Естественная электромеханическая и механическая характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения (далее ДПТ НВ) приведена на рис. 5.37.

Схема включения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Рис. 5.37. Схема включения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

ДПТ НВ включает цепь якоря, подключаемую к источнику постоянного напряжения ?/, и цепь возбуждения, также подключаемую к источнику постоянного напряжения ив. Цепь якоря содержит последовательно соединённые якорь ДПТ и дополнительный резистор Яд , который может отсутствовать. Напряжение источника подводится к вращающейся обмотке якоря с помощью коллекторно-щёточного аппарата. Цепь возбуждения содержит обмотку возбуждения, расположенную на неподвижных полюсах, и дополнительный резистор Яв, который может отсутствовать. Якорь двигателя механически связан с исполнительным органом (ИО) механизма.

Уравнения характеристик ДПТ получим при следующих допущениях:

- полагаем, что гистерезис в магнитной цепи машины и реакция якоря не проявляются, тогда ток возбуждения ДПТ 1В однозначно определяет её магнитный поток:

где кв — коэффициент пропорциональности;

  • - щётки расположены на оси, перпендикулярной оси полюсов, и коммутация идеальна, т.е. ток переходит от одной секции якоря к другой мгновенно, без искажений;
  • - к валу со стороны машины приложен электромагнитный момент Мэм = М, и все моменты, обусловленные механическими потерями, входят в момент сопротивления нагрузки.

Уравнение электрического равновесия (5.42) (статический режим) цепи якоря запишется в виде:

где — полное сопротивление цепи якоря;

— полное сопротивление якорной цепи, включающее сопротивление обмоток якоря го я» дополнительных полю- сов гдп , компенсационной ГК0, и щёточного контакта гщ .

Подставляя (5.49) в (5.53), получим формулу для электромеханической характеристики ДПТ НВ:

Уравнение для механической характеристики получаем из (5.54), если подставить в него ток из (5.51), выраженный через момент:

Из (5.54) и (5.55) следует, что электромеханическая со{1) и механическая со(М) характеристики ДПТ НВ являются прямыми линиями, исходящими из одной точки, с координатами: 1 = 0, (М = 0); са0, где частота идеального холостого хода ДПТ НВ:

При положительном напряжении U питания цепи якоря U > 0, полярность напряжения указана на рис.5.37, естественная электромеханическая и механическая характеристики проходят соответственно через точки с координатами:

электромеханическая:

механическая :

Так как у ДПТ НВ для естественной схемы включения кФ = const, то поток пропорционален току. Поэтому электромеханическую и механическую характеристики ДПТ НВ можно представить совмещёнными в виде прямой 1, (рис. 5.38).

Если изменить полярность питающего цепь якоря напряжения (U < 0) (на рис. 5.37 полярность его указана в скобках), то естественная электромеханическая и механическая характеристики могут быть представлены в соответствии с уравнениями (5.54) и (5.55), подставив в них (-(/), в виде прямой 2, рис. 5.38.

Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ НВ

Рис. 5.38. Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ НВ: искусственные 1 - Ц>0; 2 - ?/<0; 3 - У-0; 4 - естественная (С/>0)

Схема включения ДПТ НВ в режиме динамического торможе ния

Рис. 5.39. Схема включения ДПТ НВ в режиме динамического торможе ния

Схема включения ДПТ НВ в режиме динамического торможения представлена на рис. 5.39. После установившегося режима работы ДПТ НВ его цепь якоря отключается от источника постоянного тока и подключается к добавочному сопротивлению ЯДТ.

Затухающая ЭДС якоря создаёт в замкнутом контуре ток якоря /, изменивший направление, по сравнению с двигательным режимом (сравнить рис. 5.37, 5.39). Момент двигателя также изменит знак и станет тормозным. Под действием момента двигателя М и момента сопротивления Мс частота вращения ротора будет уменьшаться.

В этом режиме запасенная механическая энергия ротора в процессе торможения превращается в тепловую в резисторах Ядт и Яя.

Уравнение электромеханической и механической характеристик ДПТ в режиме динамического торможения получаются из (5.54) и (5.55) подстановкой в них и = 0:

Эта характеристика представлена на рис. 5.38 прямой 3. Характеристики 1, 2, 3 (рис. 5.38) являются искусственными, так как могут быть получены включением в цепь якоря добавочного сопротивления Яд, рис. 5.37, (характеристики 1,2), либо изменением схемы цепи якоря двигателя, рис. 5.39, (характеристика 3).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >