2tom168

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 338

5.5.2.    Zastosowanie maszyn prądu stałego

Maszyny prądu stałego są stosowane głównie jako silniki do napędu maszyn i urządzeń o regulowanej prędkości obrotowej w dużym zakresie — nawet w stosunku 1:10000, o dużym momencie rozruchowym początkowym oraz o dużej przeciążalności — nawet 10-krotnej.

Zastosowanie maszyn prądu stałego jako prądnic znacznie się zawęża. Jest to spowodowane rozwojem sterowanych prostowników półprzewodnikowych. Wzmacniacze elektromaszynowe [5.24] zostały niemal całkowicie zastąpione innymi elementami zapewniającymi lepsze parametry regulacji, np. układami impulsowymi sterowanymi za pomocą mikroprocesorów.

Przede wszystkim są stosowane maszyny heteropolarne. Maszyny homopolarne stosuje się do celów specjalnych — np. jako prądnice wielkoprądowe.

5.5.3.    Zależności podstawowe

5.5.3.1. Stan ustalony

Podstawowe wielkości oraz zależności — opisujące zachowanie się w stanie ustalonym najczęściej stosowanych różnobicgunowych wirujących maszyn prądu stałego — podano w tabl. 5.61.

Charakterystyka magnesowania maszyny <P =    czyli zależność strumienia mag

netycznego głównego 0 od przepływu magnesującego 0_S jest praktycznie podobna do charakterystyki biegu jałowego E = f(l_f) przy prędkości obrotowej n = const i prądzie twornika I_a = 0. Charakterystyki poszczególnych maszyn bardzo się różnią. Jeżeli jednak wyrazić je w wartościach względnych i posłużyć się współczynnikiem nasycenia

przy czym odcinki AC i AB jak na rys. 5.82, to dla wszystkich maszyn o takim samym współczynniku k_n otrzymuje się praktycznie taką samą krzywą. Charakterystyka przedstawiona na rys. 5.82 dotyczy maszyn o współczynniku nasycenia k_n = 1,5. Za wielkości odniesienia (bazowe) przyjęto napięcie znamionowe U_s oraz przepływ wzbudzający lub prąd wzbudzenia I_fo przy napięciu znamionowym i prędkości znamionowej maszyny nieobciążonej.

0,5    1,0    1,5    2,0

Vifo

Rys. 5.82. Charakterystyka magnesowania maszyny wyrażona w wartościach względnych

Tablica 5.61. Wielkości i zależności podstawowe dotyczące maszyn prądu stałego

Wielkość	Zależność	Uwagi
Sita elektromotoryczna (napięcie indukowane) w uzwojeniu twomika, V	pN n E = r--—<p a 60
Strumień magnetyczny podziałki biegunowej, Wb	Tld * = ^leBs 2P	ot, w 0.7; BA = 0,6-i-0,85 T
Napięcie na zaciskach uzwojenia twornika, V	U = E±(I0ZR.+2UJ w przybliżeniu	znak + dotyczy silnika, znak - prądnicy; spadek napięcia w zestyku ślizgowym U( patrz p. 5.1.12
		w silniku o sprawności rjs
		w prądnicy o sprawności qp
Suma rezystancji w obwodzie twornika, Q	S/?a = Ra + Rpl +RWS + Rk w przybliżeniu ul ZR.K-rf-ii-rins ^zrN Ul 1	w silniku o sprawności ;/a w prądnicy o sprawności rjp
Prąd w uzwojeniu twomika, A	j IU-EI-2U, TRa + R^	R^a rezystancja opornika dodatkowego włączonego w obwodzie twomika silnika
Prąd pobierany z sieci, A	P I -- n.u	przez silnik o sprawności tjs
Prąd oddawany do sieci, A	u	przez prądnicę
Elektromagnetyczny moment obrotowy, N-m
Prędkość obrotowa, obr/min	UWJ.R.+2UJ PN 1 --(p a 60	znak — dotyczy silnika, znak -f prądnicy
Moment obrotowy na wale, N-m		silnika
	30 P Mfaec =-- « ipn	prądnicy o sprawności jjp

Wyrażenia na prąd w uzwojeniach wzbudzających oraz zależności między prądem twomika a prądem sieci Podano w tabl. 5.64. Zależności dotyczące silników podano również w p. 5.5.5, zaś prądnic — w p. 5.5.6. Pozostałe oznaczenia wg wykazu oznaczeń.