Статьи и схемы
Механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)
§5.6. Двигатели постоянного тока. Основные характеристики
В двигателе с параллельным возбуждением M—kJ a и поэтому уравнение скоростной характеристики можно легко преобразовать в уравнение механической характеристики: Для ненасыщенного двигателя с последовательным возбуждением, согласно 7. Механические характеристики двигателей постоянного тока. Механическая характеристика, построенная по формуле 7. Сравнение механических характеристик, изображенных на рис. Такая характеристика называется жесткой. У двигателя с последовательным возбуждением при таком же изменении нагрузки на валу от Mi до М 2 скорость изменяется значительно — примерно в 1,5 раза. Такую характеристику называют мягкой. Вид механической характеристики определяет устойчивость работы двигателя под нагрузкой. Анализ устойчивости работы проводят исходя из уравнения механики о равенстве моментов, приложенных к валу: Анализ устойчивости работы двигателя с параллельным возбуждением: Исследуем устойчивость работы двигателя параллельного возбуждения при постоянном статическом моменте. Длительная работа определяется условием. Этот режим соответствует точке пересечения механической характеристики двигателя с кривой статического момента точка А на рис. Пусть на двигатель, работающий в точке А, подействовала какая-то кратковременная сила, приведшая к небольшому снижению скорости. При этом вращающий момент двигателя возрастает и возникает избыточный ускоряющий момент АМ и который приводит к увеличению скорости. Если кратковременная внешняя сила увеличивает скорость двигателя, то электромагнитный момент становится меньше статического, вследствие чего ротор замедляет вращение и возвращается в исходную точку А. Таким образом, работа двигателя в точке А устойчива: Аналогично считая, что имеются кратковременные небольшие возмущения, можно доказать, что двигатель с параллельным возбуждением, имеющий падающую механическую характеристику, работает устойчиво и при других типичных нагрузках. Анализ устойчивости двигателя с последовательным возбуждением. В мощных двигателях с параллельным возбуждением падение напряжения в цепи якоря мало и иногда механическая характеристика имеет вид, показанный на рис. На этом участке, в точке В рис. Однако при нагрузке, характерной для транспортеров и мельниц кривая 3 на рис. Выше рассматривались двигатели без регулирования и их естественная реакция на изменяющиеся условия работы. При наличии автоматического регулирования происходит искусственное формирование механических характеристик и диапазон устойчивой работы двигателей иногда определяется иначе. Однако и в системах автоматического регулирования предпочтительна работа на устойчивой части характеристик, так как это улучшает переходные процессы и удешевляет систему управления. Длительная работа определяется условием г. Математиче- ки условие устойчивости работы двигателя записывается в виде Рис. Анализ устойчивости двигателя с последовательным возбуждением что на практике сводится к требованию, чтобы с увеличением скорости вращающий момент двигателя уменьшался.
Из этого уравнения следует, что механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения ДПТ НВ прямолинейны и пересекают ось ординат в точке холостого хода n 0 рис При этом механическая характеристика становится жесткой график 1. Искусственные механические характеристики, полученные введением в цепь якоря добавочного сопротивления R доб , называют также реостатными графики 7, 2 и 3. При неизменном моменте нагрузки на валу двигателя с увеличением сопротивления резистора R доб частота вращения уменьшается. Частота вращения холостого хода n 0 представляет собой пограничную частоту вращения, при превышении которой двигатель переходит в генераторный режим. Эта частота вращения превышает номинальную n ном на столько, на сколько номинальное напряжение U ном подводимое к цепи якоря, превышает ЭДС якоря Е я ном при номинальной нагрузки двигателя. На форму механических характеристик двигателя влияет величина основного магнитного потока возбуждения Ф. Это приводит к значительному изменению жесткости механической характеристики двигателя рис. В итоге механические характеристики смещаются вдоль оси ординат, оставаясь параллельными друг другу рис. Это создает наиболее благоприятные условия при регулировании частоты вращения двигателей путем изменения напряжения U , подводимого к цепи якоря. Такой метод регулирования частоты вращения получил наибольшее распространение еще и благодаря разработке и широкому применению регулируемых тиристорных преобразователей напряжения. Механическая характеристика двигателя при неизменных параметрах U , R и Ф представляется прямой линией 1 рис. По мере увеличения момента нагрузки частота вращения снижается, номинальному моменту нагрузки М Н соответствует номинальная частота вращения w 0. Изменение величины питающего напряжения вызывает пропорциональное уменьшение частот вращения во всех режимах работы. При этом жесткость механической характеристикиb сохраняется, так как его величина, согласно 4. При этом диапазон плавного и экономичного регулирования частоты вращения — глубина регулирования — находится по формуле:. Практически значение глубины регулирования достигает 10… тыс. Столь большой диапазон регулирования позволяет исключить или значительно упростить механическую трансмиссию. Вторым способом регулирования частоты вращения двигателя является изменение сопротивления якорных цепей — путём включения последовательно в цепь якоря регулировочного резистора R Р1 рис. В этом случае, согласно 4. Как видно из рис. Данный способ регулирования позволяет изменять частоту вращения в значительном диапазоне, однако вследствие значительных потерь мощности в регулировочном резисторе резко снижается кпд привода:. Регулирование частоты вращения машины постоянного тока магнитным потоком машины Ф — за счёт изменения тока возбуждения резистором R Р 2 см. Такой способ регулирования предусмотрен для большинства машин. При способе регулирование угловой скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения осуществляется изменением величины магнитного потока за счет введения в цепь обмотки возбуждения дополнительного реостата. При ослаблении потока угловая скорость двигателя как при нагрузке, так и при холостом ходе возрастает, а при усилении потока — уменьшается. Практически возможно изменение скорости только в сторону увеличения ввиду насыщения двигателя. При увеличении скорости ослаблением потока допустимый момент двигателя постоянного тока изменяется по закону гиперболы, а мощность остается постоянной. Механические характеристики для различных значений потока двигателя приведены на рис. Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока независимого возбуждения обладают значительной индуктивностью. Поэтому при ступенчатом изменении сопротивления реостата в цепи обмотки возбуждения ток, а следовательно, и поток будут изменяться по экспоненциальному закону. В связи с этим регулирование угловой скорости будет осуществляться плавно. Существенными преимуществами данного способа регулирования скорости являются его простота и высокая экономичность. Данный способ регулирования используют в приводах в качестве вспомогательного, обеспечивающего повышение скорости при холостом ходе механизма. Для получения простейшей модели электропривода постоянного тока, описывающей установившиеся статические режимы и позволяющей получить основные характеристики, воспользуемся схемой на рис. Схема электропривода с двигателем постоянного тока. Взаимодействие тока I в обмотке якоря с магнитным потоком Ф , создаваемым обмотками, расположенными на полюсах машины, приводит в соответствии с законом Ампера и возникновению электромагнитных сил, действующих на активные проводники обмотки и, следовательно, электромагнитного момента М:. В движущихся с угловой скоростью в магнитном поле под действием момента М проводниках обмотки якоря в соответствии с законом Фарадея наводится ЭДС вращения Е: Для решения практических задач они должны быть дополнены уравнением движения с моментом потерь , входящим в Мс , и уравнениями цепи возбуждения для конкретной схемы электропривода. Разумеется, в условиях каждой задачи должно быть строго оговорено, что задано и известно, а что нужно искать. Рассмотрим подробнее роль, которую играет ЭДС Е в процессе преобразования энергии, осуществляемом электрической машиной. В двигателе внутреннего сгорания эту роль выполнит оператор, увеличив подачу топлива; в паровой турбине — специальный регулятор, который увеличит подачу пара. В электрической машине эту роль выполнит ЭДС. Действительно, при возрастании Мс скорость двигателя начнет снижаться, значит уменьшится в соответствии с 3. Двигатель автоматически, без каких-либо внешних воздействий перейдет в новое установившееся состояние. Эти процессы будут иметь место при любых величинах и знаках Мс , то есть ЭДС будет выполнять функцию регулятора как в двигательном, так и в тормозных режимах работы машины. При использовании в электроприводе постоянного тока двигателя с независимым возбуждением — рис. Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Механическую характеристику w М получим, подставив в 3. Характеристики и это прямые линии, проходящие через две характерные точки: Увеличением нагрузки при определенных условиях, которые рассматриваются ниже, можно прийти к режиму короткого замыкания: При изменении полярности U характеристика займет положение, показанное на рис. Участки характеристики между w0 и Мкз , где знаки w и М совпадают, соответствуют, как было условлено ранее, двигательному режиму работы; участки с разными знаками и М — тормозным режимам. Тормозные режимы — это генераторные режимы, поскольку механическая энергия, поступившая с вала машины, преобразуется в электрическую и передается через электрические зажимы машины. В зависимости от того, куда поступает электрическая энергия, различают три тормозных режима. Если якорь двигателя вращать от некоторого постороннего источника со скоростью, превышающей скорость идеального холостого хода, то ЭДС двигателя будет больше приложенного напряжения, в результате чего ток в якоре двигателя и момент изменят свой знак. Механическая энергия, поступающая при этом на вал двигателя, преобразуется в электрическую и за вычетом потерь в двигателе рекуперируется в сеть. В режиме противовключения изменяет знак скорость двигателя при сохранении знака момента или знак момента двигателя при сохранении знака скорости. Первый случай имеет место при воздействии активного момента статической нагрузки, превышающего момент короткого замыкания на данной характеристике. В результате изменения знака скорости ЭДС двигателя будет совпадать с приложенным напряжением, и ток в якоре определится выражением: Второй случай используется для остановки двигателя путем изменения полярности напряжения, подводимого к его якорю. Вследствие механической инерции скорость двигателя и ЭДС в начальный момент сохраняются неизменными, а ток будет равен: На механических характеристиках рис. В режиме торможения противовключением энергии поступает в привод и со стороны механизма, и от сети и рассеивается в сопротивлениях якорной цепи; в предыдущем случае энергия, поступающая от механизма, передавалась в сеть. Если якорная цепь отключена от источника питания и замкнута на внешний резистор, то при вращении двигателя от внешнего источника или по инерции в якорной цепи индуцируется ЭДС и протекает ток , создающий момент. Характеристики проходят через начало координат — штрих-пунктир на рис. При этом, естественно, сохраняют силу фундаментальные соотношения 3. Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения при питании от источника тока Электромеханическая и механическая характеристики представлены теперь вертикальными прямыми рис. Это связано с тем, что источник питания — источник тока — нейтрализует действие ЭДС, она теперь уже не играет роли внутреннего регулятора и не влияет на скорость. Характеристики электропривода при питании якоря от источника тока. Двигательный режим соответствует участку ab в I квадранте: Этот режим мы определили раньше как торможение противовключением. Если источник тока обладает односторонней проводимостью пунктир на рис. У двигателей независимого и параллельного возбуждения возможны три тормозных режима: Для построения механических характеристик можно пользоваться одним и тем же уравнением 5. Режим рекуперативного торможения возникает, например, при регулировании напряжения на якоре рис. В момент уменьшения напряжения питания двигатель переходит из точки А характеристики 1 в точку В характеристики 2, момент М эм меняет знак и начинается торможение двигателя до точки С. Торможение до остановки таким способом невозможно и он используется, в основном, при торможении на высоких скоростях. Способ экономичен благодаря возможности отдачи электрической энергии в сеть. Далее рассматривается наиболее часто встречающийся второй случай с изменением полярности напряжения на якоре. Поэтому при торможении противовключением в цепь якоря обязательно включается добавочное сопротивление R д. Изменение полярности напряжения на якоре означает, что изменится и знак скорости идеального х. В точке С скорость двигателя равна нулю, и его нужно отключить от источника питания. Динамическое торможение осуществляется отключением цепи якоря от источника постоянного тока U и замыканием ее на некоторое добавочное сопротивление R д , называемое обычно тормозным реостатом рис. Запасенная во вращающихся частях привода кинетическая механическая энергия преобразуется в электрическую, и машина работает в генераторном режиме, отдавая электрическую энергию тормозным сопротивлениям. Уравнение механических характеристик 5. В момент переключения двигатель переходит из точки А естественной характеристики двигательного режима 1 в точку В характеристики тормозного режима 2, момент М эм меняет знак и начинается динамическое торможение. Угловая скорость уменьшается, но при этом довольно резко уменьшается и тормозной момент переход из точки В в С. С целью увеличения тормозного момента производится уменьшение добавочного сопротивления R д переход из точки С в точку D. Торможение происходит до нулевой скорости. Современные системы электроприводов крановых механизмов выполняются в основном с применением асинхронных двигателей, скорость которых регулируется релейно-контакторным способом путем введения сопротивлений в цепь ротора. Такие электроприводы обладают малым диапазоном регулирования скорости, а при пусках и торможениях создают большие рывки и ускорения, что плохо влияет на работу конструкции крана, ведет к раскачиванию груза и ограничивает применение таких систем на кранах повышенной высоты и грузоподъемности. Развитие силовой полупроводниковой техники позволяет вносить принципиально новые решения в структуру автоматизированного электропривода крановых установок. В настоящее время на механизмах подъема и передвижения башенных и мостовых кранов применяется регулируемый электропривод с двигателями постоянного тока, питаемыми от мощных тиристорных преобразователей, — система ТП — Д. I путем изменения напряжения на якоре. При этом в переходных процессах система обеспечивает получение ускорений и рывков в пределах заданных норм. Хорошие регулировочные качества появляются и у асинхронного электропривода при включении тиристорного преобразователя в цепь статора асинхронного двигателя АД. Изменение напряжения на статоре двигателя в замкнутой САУ позволяет ограничить пусковой момент, получить плавный разгон торможение привода и необходимый диапазон регулирования скорости. Применение тиристорных преобразователей в автоматизированном электроприводе крановых механизмов находит все большее применение в отечественной и зарубежной практике. Для ознакомления с принципом действия и возможностями таких установок остановимся кратко на двух вариантах схем управления двигателями постоянного и переменного токов. Якорь двигателя питается от реверсивного тиристорного преобразователя, который состоит из силового трансформатора Тр, служащего для согласования напряжений преобразователя и нагрузки, двух групп тиристоров Т1-Т6 и Т7-Т12, соединенных по трехфазной мостовой встречно-параллельной схеме, уравнительных реакторов 1УР и 2УР, являющихся одновременно сглаживающими реакторами, выполненными ненасыщающимися. Группа тиристоров Т1-Т6 работает выпрямителем при подъеме и инвертором — при спуске тяжелых грузов, так как направление тока в якорной цепи двигателя для этих режимов одинаково. Вторая группа тиристоров Т7-Т12, обеспечивающая противоположное направление тока якоря, работает выпрямителем при силовом спуске и в переходных режимах пуска двигателя на тормозной спуск, инвертором — при торможении в процессе подъема грузов или крюка. В отличие от механизмов передвижения кранов, в которых тиристорные группы должны быть одинаковыми, в механизмах подъема мощность тиристоров второй группы может быть взята меньшей, чем первой, так как ток двигателя при силовом спуске значительно меньше, чем при подъеме и спуске тяжелых грузов. Регулирование выпрямленного напряжения тиристорного преобразователя ТП осуществляется с помощью полупроводниковой системы импульсно-фазового управления, состоящий из двух блоков СИФУ-1 и СИФУ-2 рис. С целью упрощения системы управления и повышения надежности электропривода в данной схеме применяется согласованное управление реверсивным ТП. Для этого регулировочные характеристики и системы управления обеими группами должны быть жестко связаны. Если это условие не соблюдается, то между двумя группами тиристоров будет протекать выпрямленный уравнительный ток, который дополнительно загружает вентили и трансформатор и может также привести к срабатыванию защиты. Для ограничения этого уравнительного тока служат уравнительные реакторы 1УР и 2УР. По одному из реакторов всегда проходит ток якоря двигателя, благодаря чему уменьшаются пульсации этого тока, а сам реактор частично насыщается. Второй реактор, по которому в данный момент протекает только уравнительный ток, остается ненасыщенным и ограничивает iyp. Тиристорный электропривод крана имеет одноконтурную систему управления СУ , выполненную с использованием быстродействующего реверсивного суммирующего магнитного усилителя СМУР, который питается от генератора прямоугольного напряжения частотой Гц. При наличии токовой отсечки такая СУ позволяет получить удовлетворительные статические характеристики и высокое качество переходных процессов. Система управления электроприводом содержит отрицательные обратные связи по напряжению и току двигателя с отсечками, а также слабую положительную обратную связь по напряжению Ud. Отсечка обратной связи по напряжению Ud осуществляется с помощью кремниевых стабилитронов, включенных параллельно задающим обмоткам СМУР. Если разница напряжений Ud-aUd будет больше Uст. С этого момента изменение сигнала aUd в сторону уменьшения не сказывается на токе в задающих обмотках СМУР, т. Если сигнал обратной связи aUd приближается к задающему сигналу Uз, то напряжение на стабилитронах становится меньше Uст. Ток в задающих обмотках СМУР будет определяться разностью напряжений U3-aUd, и отрицательная обратная связь по напряжению при этом вступает в работу. Сигнал отрицательной обратной связи по току снимается с двух групп трансформаторов тока ТТ1-ТТ3 и ТТ4-ТТ8, работающих соответственно с группами тиристоров Т1-Т6 и Т7-Т Это уменьшает напряжение Ud преобразователя и ограничивает ток Id цепи якоря в статических и динамических режимах. Коэффициент усиления этой связи выбирается kп. Действие этой связи в основном проявляется в зоне токовой отсечки, обеспечивая получение крутопадающих участков характеристики. Если пренебречь потерями в передачах, то условием равенства ускорения при пуске двигателя на подъем и спуск, а также при торможении с подъема и со спуска является равенство динамических моментов электропривода, т. Для выполнения этого условия статические характеристики привода подъема должны быть несимметричными относительно оси скорости Мстоп. Механические характеристики электропривода по системе ТП-Д: Для приводов механизмов передвижения крана следует учитывать реактивный характер момента сопротивления, который не зависит от направления движения. При одном и том же значении момента двигателя реактивный момент сопротивления будет замедлять процесс пуска и ускорять процесс торможения привода. Для устранения этого явления, которое может привести к пробуксовыванию ведущих колес и быстрому износу механических передач, необходимо поддерживать примерно постоянными ускорения в процессе пуска, реверса и торможения в механизмах передвижения. Указанные разновидности механических характеристик электропривода можно получить путем соответствующего изменения коэффициентов отрицательной обратной связи по току Id и положительной связи по напряжению Ud. Полная схема управления автоматизированного электропривода мостового крана с тиристорным управлением включает в себя все блокировочные связи и защитные цепи, которые рассмотрены в приведенных ранее схемах. При применении ТП в электроприводе крановых механизмов следует обратить внимание на их электроснабжение. Значительная несинусоидальность потребляемого преобразователями тока вызывает искажение формы напряжения на входе преобразователя. Эти искажения влияют на работу силовой части преобразователя и системы импульсно-фазового управления СИФУ. Искажение формы напряжения питающей сети вызывает значительное недоиспользование электродвигателя. Искажение формы питающего напряжения оказывает сильное влияние на СИФУ, особенно при отсутствии входных фильтров. В отдельных случаях эти искажения могут привести к произвольному полному открыванию тиристоров. Наилучшим способом это явление можно устранить путем питания СИФУ от отдельных троллеев, подключенных к трансформатору, не имеющему выпрямительной нагрузки. Возможные способы использования тиристоров для регулирования скорости асинхронных двигателей весьма разнообразны — это тиристорные преобразователи частоты автономные инверторы , тиристорные регуляторы напряжения, включаемые в цепь статора, импульсные регуляторы сопротивлений и токов в цепях двигателя и т. В крановых электроприводах находят применение главным образом тиристорные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы, что обусловлено их относительной простотой и надежностью. Однако использование каждого из указанных регуляторов в отдельности не позволяет полностью обеспечить требования, предъявляемые к электроприводам крановых механизмов. Действительно, при использовании только лишь импульсного регулятора сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя удается обеспечить зону регулирования, ограниченную естественной и соответствующей полному сопротивлению реостатной механическими характеристиками, т. Однако при этом будут иметь место значительные потери скольжения в самом двигателе, что приводит к необходимости существенного завышения его установленной мощности, а следовательно, и его габаритов. В связи с этим для крановых механизмов создаются системы асинхронного электропривода, в которых управление двигателем осуществляется путем сочетания импульсного регулирования сопротивления в роторе и изменения напряжения, подводимого к статору. Этим достигается заполнение всех четырех квадрантов механических характеристик. Принципиальная схема такого комбинированного управления приведена на рис. В роторную цепь включена схема импульсного регулирования сопротивления в цепи выпрямленного тока. Параметры схемы выбраны такими, что она обеспечивает работу двигателя в I и III квадрантах в зонах между реостатными и естественными характеристиками на рис. Схема кранового электропривода с тиристорным регулятором напряжения статора и импульсным регулированием сопротивления ротора. Для регулирования скорости в зонах между реостатными характеристиками и осью скоростей, заштрихованных горизонтальными линиями на рис. Изменение напряжения, подводимого к статору, осуществляется путем регулирования угла открывания тиристорных пар , , — для одного направления вращения и , , — для другого направления вращения. Области регулирования при комбинированном управлении асинхронным двигателем. Для получения жестких механических характеристик и ограничения моментов двигателя в схеме предусмотрены обратные связи по скорости и выпрямленному току ротора, осуществляемые тахогенератором ТГ и трансформатором постоянного тока магнитным усилителем ТПТ. Более просто можно получить заполнение всего I квадранта, включив конденсатор последовательно с сопротивлением R1 рис. В этом случае эквивалентное сопротивление в цепи выпрямленного тока ротора можно изменять в пределах от нуля до бесконечности и осуществлять таким образом регулирование тока в роторе от максимального значения до нуля. Область регулирования скорости двигателя в такой схеме распространяется вплоть до оси ординат, однако величина емкости конденсатора при этом получается весьма значительной. Для заполнения всего I квадранта при меньших значениях емкости сопротивление резистора R1 разбивают на отдельные ступени. В первую ступень, включаемую при небольших токах, последовательно вводят емкость. Выведение ступеней осуществляется импульсным методом с последующим закорачиванием каждой из них тиристорами или контакторами. Заполнение всего I квадранта можно получить также путем сочетания импульсного изменения сопротивления с импульсным режимом двигателя. Такая схема приведена на рис. В области между осью скоростей и реостатной характеристикой рис. При этом на тиристор Т3 управляющие импульсы не поступают, и он остается все время закрытым. Схема, осуществляющая импульсный режим двигателя, состоит из рабочего тиристора Т1 вспомогательного тиристора Т2, коммутирующего конденсатора С и резисторов R1 и R2. При открытом тиристоре Т1 ток протекает через резистор R1. Конденсатор С заряжается до напряжения, равного падению напряжения на R1. Когда подается управляющий импульс на тиристор Т2, напряжение конденсатора оказывается приложенным в обратном направлении к тиристору Т1 и закрывает его. Одновременно происходит перезаряд конденсатора. Наличие индуктивности двигателя приводит к тому, что процесс перезаряда конденсатора носит колебательный характер, вследствие чего тиристор Т2 закрывается самостоятельно без подачи управляющих сигналов, а цепь ротора оказывается разомкнутой. Затем подается управляющий импульс на тиристор Т1, и все процессы повторяются снова. Схема импульсного комбинированного управления асинхронным двигателе м. Таким образом, при периодической подаче управляющих сигналов на тиристоры какую-то часть периода в роторе протекает ток, определяемый сопротивлением резистора R1. В другую часть периода цепь ротора оказывается разомкнутой, момент, развиваемый двигателем, равен нулю, а его рабочая точка находится на оси. Изменяя относительную продолжительность включения тиристора Т1 в течение периода, можно получать среднее значение момента, развиваемого двигателем от нуля до максимального значения, соответствующего работе на реостатной характеристике при введении в цепь ротора R1. При использовании различных обратных связей можно получить характеристики желаемого вида в области между осью скоростей и реостатной характеристикой. Для перехода в область между реостатной и естественной характеристиками нужно, чтобы тиристор Т2 оставался все время закрытым, а тиристор Т1 — все время открытым. Путем закорачивания сопротивления R1 с помощью коммутатора с основным тиристором Т3 можно плавно изменять сопротивление в цепи ротора от значения R1 до 0, обеспечивая тем самым выход двигателя на естественную характеристику. Импульсный режим двигателя с коммутацией в цепи ротора может быть осуществлен и в режиме динамического торможения. При использовании различных обратных связей можно получить в этом случае во II квадранте желаемые механические характеристики. С помощью логической схемы управления возможно осуществлять автоматический переход двигателя из одного режима к другому и получить заполнение всех квадрантов механических характеристик. Характерной особенностью ДПТ с ПВ является то, что его обмотка возбуждения ПОВ с сопротивлением посредством щеточно-коллекторного узла последовательно соединена с обмоткой якоря с сопротивлением , то есть в таких двигателях возможно только электромагнитное возбуждение. Для осуществления пуска ДПТ с ПВ последовательно с его обмотками включается добавочный реостат. Ввиду того, что в ДПТ с ПВ ток обмотки возбуждения равен току в обмотке якоря, в таких двигателях в отличие от ДПТ с НВ проявляются интересные особенности. Поток возбуждения ДПТ с ПВ связан с током якоря он же является и током возбуждения зависимостью, называемой кривой намагничивания, представленной на рис. Как видно зависимость для малых токов близка к линейной, а с увеличением тока проявляется нелинейность, связанная с насыщением магнитной системы ДПТ с ПВ. Уравнение электромеханической характеристики ДПТ с ПВ так же и для ДПТ с независимым возбуждением имеет вид:. Из-за отсутствия точного математического описания кривой намагничивания, при упрощенном анализе можно пренебречь насыщением магнитной системы ДПТ с ПВ, т. В этом случае можно записать:. Если подставить выражение 3. Отсюда следует, что при ненасыщенной магнитной системе механическая характеристика ДПТ с ПВ изображается рис. Механическая характеристика ДПТ с ПВ в предположении ненасыщенности его магнитной цепи. Значительное увеличение скорости вращения двигателя в области малых нагрузок обуславливается соответствующим снижением величины магнитного потока. На практике по экономическим соображениям электродвигатели рассчитываются с определенным коэффициентом насыщения и рабочие точки лежат в районе колена перегиба кривой намагничивания. В целом, анализируя уравнение механической характеристики 3. Если рассматривать механическую характеристику, изображенную на рис. При этом его скорость теоретически стремится к бесконечности. С увеличением нагрузки скорость вращения падает и равняется нулю при значении момента короткого замыкания пускового: Далее скорость вращения асимптотически приближается к значению в 4 квадранте системы координат. Как видно из 3. При конкретных расчетах пользоваться оценочным уравнением механической характеристики 3. В этом случае построение характеристик приходится вести графо-аналитическими способами. Как правило, построение искусственных характеристик производится на основании данных каталогов, где приводятся естественные характеристики: В реальном ДПТ с ПВ вследствие насыщения магнитной системы но мере увеличения нагрузки на валу а, следовательно, и тока якоря в области больших моментов, наблюдается прямая пропорциональность между моментом и током, поэтому механическая характеристика становится там практически линейной. Это относится как к естественной, так и к искусственным механическим характеристикам. Кроме того, в реальном ДПТ с ПВ даже в режиме идеального холостого хода существует остаточный магнитный поток , вследствие чего скорость идеального холостого хода будет иметь конечную величину и определяться выражением:. Но так как величина незначительна, то может достигать значительных величин. Исключением являются микродвигатели, у которых и при полном сбросе нагрузки остаточный момент трения достаточно велик для того, чтобы ограничить скорость холостого хода. Как следует из теории электрических машин, двигатели рассчитываются на конкретный номинальный ток. При этом ток короткого замыкания не должен превышать значения. В случае, если имеются два двигателя постоянного тока: Из этого следует, что при одинаковой перегрузочной способности пусковой момент ДПТ с ПВ превосходит пусковой момент ДПТ с НВ. При прямом пуске двигателя ударные значения тока , поэтому обмотки двигателя могут быстро перегреться и выйти из строя, кроме того большие токи негативно влияют и на надежность щеточно-коллекторного узла. Оказанное обуславливает необходимость ограничения до какой-либо приемлемой величины либо введением в якорную цепь дополнительного сопротивления , либо уменьшением питающего напряжения. Величина максимально допустимого тока определяется коэффициентом перегрузки. Для микродвигателей обычно осуществляется прямой пуск без добавочные сопротивлений, но с ростом габаритов ДПТ необходимо производить реостатный пуск. Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. Выбор электродвигателя и кинематический расчет I. Общая характеристика работы I. Организационно — правовая и экономическая характеристика организации. Характеристика закрытых и открытых источников ионизирующих излучений Q: Установить порядок определения целостности обмоток трехфазного асинхронного двигателя S: Установить соответствие способов возбуждения генераторов постоянного тока и схематичным изображением V1: Гигиеническая характеристика факторов внешней среды и требования к благоустройству предприятий питания. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права?
Интернет по карточкам как устроен
Приказ минтруда 439н
Brooke candy перевод
Детская поликлиника 1 балашиха расписание врачей
Сколько весит контейнер 40 футов пустой