Что такое двигатель постоянного тока независимого возбуждения

Двигатели постоянного тока независимого возбуждения типов ДЭ812 и ДЭВ812 для экскаваторов

Общие сведения

Двигатели постоянного тока независимого возбуждения типов ДЭ812 и ДЭВ812 предназначены для привода механизмов экскаваторов, а также могут использоваться в других приводах, где требуется плавное регулирование частоты вращения.
Двигатели изготовляются для внутригосударственных и экспортных поставок.

Структура условного обозначения

ДЭХ812-ХХХХ:
ДЭ — двигатель экскаваторный;
Х — исполнение по положению двигателя в пространстве
(без индекса — горизонтальное,
В — вертикальное);
812 — условный габарит двигателя;
ХХХХ — климатическое исполнение (У, УХЛ, Т) и категория
размещения (1, 2) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Условия эксплуатации

Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Высота над уровнем моря не более 1000 м.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию.
Содержание пыли в охлаждающем воздухе не более 20 мг·м — 3 .
Группа механического исполнения М3 по ГОСТ 17516.1-90.
Наклон двигателей горизонтального исполнения относительно продольной оси (крен) до 15° продолжительно, относительно поперечной оси (дифферент) до 15° кратковременно.
Двигатели отвечают требованиям техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.1-75, пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91, а также требованиям «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», установленных Госэнергонадзором.
Двигатели отвечают требованиям ГОСТ 183-74, ТУ 16-515.163-75, двигатели для экспортных поставок — дополнительно ГОСТ 15963-79 и РД 16. 01.007-88.

Нормативно-технический документ

ТУ 16.515.163-75,ГОСТ 15963-79,РД 16.01.007-88

Технические характеристики

Режимы работы двигателей по ГОСТ 183-74:
повторно-кратковременный (S3 при ПВ = 80%) и кратковременный (S2 с длительностью периода 60 мин) — при использовании в приводах для экскаваторов;
продолжительный (S1) и кратковременный (S2 с длительностью периода 60 мин) — при использовании в приводах со стандартным напряжением.
Ниже приведены технические данные двигателей при использовании их в приводах для экскаваторов.
Номинальное напряжение, В — 305
Номинальный ток якоря, А, в режимах: S3 (ПВ = 80% ) — 430
S2 (60 мин) — 325
Номинальная мощность, кВт, в режимах: S3 (ПВ = 80% ) — 120
S2 (60 мин) — 90
Номинальная частота вращения, мин -1 — 750
Номинальное напряжение возбуждения, В — 85
КПД * — 0,91
Номинальный вращающий момент, Н·м, в режимах: S3 (ПВ = 80% ) — 1528
S2 (60 мин) — 1146
Максимальный вращающий момент, Н·м: при номинальном напряжении — 3140
при трогании с места и частоте вращения не более 20% номинальной — 3580
Ток, соответствующий значению максимального момента, А: при номинальном напряжении * * — 1000
при трогании с места — 1200
Максимальная частота вращения, мин -1 — 1900
Количество вентилирующего воздуха в двигателях со способом охлаждения 1С06, м 3 /мин — 25
Статический напор воздуха, Па — 392
Момент инерции, кг·м 2 — 5,75
* КПД двигателя определяется по приведенным выше значениям мощности, тока якоря и напряжения без учета потерь на возбуждение.
* * Этот ток двигатели способны выдержать в течение 60 с. Степень искрения при этом не более 3 по ГОСТ 183-74.
Масса двигателя, кг, в исполнении: IМ1003, IМ1004 — 1510
IМ4014 — 1800
Примечание: Нестандартное номинальное напряжение определяется системой электропривода экскаватора.
Далее приводятся технические данные двигателей при использовании их в электроприводах со стандартными напряжениями.
Напряжение, В — 220
Ток якоря, А, в режимах: S1 — 440
S2 (60 мин) — 380
Мощность, кВт, в режимах: S1 — 87
S2 (60 мин) — 75
Частота вращения, мин -1 — 515
Напряжение возбуждения, В — 110
Максимальный вращающий момент, Н·м: при напряжении 220 В — 3920
при трогании с места и частоте вращения не более 20% номинальной — 4730
Ток, соответствующий значению максимального момента, А: при напряжении 220 В * * — 1500
при трогании с места — 1500
Добавочное сопротивление, Ом — 1,45
Способ охлаждения 1С06 и 1С40 по ГОСТ 20459-87.
Степень защиты от внешних воздействий IР20 (для способа охлаждения IС06) и IР23 (для способа охлаждения IС40) по ГОСТ 17494-87.
Исполнение по способу монтажа IМ1003, IМ1004 (для двигателей ДЭ812) и IМ4014 (для двигателей ДЭВ812). Двигатели исполнения IМ1004 могут изготовляться со щитком для пристройки тормоза.
Изоляция класса F или Н по ГОСТ 8865-87. Обмотки независимого возбуждения и коллекторы двигателей для внутригосударственных поставок могут изготовляться с изоляцией класса В.
Сопротивление изоляции относительно корпуса и между обмотками составляет не менее:
10 МОм — в холодном состоянии;
5 МОм — в нагретом состоянии при верхнем значении рабочей температуры (после контрольного режима на нагревание);
0,5 МОм — в конце циклов испытаний на влагоустойчивость.
Изоляция между смежными витками обмотки якоря в течение 3 мин выдерживает испытательное напряжение на 30% большее номинального.
Изоляция обмоток относительно корпуса и между обмотками в течение 1 мин выдерживает испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц:
2000 В — в нормальных климатических условиях;
1000 В — после испытания на влагоустойчивость.
Степень искрения в номинальном режиме работы не превышает 1 1/2 по ГОСТ 183-74.
В режиме холостого хода в течение 2 мин двигатели допускают превышение максимальной частоты вращения на 10%.
Биение конца вала не превышает 0,07 мм, коллектора двигателя в нагретом состоянии — 0,06 мм.
Класс вибрации 4,5 по ГОСТ 16921-83.
Допустимые значения среднего уровня звука не превышают 1 класса по ГОСТ 16372-84.
Средний срок службы — 15 лет.
Гарантийный срок службы двигателей для внутригосударственных поставок — 3 года со дня ввода в эксплуатацию, но не более 3,5 лет со дня получения их потребителем; для поставок на экспорт — 1 год со дня ввода в эксплуатацию, но не более 2 лет со дня проследования их через государственную границу.

Читать еще: Tdi двигатель какой бензин

Конструкция и принцип действия

Станина и фланцы двигателей разъемные. К станине крепятся главные и добавочные полюса с катушками. Катушки плотно зажаты пружинными фланцами.
Якорь состоит из сердечника, собранного из листов электротехнической стали, коллектора и обмотки. Пластины коллектора изолированы друг от друга прокладками. Якорь вращается в подшипниках, установленных в щитах. На подшипниковом щите со стороны коллектора укреплен щеточный механизм, состоящий из суппорта, щеткодержателей и щеток. Правильная установка суппорта на щите определяется положением риски. Для осмотра коллектора в станине двигателя имеются два люка, закрывающиеся крышками с уплотнительными прокладками из резины.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры
электродвигателей типа ДЭ812 исполнений IM1003 и IM1004:
а — без предохранительного кожуха;
б — с предохранительным кожухом (уменьшено),
остальное см. рис 1, а;
I, II — отверстия для входа и выхода воздуха;
З — болт заземления
По требованию потребителей допускаются:
поставка двигателей с предохранительными кожухами для защиты выводов обмоток от механических повреждений;
приварка скоб к внешним частям корпуса двигателя для закрепления подводящего кабеля;
изготовление двигателей, приспособленных для непосредственного крепления электрического тормоза на корпусе;
поставка двигателей с пристроенным вентилятором.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей приведены на рис. 1, 2.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры
электродвигателей типа ДЭВ812 исполнения IM4014:
О — ось станины;
I, II — отверстия для входа и выхода воздуха Ф

В комплект поставки входят: двигатель, комплект щеток, паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации (на партию двигателей).

Схема с контактным реверсором

Ниже показана структурная схема тиристорного электропривода, в которой реверс осуществляется с помощью контактного реверсора:

В данном случае величина сигнала задания скорости и его полярность будет определять скорость и направление вращения электродвигателя. Выходной сигнал регулятора скорости будет задающим для регулятора тока. При получении команды на реверс на вход регулятора тока придёт сигнал довольно большой амплитуды, который будет ограничен токоограничивающим звеном, которое не позволит тиристорному преобразователю превысит максимально допустимый ток машины (или ток максимальной уставки). При наличии сигнала «вперед» будут замкнуты одни контакты реверсора, а при получении сигнала «назад» они должны переключиться, однако это будет сделано не сразу. При получении команды «назад» система управления сначала снимает управляющие импульсы с тиристорного преобразователя, снижая тем самым ток в цепи до нуля. Датчик нулевого тока определяет, достиг ли ток в цепи нуля. Если он достиг нуля – произойдет переключение контактов реверсора. Это необходимо для предотвращения электрической дуги в цепи контактного реверсора, чем способствует более длительной его работе.

Читать еще: Двигатель ауди avk что за двигатель

На рисунке ниже показаны диаграммы напряжений и токов процесса реверса скорости, изменяющиеся от номинальных значений в прямом направлении до тех же номинальных значений, но уже в обратном направлении:

Предполагается, что электродвигатель работает на холостом ходу (не нагружен). Процесс реверса проходит с током, не превышающим заданного значения, поэтому и развиваемый электрической машиной момент будет ограничен. Если пренебречь потерями на вентиляцию и потерями в подшипниках, то скорость будет меняться по линейному закону, уменьшившись сначала до нуля, а потом увеличившись до установившегося значения. В случае линейной зависимости момента сопротивления на валу машины от скорости ее вращения, последняя при реверсе будет изменяться по закону экспоненты, как и показано на графике.

При реверсе электромагнитный момент двигателя может быть выражен как: