Mootori skeem. Mootori järjestusskeem ergastus on näidatud joonisel fig. 1.31. Mootori poolt võrgust tarbitav vool voolab läbi armatuuri ja armatuuriga järjestikku ühendatud väljamähise. Seetõttu I = I i = I sisse.
Armatuuriga on järjestikku ühendatud ka käivitusreostaat R p, mis sarnaselt paralleelse ergutusmootoriga eemaldatakse pärast vabastamist.
Mehaaniline võrrandomadused. Mehaanilise karakteristiku võrrandi võib saada valemist (1.6). Koormusvoolude korral, mis on väiksemad kui (0,8 - 0,9) I nom, võime eeldada, et mootori magnetahel ei ole küllastunud ja magnetvoog Ф on võrdeline vooluga I: Ф = kI, kus k = konst. (Suuremate voolude korral koefitsient k väheneb veidi). Asendades Φ punktis (1.2), saame M = C m kI, kust
Asendame Ф väärtusega (1.6):
n= 
(1.11)
(1.11) vastav graafik on toodud joonisel fig. 1,32 (kõver 1). Kui koormusmoment muutub, muutub mootori pöörlemiskiirus järsult - seda tüüpi omadusi nimetatakse pehmeks. Tühikäigul, kui M » 0, suureneb mootori pöörlemissagedus määramata ajaks ja mootor "loobub". 
Jadaergastusega mootori tarbitav vool suureneb koormuse suurenedes vähem kui paralleelergastusega mootoril. Seda seletatakse asjaoluga, et samaaegselt voolu suurenemisega suureneb ergutusvoog ja pöördemoment võrdub koormusmomendiga väiksema voolu korral. Seda järjestikuse ergutusmootori funktsiooni kasutatakse mootori märkimisväärse mehaanilise ülekoormuse korral: elektrifitseeritud transpordis, tõste- ja transpordimehhanismides ning muudes seadmetes.
Sageduse reguleeriminepöörlemine. Mootori pöörlemiskiiruse juhtimine alalisvool, nagu eespool öeldud, on võimalik kolmel viisil.
Ergutuse muutmist saab teha ergutusmähisega paralleelse reostaadi R p1 sisselülitamisega (vt joonis 1.31) või armatuuriga paralleelse reostaadi R p2 sisselülitamisega. Kui reostaat R р1 on sisse lülitatud paralleelselt ergutusmähisega, saab magnetvoogu Ф vähendada nimiväärtusest miinimumini Ф min. Sel juhul mootori pöörlemissagedus suureneb (valemis (1.11) koefitsient k väheneb). Sellele juhtumile vastavad mehaanilised omadused on näidatud joonisel fig. 1.32, kõverad 2, 3. Reostaadi sisselülitamisel paralleelselt armatuuriga suureneb väljamähises vool, magnetvoog ja koefitsient k ning mootori pöörlemiskiirus väheneb. Selle juhtumi mehaanilised omadused on näidatud joonisel fig. 1.32, kõverad 4, 5. Pöörlemisjuhtimist armatuuriga paralleelselt ühendatud reostaadiga kasutatakse siiski harva, kuna vähenevad reostaadi võimsuskadud ja mootori efektiivsus.
Pöörlemiskiiruse muutmine armatuuriahela takistuse muutmisega on võimalik reostaadi R p3 jadamisi ühendamisel armatuuriahelaga (joon. 1.31). Reostaat R p3 suurendab armatuuriahela takistust, mis viib pöörlemiskiiruse vähenemiseni loomuliku karakteristiku suhtes. (Punktis (1.11) peate R i asemel asendama R i + R p3.) Selle juhtimismeetodi mehaanilised omadused on toodud joonisel fig. 1.32, kõverad 6, 7. Sellist regulatsiooni kasutatakse suhteliselt harva suurte kadude tõttu kontrollreostaadis.
Lõpuks on pöörlemiskiiruse reguleerimine võrgupinge muutmise teel, nagu paralleelselt ergastavatel mootoritel, võimalik ainult pöörlemiskiiruse vähendamise suunas, kui mootorit toidetakse eraldi generaatorist või juhitavast alaldist. Selle juhtimismeetodi mehaanilised omadused on näidatud joonisel fig. 1.32, kõver 8. Kui on kaks mootorit, mis töötavad ühisel koormusel, saavad nad lülituda paralleelühenduselt jadaühendusele, mõlemal mootoril on pinge U poole võrra ja pöörlemiskiirus väheneb vastavalt.
Mootori pidurdusrežiimidjärjestikune erutus. Regeneratiivpidurdusrežiim koos võrgu energiavarustusega on jadaergastusega mootoris võimatu, kuna pole võimalik saada pöörlemiskiirust n>n x (n x = ).
Pöördpidurdusrežiimi saab saavutada, nagu ka paralleelse ergutusmootori puhul, vahetades armatuurimähise või väljamähise juhtmeid.
Elektrimootorid on masinad, mis suudavad elektrienergiat mehaaniliseks energiaks muuta. Sõltuvalt tarbitava voolu tüübist jagatakse need vahelduv- ja alalisvoolumootoriteks. See artikkel keskendub viimastele, mida lühendatakse kui DBT. Alalisvoolumootorid ümbritsevad meid iga päev. Need on varustatud akutoitega elektritööriistade, elektrisõidukite, mõne tööstusmasina ja palju muuga.
Disain ja tööpõhimõte
DPT struktuur meenutab sünkroonset elektrimootorit vahelduvvoolu, erinevus nende vahel on ainult tarbitava voolu tüübis. Mootor koosneb statsionaarsest osast - staatorist või induktiivpoolist, liikuvast osast - armatuurist ja harjakollektori seadmest. Induktiivpooli saab teha püsimagneti kujul, kui mootor on väikese võimsusega, kuid sagedamini on see varustatud kahe või enama poolusega ergutusmähisega. Armatuur koosneb juhtmete (mähiste) komplektist, mis on fikseeritud soontesse. IN kõige lihtsam mudel DPT-d kasutasid ainult ühte magnetit ja raami, millest vool läbis. Seda kujundust võib pidada ainult lihtsustatud näiteks, samas kui kaasaegne disain on täiustatud versioon, mis on keerukama struktuuriga ja arendab vajalikku võimsust. 
DPT tööpõhimõte põhineb Ampere'i seadusel: kui laetud traatraam asetada magnetvälja, hakkab see pöörlema. Seda läbiv vool moodustab enda ümber oma magnetvälja, mis kokkupuutel välisega magnetväli hakkab raami pöörama. Ühe kaadri puhul jätkub pöörlemine seni, kuni see võtab välise magnetväljaga paralleelselt neutraalasendi. Süsteemi liikuma panemiseks tuleb lisada veel üks kaader. Kaasaegsetes DPT-des asendatakse raamid armatuuriga koos juhtmete komplektiga. Juhtidele rakendatakse voolu, mis laeb neid, mille tulemusena tekib armatuuri ümber magnetväli, mis hakkab interakteeruma väljamähise magnetväljaga. Selle interaktsiooni tulemusena pöörleb ankur teatud nurga all. Edasi läheb vool järgmistesse juhtmetesse jne.
Armatuurjuhtmete vaheldumisi laadimiseks kasutatakse spetsiaalseid grafiidist või vase-grafiidi sulamist valmistatud harju. Nad mängivad kontaktide rolli, mis sulgevad elektriahela juhtmepaari klemmidega. Kõik klemmid on üksteisest isoleeritud ja ühendatud kollektoriüksuseks - mitmest lamellist koosnevaks rõngaks, mis asub armatuuri võlli teljel. Mootori töötamise ajal sulgevad kontaktharjad vaheldumisi lamellid, mis võimaldab mootoril ühtlaselt pöörlema hakata. Mida rohkem juhte armatuuril on, seda ühtlasemalt DPT töötab. 
Alalisvoolumootorid jagunevad:
— sõltumatu ergutusega elektrimootorid;
— iseergastusega (paralleel-, jada- või segatud) elektrimootorid.
Sõltumatu ergutusega DPT-ahel näeb ette ergutusmähise ja armatuuri ühendamise erinevate toiteallikatega, nii et need ei oleks omavahel elektriliselt ühendatud.
Paralleelne ergutus realiseeritakse induktiivpooli ja armatuuri mähiste paralleelsel ühendamisel ühe toiteallikaga. Neil kahel mootoritüübil on rasked tööomadused. Nende töövõlli pöörlemiskiirus ei sõltu koormusest ja seda saab reguleerida. Sellised mootorid on leidnud rakendust muutuva koormusega masinates, kus on oluline reguleerida võlli pöörlemiskiirust
Jadaergastusega on armatuur ja väljamähis ühendatud järjestikku, seega väärtus elektrivool neil on sama asi. Sellised mootorid on töös “pehmemad”, suurema kiiruse reguleerimisvahemikuga, kuid nõuavad võllile pidevat koormust, vastasel juhul võib pöörlemiskiirus jõuda kriitilise punktini. Neil on suur käivitusmoment, mis teeb käivitamise lihtsamaks, kuid võlli pöörlemiskiirus sõltub koormusest. Neid kasutatakse elektrisõidukites: kraanates, elektrirongides ja linnatrammides.
Segatüüpi, kus üks ergutusmähis on ankruga ühendatud paralleelselt ja teine järjestikku, on haruldane.
Lühike loomislugu
Loomise ajaloo teerajaja elektrimootorid sai M. Faraday. Ta ei suutnud luua täieõiguslikku töötavat mudelit, kuid just tema tegi selle avastuse, mis selle võimalikuks tegi. 1821. aastal viis ta läbi katse, kasutades elavhõbedasse pandud laetud traati magnetiga vannis. Magnetväljaga suheldes hakkas metalljuht pöörlema, muutes elektrivoolu energiaks mehaaniline töö. Tolleaegsed teadlased töötasid selle nimel, et luua masin, mille töö põhineks sellel efektil. Taheti saada mootorit, mis töötaks kolvipõhimõttel ehk nii, et töövõll liiguks edasi-tagasi.
1834. aastal loodi esimene alalisvoolu elektrimootor, mille töötas välja ja lõi vene teadlane B. S. Jacobi. Just tema tegi ettepaneku asendada võlli edasi-tagasi liikumine selle pöörlemisega. Tema mudelis suhtlesid kaks elektromagnetit üksteisega, pöörates võlli. 1839. aastal katsetas ta edukalt DPT-ga varustatud paati. Selle edasine ajalugu jõuseade, sisuliselt on Jacobi mootori täiustamine.
DBT omadused
Nagu muud tüüpi elektrimootorid, on ka DPT töökindel ja keskkonnasõbralik. Erinevalt vahelduvvoolumootoritest saab seda reguleerida laias võlli kiiruse ja sageduse vahemikus ning seda on lihtne käivitada. 
Alalisvoolumootorit saab kasutada nii mootorina kui ka generaatorina. Samuti on võimalik muuta võlli pöörlemissuunda, muutes voolu suunda armatuuris (kõikidele tüüpidele) või väljamähises (järjestikulise ergastusega mootorite puhul).
Pöörlemiskiiruse reguleerimine saavutatakse muutuva takistuse ühendamisega ahelaga. Järjestikulise ergastusega asub see armatuuri ahelas ja võimaldab vähendada kiirust vahekorras 2:1 ja 3:1. See valik sobib seadmetele, millel on pikaajaline passiivsus, kuna reostaat kuumeneb töötamise ajal oluliselt. Kiiruse suurendamine tagatakse reostaadi ühendamisega ergutusmähise ahelaga.
Shunt-keritud mootorite puhul kasutatakse armatuuriahelas ka reostaate, et vähendada kiirust 50% piires nimiväärtustest. Ergutusmähise ahela takistuse seadistamine võimaldab suurendada kiirust kuni 4 korda.
Reostaatide kasutamine on alati seotud märkimisväärsete soojuskadudega, nii et tänapäevastes mootorimudelites asendatakse need nendega elektroonilised ahelad, mis võimaldab teil juhtida kiirust ilma oluliste energiakadudeta.
Alalisvoolumootori efektiivsus sõltub selle võimsusest. Madala võimsusega mudelid on madala kasuteguriga, nende kasutegur on umbes 40%, samas kui 1000 kW mootorite kasutegur võib olla kuni 96%.
DBT eelised ja puudused
Alalisvoolumootorite peamised eelised on järgmised:
— disaini lihtsus;
- töö lihtsus;
— võlli pöörlemiskiiruse reguleerimise võimalus;
— lihtne käivitamine (eriti järjestikulise ergastusega mootorite puhul);
— võimalus kasutada generaatoritena;
- kompaktsed mõõtmed.
Puudused:
- neil on "nõrk lüli" - grafiitharjad, mis kuluvad kiiresti, mis piirab nende kasutusiga;
- kõrge hind;
— võrguga ühendamisel vajavad nad voolualaldeid.
Kohaldamisala
Alalisvoolumootoreid kasutatakse transpordis laialdaselt. Neid paigaldatakse trammidele, elektrirongidele, elektriveduritele, auruveduritele, mootorlaevadele, kalluritele, kraanadele jne. Lisaks kasutatakse neid tööriistades, arvutites, mänguasjades ja liikuvates mehhanismides. Neid võib sageli leida tootmismasinatel, kus on vaja reguleerida töövõlli kiirust laias vahemikus.
Jadaergastusega mootoris, mida mõnikord nimetatakse jadamootoriks, on väljamähis ühendatud järjestikku armatuurimähisega (joonis 1). Sellise mootori puhul on võrdus I =I a =I tõene, seetõttu sõltub selle magnetvoog Ф koormusest Ф=f(I a). Selles peamine omadus seeria ergutusmootor ja see määrab selle omadused.
Riis. 1 – jadaergastusega elektrimootori skeem
Iseloomulik kiirus tähistab sõltuvust n=f(I a), kui U=U n. Seda ei saa analüütiliselt täpselt väljendada kogu koormuse muutuste vahemikus tühikäik nominaalseks, kuna puudub otsene proportsionaalne seos I a ja Ф vahel Olles aktsepteerinud eeldust Ф = кI a, kirjutame kiiruskarakteristiku analüütilise sõltuvuse kujule
Koormusvoolu suurenedes rikutakse kiiruskarakteristiku hüperboolsust ja see läheneb lineaarsele, kuna kui masina magnetahel on küllastunud kasvava vooluga Ia, jääb magnetvoog peaaegu konstantseks (joonis 2). Karakteristiku kalle sõltub ?r väärtusest.
Riis. 2 - järjestikuse ergutusmootori kiiruse karakteristikud
Seega muutub seeriamootori kiirus koormuse muutumisel järsult ja seda omadust nimetatakse "pehmeks".
Madalatel koormustel (kuni 0,25 tolli) võib jadaergastatud mootori kiirus tõusta ohtlike piirideni (mootori "võidusõit"), seega ei ole selliste mootorite tühikäik lubatud.
Pöördemomendi tunnusjoon on sõltuvus M=f(I a) juures U=U n. Kui eeldame, et magnetahel ei ole küllastunud, siis Ф = кI a ja seetõttu on meil
M = s m I a F = s m kI a 2
See on ruutparabooli võrrand.
Pöördemomendi tunnuskõver on näidatud joonisel 3.8. Kui vool Ia suureneb, mootori magnetsüsteem küllastub ja karakteristik läheneb järk-järgult sirgjoonele.
Riis. 3 – järjestikulise ergutusmootori pöördemomendi karakteristikud
Seega arendab jadaergastatud elektrimootor pöördemomenti, mis on võrdeline I a 2-ga, mis määrab selle peamise eelise. Kuna käivitamisel I a = (1.5..2)I n, arendab jadaergastusega mootor võrreldes paralleelergastusega mootoritega oluliselt suuremat käivitusmomenti, mistõttu kasutatakse seda laialdaselt raskete käivituste ja võimalike ülekoormuste tingimustes.
Mehaanilised omadused tähistab sõltuvust n=f(M), kui U=U n. Selle karakteristiku analüütilise avaldise saab ainult erijuhul, kui masina magnetahel on küllastumata ja voog Ф on võrdeline armatuuri vooluga I a. Siis saame kirjutada
Lahendades võrrandid koos, saame
need. Järjestikuse ergutusmootori ja ka kiire mootori mehaaniline karakteristik on olemuselt hüperboolne (joonis 4).
Riis. 4 - Järjestikulise ergutusmootori mehaanilised omadused
Tõhususe omadused jadaergastatud mootoril on elektrimootorite jaoks tavaline vorm ().
Vaadeldavates mootorites on ergutusmähis tehtud väikese pöörete arvuga, kuid on mõeldud suurte voolude jaoks. Kõik nende mootorite omadused on seotud asjaoluga, et väljamähis on sisse lülitatud (vt joonis 5.2, V) järjestikku armatuurimähisega, mille tulemusena on ergutusvool võrdne armatuuri vooluga ja tekkiv voog Ф võrdeline armatuuri vooluga:
Kus A=/(/ i) - mittelineaarne koefitsient (joonis 5.12).
Mittelineaarsus A on seotud mootori magnetiseerimiskõvera kuju ja armatuuri reaktsiooni demagnetiseeriva toimega. Need tegurid ilmnevad siis, kui /i > /yang (/yang on armatuuri nimivool). Väiksematel vooludel A võib pidada konstantseks väärtuseks ja kui /i > 2/i n mootor on küllastunud ja voog sõltub armatuuri voolust vähe.
Riis. 5.12.
Järjestikuse ergutusmootori põhivõrrandid, erinevalt sõltumatute ergutusmootorite võrranditest, on mittelineaarsed, mis on seotud ennekõike muutujate korrutisega:
Kui armatuuriahela vool muutub, muutub magnetvoog F, mis põhjustab masina magnetahela massiivsetes osades pöörisvoolu. Pöörisvoolude mõju saab mootorimudelis arvesse võtta võrrandiga kirjeldatud ekvivalentse lühisahela kujul
ja armatuuri vooluringi võrrand on järgmine:
kus w B, w B t - väljamähise keerdude arv ja samaväärne pöörisvoolude keerdude arv.
Püsiseisundis
(5.22) ja (5.26) põhjal saame avaldised jadaergastatud alalisvoolumootori mehaaniliste ja elektromehaaniliste omaduste kohta:
Esimesel lähenemisel võib järjestikuse ergutusmootori mehaanilisi omadusi, võtmata arvesse magnetahela küllastust, esitada hüperboolina, mis ei ristu ordinaatteljega. Kui paned L I ts = /? mina +/? в = 0, siis karakteristik ei ristu abstsisstelljega. Seda omadust nimetatakse täiuslik. Mootori tegelik loomulik omadus ületab x-telge ja magnetahela küllastumise tõttu suuremate pöördemomentide korral M n sirgub (joon. 5.13).
Riis. 5.13.
Jadaergutusmootori omaduste iseloomulik tunnus on ideaalse tühikäigupunkti puudumine. Koormuse vähenemisel kiirus suureneb, mis võib põhjustada mootori kontrollimatut kiirendamist. Sellist mootorit on võimatu koormata jätta.
Jadaergastusega mootorite oluline eelis on nende suur ülekoormusvõime madalatel pööretel. 2-2,5-kordse voolu ülekoormuse korral arendab mootor pöördemomenti 3,0...3,5 M n. See asjaolu määras järjestikuste ergutusmootorite laialdase kasutamise elektriajamina Sõiduk, mille jaoks on startimisel vaja maksimaalseid momente.
Jadaergastatud mootorite pöörlemissuuna muutmist ei saa saavutada armatuuriahela toite polaarsuse muutmisega. Jadaergastusega mootorites on tagurdamisel vaja muuta voolu suunda ühes armatuuriahela osas: kas armatuurimähises või väljamähises (joon. 5.14).
Riis. 5.14.
Pöörete ja pöördemomendi reguleerimise tehismehaanilisi omadusi saab saada kolmel viisil:
- lisatakistuse sisseviimine mootori armatuuri ahelasse;
- mootori pinge muutmine;
- armatuuri mähisest möödasõit lisatakistusega. Kui armatuuri ahelasse sisestatakse täiendav takistus, väheneb mehaaniliste omaduste jäikus ja käivitusmoment. Seda meetodit kasutatakse jadaergastatud mootorite käivitamisel, mis saavad toidet reguleerimata pingega allikatest (kontaktjuhtmetest jne). Sellisel juhul (joonis 5.15) saavutatakse vajalik käivitusmomendi väärtus elektrimootori sektsioonide järjestikuse lühistamisega. käivitustakisti kasutades kontaktoreid K1-KZ.
Riis. 5.15. Järjestikergutusmootori reostaatilised mehaanilised omadused: /? 1 kuni - Riao- täiendava takisti astmete takistus armatuuriahelas
Kõige ökonoomsem viis jadaergastusega mootori kiiruse reguleerimiseks on toitepinge muutmine. Mootori mehaanilised omadused nihkuvad allapoole paralleelselt loomuliku karakteristikuga (joonis 5.16). Vormilt on need karakteristikud sarnased reostaatiliste mehaaniliste karakteristikutega (vt. joon. 5.15), kuid on põhimõtteline erinevus - pinge muutmisega reguleerimisel ei teki lisatakistites kadusid ja reguleerimine on sujuv.
Riis. 5.1
Mobiilsete seadmete ajamina kasutatavad seeriamootorid saavad paljudel juhtudel toiteallika kontaktvõrk või muud mootorile antud konstantse pingega jõuallikad, sel juhul toimub reguleerimine impulsilaiuse pingeregulaatori abil (vt § 3.4). Selline diagramm on näidatud joonisel fig. 5.17.
Riis. 5.17.
Jadaergastusega mootori ergutusvoo sõltumatu reguleerimine on võimalik, kui armatuuri mähis on šunteeritud takistusega (joonis 5.18a). Sel juhul on ergastusvool = i + / w, st. sisaldab konstantset komponenti, mis ei sõltu mootori koormusest. Sel juhul omandab mootor segaergutusmootori omadused. Mehaanilised omadused (joonis 5.18.6) omandavad suurema jäikuse ja lõikuvad ordinaatteljega, mis võimaldab saavutada stabiilse alandatud kiiruse mootori võlli madalatel koormustel. Ahela oluliseks puuduseks on šundi takistuse suured energiakadud.
Riis. 5.18.
Jadaergutusega alalisvoolumootoreid iseloomustavad kaks pidurdusrežiimi: dünaamiline pidurdamine Ja opositsioon.
Dünaamiline pidurdusrežiim on võimalik kahel juhul. Esimeses on armatuuri mähis takistusele suletud ja ergutusmähis saab toite võrgust või muust allikast täiendava takistuse kaudu. Mootori omadused on sel juhul sarnased sõltumatu ergutusmootori omadustega dünaamilises pidurdusrežiimis (vt joonis 5.9).
Teisel juhul, mille skeem on näidatud joonisel fig. 5.19, kui KM-kontaktid on lahti ühendatud ja HF-kontaktid suletud, töötab mootor iseergastava generaatorina. Mootorirežiimilt pidurdusrežiimile üleminekul on vaja säilitada ergutusmähises oleva voolu suund, et vältida masina demagnetiseerumist, kuna sel juhul läheb masin iseergutusrežiimi. Selle režiimi mehaanilised omadused on toodud joonisel fig. 5.20. Seal on piirkiirus cf, millest allapoole masina iseergastust ei toimu.
Joon.5.19.
Riis. 5.20.
Vastuühenduse režiimis on armatuuri vooluringis täiendav takistus. Joonisel fig. Joonisel 5.21 on näidatud kahe varuvaliku mootori mehaanilised omadused. Tunnus 1 saadakse siis, kui mootor töötab edasi-suunas B (punkt koos) muutke ergutusmähises voolu suunda ja lisage armatuuri ahelasse lisatakistus. Mootor läheb tagurdusrežiimi (punkt A) pidurdusmomendiga M pidur
Joon.5.21.
Kui ajam töötab koormuse langetamise režiim, kui ajami ülesandeks on “tagasi” suunas H töötamisel tõstemehhanismi aeglustada, siis lülitatakse mootor sisse “edasi” suunas B, kuid armatuuriahelas suure lisatakistusega. Ajami toiming vastab punktile b mehaanilisel karakteristikul 2. Töötamine vastulülitusrežiimis on seotud suurte energiakadudega.
Jadaergastatud alalisvoolumootori dünaamilisi omadusi kirjeldatakse võrrandisüsteemiga, mis tuleneb punktidest (5.22), (5.23), (5.25) üleminekul operaatori tähistusvormile:
Plokkskeemil (joon. 5.22) koefitsient A= D/i) peegeldab masina küllastuskõverat (vt joonis 5.12). Jätame tähelepanuta pöörisvoolude mõju.
Riis. 5.22.
Järjestikuse ergutusmootori ülekandefunktsioone on analüütiliselt üsna keeruline määrata, seetõttu viiakse siirdeprotsesside analüüs läbi arvutimodelleerimisega joonisel fig. 5.22.
Segaergastusega alalisvoolumootoritel on kaks väljamähist: sõltumatu Ja järjekindel. Selle tulemusena ühendavad nende staatilised ja dünaamilised omadused kahte varem käsitletud alalisvoolumootori tüüpi iseloomulikke omadusi. See, millisesse tüüpi üks või teine segaergutusmootor rohkem kuulub, sõltub iga mähise tekitatud magnetiseerimisjõudude suhtest: v/ p.v = v / p.v i> kus v' p.v on sõltumatu mähise keerdude arv. ja järjestikune ergutus .
Segaergutusmootori algvõrrandid:
kus sees, RB,w b - sõltumatu ergutusmähise vool, takistus ja keerdude arv; Lm- ergastusmähiste vastastikune induktiivsus.
Püsiseisundi võrrandid:
Kust saab elektromehaanilise karakteristiku võrrandi kirjutada järgmiselt:
Enamasti teostatakse jadaväljamähis 30...40% MD C juures, siis ideaalne tühikäigu pöörlemissagedus ületab mootori nimipöörete arvu ligikaudu 1,5 korda.
Nagu juba märgitud, jagatakse alalisvoolumootorid sõltuvalt nende ergastamise meetoditest mootoriteks sõltumatuga, paralleelselt(šunt), järjekindel(jada) ja sega (ühend) ergutus.
Sõltumatult põnevil mootorid, vajavad kahte toiteallikat (joon. 11.9, a). Üks neist on vajalik armatuuri mähise toiteks (järeldused Jah1 Ja Jah2) ja teine - ergutusmähises voolu tekitamiseks (mähise klemmid Ш1 Ja Ш2). Täiendav vastupanu Rd armatuuri mähise ahelas on vaja mootori käivitusvoolu vähendada selle sisselülitamise hetkel.
Võimsaid elektrimootoreid valmistatakse peamiselt iseseisva ergutamisega ergutusvoolu mugavama ja säästlikuma reguleerimise eesmärgil. Väljamähise juhtme ristlõige määratakse sõltuvalt selle toiteallika pingest. Nende masinate eripäraks on ergutusvoolu ja vastavalt ka peamise magnetvoo sõltumatus mootori võlli koormusest.
Sõltumatu ergastusega mootoritel on peaaegu samad omadused kui paralleelselt ergastavatel mootoritel.
Paralleelsed mootorid on sisse lülitatud vastavalt joonisel 11.9 näidatud vooluringile, b. Klambrid Jah1 Ja Jah2 seotud armatuuri mähise ja klambritega Ш1 Ja Ш2- ergutusmähisele (šundimähisele). Vastupanu muutujad Rd Ja Rв on ette nähtud vastavalt voolu muutmiseks armatuurimähises ja väljamähises. Selle mootori välimähis on valmistatud suurest arvust pööretest vasktraat suhteliselt väike ristlõige ja sellel on märkimisväärne takistus. See võimaldab ühendada selle nimiandmetes määratud täisvõrgu pingega.
Seda tüüpi mootorite eripäraks on see, et nende töötamise ajal on keelatud väljamähist armatuuriahelast lahti ühendada. Vastasel juhul ilmub väljamähise avanemisel sellesse vastuvõetamatu EMF-i väärtus, mis võib põhjustada mootoririkke ja hoolduspersonali vigastusi. Samal põhjusel ei saa väljamähist avada, kui mootor on välja lülitatud, kui selle pöörlemine pole veel peatunud.
Pöörlemiskiiruse kasvades tuleks armatuuriahelas täiendavat (lisa)takistust Rd vähendada ja ühtlase pöörlemiskiiruse saavutamisel täielikult eemaldada.
Joonis 11.9. Alalisvoolumasinate ergastuse tüübid,
a - sõltumatu ergutus, b - paralleelne ergutus,
c - järjestikune ergutus, d - segaergastus.
OVSh - šundi ergutusmähis, OVS - seeria ergutusmähis, "OVN - sõltumatu ergutusmähis, Rd - lisatakistus armatuuri mähises, Rv - lisatakistus ergutusmähises.
Täiendava takistuse puudumine armatuuri mähises mootori käivitamise ajal võib põhjustada suure käivitusvoolu, mis ületab armatuuri nimivoolu 10...40 korda .
Paralleelergutusmootori oluline omadus on selle peaaegu konstantne pöörlemiskiirus, kui armatuuri võlli koormus muutub. Seega, kui koormus muutub tühikäigult nimiväärtusele, väheneb pöörlemiskiirus ainult (2.. 8)% .
Nende mootorite teiseks omaduseks on ökonoomne kiiruse reguleerimine, mille puhul saab kõrgeima ja madalaima kiiruse suhet reguleerida. 2:1 ja spetsiaalse mootorikonstruktsiooniga - 6:1 . Minimaalset pöörlemiskiirust piirab magnetahela küllastus, mis ei võimalda masina magnetvoogu suurendada, ja pöörlemiskiiruse ülemise piiri määrab masina stabiilsus - koos magnetilise voolu olulise nõrgenemisega. vooluhulgaga, võib mootor "ära minna".
Seeria mootorid(jada) on sisse lülitatud vastavalt skeemile (joon. 11.9, c). järeldused C1 Ja C2 vastavad jada- (jada) ergutusmähisele. See on valmistatud suhteliselt väikesest arvust, enamasti suure läbilõikega vasktraadist. Väljamähis on ühendatud järjestikku armatuurimähisega. Täiendav vastupanu Rd armatuuri ja ergutusmähise ahelas võimaldab teil vähendada käivitusvoolu ja reguleerida mootori pöörlemiskiirust. Mootori sisselülitamise hetkel peab sellel olema selline väärtus, et käivitusvool oleks (1,5...2,5)In. Pärast seda, kui mootor saavutab ühtlase kiiruse, lisatakistus Rd on väljund, st seatud võrdseks nulliga.
Käivitamisel tekitavad need mootorid suuri käivitusmomente ja neid tuleb käivitada koormusel, mis on vähemalt 25% selle nimiväärtusest. Mootori käivitamine väiksema võimsusega võllil ja eriti tühikäigurežiimil ei ole lubatud. Vastasel juhul võib mootor arendada lubamatult suuri pööreid, mis põhjustab selle rikke. Seda tüüpi mootoreid kasutatakse laialdaselt transpordi- ja tõstemehhanismides, mille pöörlemiskiirust on vaja laias vahemikus muuta.
Segaergutusmootorid(ühend), hõivavad vahepealse positsiooni paralleel- ja jadaergutusmootorite vahel (joon. 11.9, d). See, kas need kuuluvad ühte või teise tüüpi, sõltub paralleel- või jadaergutusmähiste poolt tekitatud peaergastusvoolu osade suhtest. Kui mootor on sisse lülitatud, lisatakse armatuuri mähisahelasse käivitusvoolu vähendamiseks täiendav takistus Rd. Sellel mootoril on head veoomadused ja see võib töötada tühikäigul.
Igat tüüpi ergutusega alalisvoolumootorite otsene (takistuseta) sisselülitamine on lubatud võimsusega kuni üks kilovatt.
Alalisvoolumasinate tähistamine
Praegu on kõige laialdasemalt kasutatavad üldotstarbelised alalisvoolumasinad 2P ja enamus uus sari 4P. Lisaks nendele seeriatele toodetakse mootoreid kraana-, ekskavaatori-, metallurgia- ja muude seeria ajamite jaoks D. Mootoreid toodetakse ka spetsiaalsetes seeriates.
Seeria mootorid 2P Ja 4P jagunevad vastavalt pöörlemisteljele, nagu seeria asünkroonsete vahelduvvoolumootorite puhul tavaks 4A. Masina seeria 2P Neil on 11 mõõdet, mis erinevad telje pöörlemiskõrguse poolest 90 kuni 315 mm. Selle seeria masinate võimsusvahemik on elektrimootoritel 0,13 kuni 200 kW ja generaatoritel 0,37 kuni 180 kW. 2P ja 4P seeria mootorid on mõeldud pingetele 110, 220, 340 ja 440 V. Nende nimipöörlemiskiirused on 750, 1000, 1500, 2200 ja 3000 p/min.
Kõik seeria 11 sõiduki suurust 2P on kahe pikkusega voodid (M ja L).
Elektrimasinate seeria 4P on sarjaga võrreldes mõned paremad tehnilised ja majanduslikud näitajad 2P. seeriatootmise keerukus 4P Võrreldes 2P vähenenud 2,5...3 korda. Samal ajal väheneb vase tarbimine 25...30%. Mitmete disainifunktsioonide jaoks, sealhulgas jahutusmeetod, ilmastikukaitse ning seeriamasina üksikute osade ja komponentide kasutamine 4Pühendatud asünkroonsed mootorid seeria 4A Ja AI .
Alalisvoolumasinate (nii generaatorite kui ka mootorite) tähistus on järgmine:
ПХ1Х2ХЗХ4,
Kus 2P- DC masinate seeria;
XI- konstruktsioon kaitsetüübi järgi: N - kaitstud iseventilatsiooniga, F - kaitstud sõltumatu ventilatsiooniga, B - suletud loomuliku jahutusega, O - suletud välisventilaatori puhumisega;
X2- pöörlemistelje kõrgus (kahe- või kolmekohaline arv) mm;
HZ- tavapärane staatori pikkus: M - esimene, L - teine, G - tahhogeneraatoriga;
Näiteks on mootori tähistus 2PN112MGU- DC mootorite seeria 2P, iseventilatsiooniga kaitstud versioon N,112 pöörlemistelje kõrgus mm, esimene staatori suurus M, mis on varustatud tahhogeneraatoriga G, kasutatakse parasvöötme jaoks U.
Nende võimsuse põhjal võib alalisvoolu elektrimasinad jagada järgmistesse rühmadesse:
Mikromahiinid …………………… ... vähem kui 100 W,
Väikesed masinad………………………100 kuni 1000 W,
Madala võimsusega masinad…………..1 kuni 10 kW,
Keskmise võimsusega masinad………..10 kuni 100 kW,
Suured masinad……………………..100 kuni 1000 kW,
Suure võimsusega masinad……….üle 1000 kW.
Vastavalt nimipingele jaotatakse elektrimasinad tinglikult järgmiselt:
Madal pinge…………….alla 100 V,
Keskpinge………….100 kuni 1000 V,
Kõrgepinge ……………üle 1000 V.
Pöörlemissageduse järgi võib alalisvoolumasinaid kujutada järgmiselt:
Madal kiirus …………….vähem kui 250 pööret minutis,
Keskmine kiirus………250 kuni 1000 pööret minutis,
Suurel kiirusel ………….1000 kuni 3000 pööret minutis.
Ülikiire kiirus… üle 3000 p/min.
Ülesanne ja töö tegemise metoodika.
1.Uurige alalisvoolu elektrimasinate üksikute osade ehitust ja otstarvet.
2. Määrake armatuuri mähise ja väljamähisega seotud alalisvoolumasina klemmid.
Konkreetsele mähisele vastavad klemmid saab määrata meggeri, oommeetri või lambipirni abil. Meggeri kasutamisel ühendatakse selle üks ots mähiste ühe klemmiga ja teised otsad puudutatakse vaheldumisi teistega. Mõõdetud takistus null näitab, et sama mähise kaks klemmi vastavad.
3.Tuvastage klemmide järgi armatuuri mähis ja väljamähis. Määrake ergutusmähise tüüp (paralleelergutus või jada).
Seda katset saab läbi viia mähistega järjestikku ühendatud elektripirni abil.Alalispinge tuleks rakendada sujuvalt, suurendades seda järk-järgult masina passis määratud nimiväärtuseni.
Võttes arvesse armatuurimähise ja seeria ergutusmähise madalat takistust, süttib lambipirn eredalt ja nende takistus, mõõdetuna megariga (või oommeetriga), on praktiliselt võrdne nulliga.
Paralleelväljamähisega järjestikku ühendatud lambipirn helendab tuhmilt. Paralleelergutusmähise takistuse väärtus peab jääma piiridesse 0,3...0,5 kOhm .
Armatuurimähise klemmid tunneb ära, kui ühendada megoommeetri üks ots harjadega, teine ots aga puudutada elektrimasina paneeli mähiste klemme.
Elektrimasina mähiste klemmid tuleks märkida aruandes näidatud tavapärasele klemmisildile.
Mõõtke mähise takistus ja isolatsioonitakistus. Mähiste takistust saab mõõta ampermeetri ja voltmeetri ahelaga. Mähiste ja mähiste vahelist isolatsioonitakistust korpuse suhtes kontrollitakse meggeriga, mille pinge on 1 kV. Isolatsioonitakistus armatuuri mähise ja välimähise vahel ning nende ja korpuse vahel peab olema vähemalt 0,5 MOhm. Kuva mõõtmisandmed aruandes.
Joonistage umbkaudselt ristlõige põhipostidest koos väljamähisega ja armatuur koos pooluste all asuvate mähispöördetega (sarnaselt joonisele 11.10). Võtke iseseisvalt välja voolu suund ja armatuuri mähised. Nendel tingimustel märkige mootori pöörlemissuund.
Riis. 11.10. Kahepooluseline alalisvoolumasin:
1 - voodi; 2 - ankur; 3 - peamised postid; 4 - ergastusmähis; 5 - poolustükid; 6 - armatuuri mähis; 7 - koguja; F - peamine magnetvoog; F on jõud, mis mõjutab armatuuri mähise juhte.
Iseõppimise testi küsimused ja ülesanded
1: Selgitage alalisvoolumootori ja generaatori ehitust ja tööpõhimõtet.
2. Selgitage alalisvoolu masina kommutaatori eesmärki.
3. Esitage polaarjaotuse mõiste ja väljendage selle määratlust.
4.Nimeta peamised alalisvooluseadmetes kasutatavad mähiste tüübid ja oska neid valmistada.
5. Märkige paralleelergutusmootorite peamised eelised.
6. Mis on disainifunktsioonidšundi mähised versus seeriamähised?
7.Milline on jadaergastatud alalisvoolumootorite käivitamise eripära?
8. Mitu paralleelset haru on alalisvoolumasinate lihtlaine- ja lihtsilmusmähistel?
9. Kuidas on alalisvoolumasinad määratud? Tooge tähistuse näide.
10.Milline on lubatud isolatsioonitakistus alalisvoolumasinate mähiste vahel ning mähiste ja korpuse vahel?
11.Millise väärtuseni võib jõuda vool mootori käivitamise hetkel, kui armatuuri mähisahelas pole lisatakistust?
12.Milline on mootori lubatud käivitusvool?
13. Millistel juhtudel on lubatud alalisvoolumootorit käivitada ilma täiendava takistuseta armatuuri mähisahelas?
14. Kuidas muuta sõltumatu ergutusgeneraatori EMF-i?
15.Mis on alalisvoolumasina lisapostide otstarve?
16.Milliste koormuste korral on lubatud jadaergastusega mootorit sisse lülitada?
17. Kuidas määratakse peamise magnetvoo suurus?
18.Kirjutage generaatori emf ja mootori pöördemomendi avaldised. Esitage nende komponentide kontseptsioon.
LABORITÖÖD 12.
