Евгению: КПД двигателя в режиме ОВ ниже. Сопротивление в цепи ТЭД — оно что, КПД повышает?

Забору: ТЭД последовательного возбуждения не перейдёт автоматически в режим электрического торможения, если его раскрутить посильнее. Если на валу двигателя нет нагрузки, он пойдёт вразнос, пока не развалится (обычно разрывается бандаж якоря и разваливается его обмотка + круговой огонь).

Аналитику: электрическое торможение и реализуется переключением ТЭДов с последовательного на независимое возбуждение. Беда в том, что получение требуемых характеристик ЭПС при этом требует довольно сложной аппаратуры и, желательно, электронного управления. Это стало возможным у нас не так давно, да и то ещё не совсем получается (пример — ЭС4К).

Что если подключить ОВ и ОЯ к разным источникам? Это называлось ВЛ12 и было дорого и сложно.

позволяет реализовать ещё несколько интересных моментов вроде рекуперации (или я заблуждаюсь и оно реализуется совсем не так?) Именно так. ОВ запитывается от возбудителя (или ВУВ на переменниках) с измененным относительно тяги направлением тока.

Подключение сопротивления параллельно ОВ ТЭД правильнее называть не ослаблением поля, а увеличением тока якоря. Правильнее как раз-таки «ослабление поля» или «ослабление возбуждения» (старый вариант). ГОСТ такой.

Читать еще:  Где делают самые лучшие ракетные двигатели в мире

Правильнее как раз-таки «ослабление поля» или «ослабление возбуждения» (старый вариант). ГОСТ такой.

Я имел ввиду физический смысл.

Чтобы разогнаться дальше — нужно увеличить силу тяги, для этого нужно увеличить ток якоря, для чего можно зашунтировать ОВ, чтобы снизить ЭДС вращения.

Дык я же не без нагрузки предлагал раскручивать, имелось в виду принудительное раскручивание вала при том же напряжении.

А кстати почему не перейдет в режим генератора?

. Что если подключить ОВ и ОЯ к разным источникам?
Получится схема с независимым возбуждением.

В этом случае ослабление поля можно сделать плавным.

Дык я же не без нагрузки предлагал раскручивать, имелось в виду принудительное раскручивание вала при том же напряжении.

А кстати почему не перейдет в режим генератора?

Ну вот представьте: частота вращения двигателя постоянного тока

где
U — напряжение, приложенное к цепи двигателя;
Ia — ток якоря;
R — суммарное сопротивление цепи якоря двигателя;
Ce — машинная постоянная;
Ф — магнитный поток главных полюсов.

Таким образом, частота вращения обратно пропорциональна току нагрузки. При нагрузке на валу менее примерно 25% от номинальной и номинальном напряжении двигатель идёт вразнос.

Если же мы понизим напряжение и попытаемся подкрутить двигатель от внешнего источника мех. энергии, компенсируя потери на трение, ЭДС вращения будет увеличиваться до тех пор (одновременно ограничивая ток двигателя), пока потребление энергии двигателем не сведётся только к нагреву обмоток Ia^2*R. Частота вращения же может быть какой угодно.

В пределе (R=0) ЭДС вращения сравняется с напряжением питания и всё — тока нет, возбужения нет и взяться ему неоткуда.

Поэтому генератор последовательного возбуждения самостоятельно работать не может, всегда нужно начальное возбуждение. Да и по характеристикам такой никому не нужен.

Устройство двигателя и генератора

Устройство двигатель и генератора одинаково. Это одна и та же машина постоянного тока. Замечательной особенностью машины постоянного тока является её обратимость, т. е. возможность использования одной и той же машины, как для преобразования механической энергии в электрическую (при её работе в режиме генератора), так и для преобразования электрической энергии в механическую (при её работе в режиме двигателя).

У любой машины постоянного тока есть 2-е основные части: корпус, якорь.

1. Корпус-создаёт магнитное поле и состоит из электромагнитов (катушек возбуждения) и магнитопровода (стальной трубы). Сердечники магнитов называются полюсами.

В эл. схеме условно изображается только обмотки возбуждения.

2. Якорь— Это подвижная часть машины. Представляют собой систему множества проводников, в форме рамочек, которые работают в магнитном поле машины, так называемая обмотка якоря.

Составные части — вал якоря; сердечник; обмотки якоря; пластины коллектора;

В эл. схеме условно изображается только обмотки якоря.

Двигатель 1) Корпус – создаёт магнитное поле в машине. В схеме — 2) Якорь – система проводников в магнитном поле — вращается, если по нему потечёт ток. В схеме — Чтобы машина постоянного тока работала в режиме двигателя нужно на обмотку якоря и обмотку возбуждения подать ток.Генератор 1) Корпус– создаёт магнитное поле в машине. В схеме — 2) Якорь – система проводников в магнитном поле – вырабатывает ЭДС (Е), если его вращать. В схеме — Чтобы машина постоянного тока работала в режиме генератора нужно на обмотку возбуждения подать ток, а якорь вращать с помощью механической силы, и тогда в обмотках якоря появиться ЭДС индукции.

Способы возбуждение электрических машин.

«ПРОТИВО- ЭДС» двигателя.

Чтобы машина работала двигателем необходимо подать ток на обмотку якорь и на обмотки возбуждения, тогда якорь начнёт ↻ вращаться. (смотри — правило N левой руки),

При вращении якоря, его обмотка пересекает силовые линии магнитного поля обмоток возбуждения. По этому в ней, по закону электромагнитной индукции (смотри — правило I правой руки)

возникает ЭДС индукции.

Направление этой электродвижущей силы будет противоположно приложенному на двигатель напряжению и поэтому она называется – «ПРОТИВО-ЭДС» двигателя.

где, E – противо-ЭДС

N – Скорость вращения вала двигателя

Ф – Магнитный поток

с — постоянный коэффициент(конструкции двигателя)

Вывод:

A «ПРОТИВО-ЭДС» появляется и нарастает при увеличении скорости вращения

Якоря двигателя.

A «ПРОТИВО-ЭДС» уменьшает ток якоря двигателя.

Реостатный пуск двигателя

При пуске двигателя в начальный момент скорость вращения равна нулю, значит

и «противо ЭДС» равна нулю.

Поэтому пусковой ток в этом случае равен Iякоря = U

r якоря

и поскольку r якоря (сопротивление якоря) мало, то в период пуска через якоря идёт очень большой ток.

Поэтому, для предотвращения токовых перегрузок, в цепь обмотки якоря последовательно включают дополнительное сопротивление (т. наз. пусковой реостат), что даёт возможность уменьшить величину пускового тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector