Естественные электромеханическая и механическая

Характеристики ДПТ ПВ

Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ ПВ являются естественными, eсли , и = 0. На практике для построения естественных характеристик используют обобщенные зависимости (универсальные характеристики) для двигателей данного типа (рис.3.4).Универсальная характеристика

дается в относительных величинах:
; ;

Рис. 3.4.Универсальные характеристики двигателей ДПТ ПВ.

где I, M и - текущие значения тока, момента и угловой скорости двигателя; , и - номинальные значения тока,момента и

угловой скорости двигателя.
Для построения характеристик двигателя задаемся несколькими относительными значениями тока двигателя на универсальной характеристике и по кривым и определяем значения и [18]. Абсолютные значения тока, угловой скорости

и момента:
При построении характеристик стремятся значения относительных величин выбирать по возможности равномерно. Результаты расчетов заносим в табл.3.1.

Затем задаемся значением и определяем координаты второй точки. Результаты заносим в ту же таблицу. Таким образом, длязаданного диапазона изменения угловой скорости или тока получим

серию расчетных точек (не менее пяти).

Таблица 3.1

Данные для расчета электромеханической и механической

характеристик ДПТ ПВ

 

3. З. Искусственные механические характеристики ДПТ ПВ

Механические характеристики ДПТ ПВ являются искусственными в следующих случаях:

в цепь якоря последовательно включают добавочный резистор;
изменяют напряжение питания машины;
параллельно якорю или обмотке возбуждения включают резистор.
На искусственных механических характеристиках двигатель работает при регулировании частоты вращения, ограничении пусковых токов и во многих других случаях, например, при снижении напряжения при пуске мощного двигателя. Искусственные механические

характеристики строят различными методами.
Аналитический метод построения искусственной характеристики при изменении добавочного сопротивления в якорной цепи.
Добавочное сопротивление в якорную цепь вводится для ограничения пускового тока или регулирования частоты вращения. Для любого значения частоты вращения и соответствующего тока I двигателя на естественной электромеханической характеристике уравнение ЭДС можно записать в виде
. (3.6)
где - магнитный поток двигателя, соответствующий току .

При введении в цепь якоря добавочного сопротивления двигатель будет работать на искусственной характеристике. Тогда

(3.7)

где , , - магнитный поток, угловая скорость и ток

двигателя на искусственной характеристике.
Определим значения угловых скоростей и из уравнений ( 3. 6) и (3.7) и возьмем их отношение:

(3.8)

а б

Рис.3.5. Электромеханические характеристики ДПТ ПВ при введении

добавочного резистора.

Если у двигателя на естественной и искусственной электромеханических характеристиках токи равны, т.е. , то равны и

потоки в озбуждения: (рис.3.5).

Выражение (3.8) с учетом сказанного запишем следующим образом:
(3.9)

откуда

(3.10)

Таким образом, задаваясь на естественной электромеханической характеристике з начениями тока и угловой скорости , определяем угловую скорость на искусственной характеристике при введенном в цепь якоря добавочном сопротивлении для того же тока.
Построение искусственных электромеханических и механических характеристик при введении в цепь якоря добавочного сопротивления выполняем следующим образом. По универсальной характеристике и паспортным данным двигателя строим естественные механическую и электромеханическую характеристики. Определяем значение

сопротивления резистора :
(3.11)

где - сопротивление обмотки возбуждения; = 0,5 ;

.
По выражению (3.10) строим искусственную электромеханическую характеристику для заданного сопротивления . Для этого

задаемся током и определяем (рис.3.6).
(3.12)

Рис. 3.6. Построение искусственных механических и

электромеханических характеристик ДПТ ПВ аналитическим

методом при включении добавочного сопротивления.

После этого принимаем значения тока: (не менее пяти точек в рассматриваемом диапазоне) и рассчитываем соответствующие угловые скорости и т.д. По полученным данным строим

искусственную электромеханическую характеристику.
Для построения искусственной механической характеристики поступают следующим образом: при угловой скорости (токе ) значение момента двигателя равно . На искусственной электромеханической характеристике при угловой скорости значение тока не изменилось, следовательно, не изменился и момент, т.е. . Аналогично определяем моменты для и т.д. Соединив полученные точки, получим искусственные механическую и электромеханическую характеристики (рис.3.6).
Графический метод построения искусственных механических характеристик двигателей последовательного возбуждения заключается в в следующем. Если ток двигателя последовательного возбуждения постоянен, т.е. I = const, то постоянным будет и поток возбуждения (Ф = соnst). Из уравнения ЭДС двигателя определяем зависимость

сопротивления якорной цепи от угловой скорости:
(3.13)

откуда

(3.14)

3начит, при одном и том же токе двигателя между угловой скоростью и сопротивлением существует линейная зависимость.
Для построения графика искусственной механической характеристики в требуемом диапазоне задаемся пятью-шестью значениями токов: . Графики изменения сопротивления от угловой скорости

R = f() при заданных значениях токовстроим во втором квадранте по двум точкам. Для тока координаты первой точки ( = 0; ; второй - (). Для тока координаты следующие: первой точки (; второй и т.д. Таким образом, получаем семейство линейных характеристик R = f(
Искусственную электромеханическую характеристику при заданном добавочном сопротивлении строят вследующем порядке (рис.3.7): от сопротивления дополнительно по оси R откладываем в масштабе (точка б); через точку б проводим прямую, параллельную оси . Эта прямая пересекает графики в пяти точках: 1”, 2”, 3, 4”, 5”. Эти точки определяют значения угловой скорости двигателя при введенном добавочном сопротивлении для токов Для графического построения электромеханической характеристики = (I) проводим прямую, параллельную оси I ‚ через 1” до пересечения с точкой в точке , которая лежит на искомой электромеханической характеристике = f (t).

Рис. 3.7. Графический метод построения электромеханической характеристики ДПТ ПВ при изменении добавочного резистора.
Аналогичные построения выполняются для точек т.д. Соединив эти точки плавной линией, получим график электромеханической характеристики при добавочном сопротивлении .
Механическую характеристику строят так же, как при

аналитическом методе.
Искусственные механические характеристики двигателя последовательного возбуждения при изменениях напряжения отражают изменения момента и угловой скорости при регулировании частоты вращения двигателя и при ограничении пускового тока. Для этого используется специальный регулируемый источник: система Г-Д, управляемый тиристорный выпрямитель и т.д. Механические характеристики при изменениях напряжения можно построить по полученным ранее соотношениям. Уравнение ЭДС двигателя (3.7) при работе на искусственной характеристике для заданного тока I:

. (3.15)

В этом случае необходимо в уравнении (3.7) принять и . Тогда

(3.16)

Для заданного значения примем значения токов и определим угловые скорости по выражению (3.16). Построим искусственную электромеханическую характеристику. Механическая характеристика строится аналогично.

Тормозные режимы ДПТ ПВ

ДПТ ПВ может работать в двух тоpмозных режимах: противовключения и динанамического тоpможения.

В режиме противовключения ДПТПВ напряжение сети и ЭДС совпадают по знаку. Для ограничения значения тока в цепь якоря вводится добавочный резистор. Механические характеристики для этого режима располагаются во втором и четвертом квадрантах.

Режим противовключения возможен в двух случаях:

1.При работе двигателя с активным моментом сопротивления,­ например, движение лебедки, поднимающей груз. Здесь – момент сопротивления, создаваемый грузом (рис.3.8).

Рис. 3.8. Характеристика режима противовключения ДПТ ПВ при включении добавочного резистора в цепь якоря.

Подъем груза идет со скоростью ω₁ (точка 1). Включаем в цепь якоря добавочное сопротивление R_добl , двигатель переходит на искусствeннyю механическую характеристику (точка 2). Под дейст­вием груза происходят тоpможение двигателя до ω₃ = 0. В точке 3 , поэтомy под действием груза двигатель начинает вращаться в обратнyю сторону, против включения, и в точке 4 . Двигатель будет работать с постоянной угловой скоро­стью ω₄ в режиме противовключения, опуская груз.

Рис.3.9. Реверсирование двигателя ДПТ ПВ.

2.При реверсе двигателя, который осуществляют изменением полярности подведенного к якорю напряжения (рис.3.9). Направление тока в обмотке возбуждения не меняют, с тем чтобы не перемагнитить систему (рис. 3.10).

Механические характеристики для этого случая изображены на pис. 3.10.

Рис.3.10. Механические характеристики ДПТ ПВ

при реверсе в режиме противовключения..

При переключении обмоток якоря под действием сил инерции угловая скорость в первый момент не изменится. Не меняются направление тока в обмотке возбуждения и знак потока возбуждения. Ток якоря меняет свое направление, поэтому момент двигателя становится отрицательным и характеристика располагается во втором квадранте. Этот момент тормозной, так как момент и угловая скорость имеют разные знаки. При реверсе ЭДС двигателя и напряжение сети совпадают по знаку, поэтому для ограничения тока в цепь якоря включают добавочный резистор, и характеристика получается пологой. В режим противовключения характеристика двигателя располагается

между точками б и с.
Уравнение ЭДС для режима противовключения:

(3.17)
Умножим на ток I левую и правую части:
(3.18)
Из этого выражения следует, что энергия, подводимая из сети и с вала двигателя, полностью теряется в резисторах и .
Динамическое торможение ДПТ ПВ можно осуществить двумя способами: с независимым возбуждением и с самовозбуждением.
Торможение с независимым возбуждением получают следующим образом: обмотку якоря замыкают на добавочный резистор, а обмотку возбуждения включают в сеть. В этом случае имеем рассмотренное ранее динамическое торможение двигателя независимого (параллельного) возбуждения. Схема и механические характеристики для этого случая приведены на рис.3.11.

а б

Рис.3.11. Механические характеристики ДПТ ПВ в режиме

динамического торможения с независимым возбуждением: а - схема;

б – механические характеристики.

В режиме динамического торможения с самовозбуждением якорь включают последовательно с обмоткой возбуждения через добавочный резистор. Чтобы не размагничивать систему при данном способе торможения, переключают якорь и оставляют прежним направление тока в обмотке возбуждения (рис.3.12).

Остаточный магнитный поток машины в обмотке якоря наводит ЭДС. После переключения якоря направление тока обмотки воз­буждения остается прежним, и остаточный поток сyммиpуется с потоком, созданным током возбуждения. Значение наведенной ЭДС возрастает, одновременно растет и ток. Для его ограничения необходимо добавочное сопротивление R_доб, Знак создаваемого момента будет отрицательным из-за смены направления то­ка в якоре, следовательно, для рассматриваемого направления вращения имеем тоpмозной режим. Механическая характеристика в режиме динамического торможения будет нелинейной, как и для двигательного режима (рис.3.13)

Рис.3.13. Механические характеристики ДПТ ПВ в режиме

динамического торможения с самовозбуждением.

Как показывает Москаленко, В.В. [12], особые свойства приобретает электродвигатель последовательного возбуждения при шунтировании обмотки якоря резистором (рис.3.14). Ток в обмотке

возбуждения

,

где - ток якоря, А; ток в шунтирующем резисторе, А.

Рис.3.14. Схема включения ДПТ ПВ при шунтировании якоря

добавочным резистором.

В целях упрощения рассуждений можно принять, что в электродвигателе действует два магнитных потока: поток , созданный током якоря, зависящий от нагрузки электродвигателя, и поток , созданный током , не зависящий от нагрузки электродвигателя.
Наличие магнитного потока делает возможным в электродвигателе последовательного возбуждения режим холостого хода. Значение частоты вращения идеального х.х. в таком электродвигателе тем меньше, чем меньше значение сопротивления резистора .
Электродвигатель последовательного возбуждения с шунтирующим резистором может работать в режиме генераторного торможения с отдачей энергии в сеть постоянного тока. Характеристики для этого режима работы представлены на рис. 3.16.

а б

Рис.3.15. Электромеханическая – а и механическая - б характери стики ДПТ ПВ при шунтировании якоря добавочным резистором.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: