Материал: 1824

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

+ U

Rр

Е Iя

 

Iш

 

 

Rв

 

 

 

 

 

 

 

 

Rя Iв

Рис. 94. Регулирование частоты вращения изменением магнитного потока

n

Iв2<Iв1

n2

1

2

n1

Iв1=Iя M

Рис. 95. Механические характеристики при регулировании частоты вращения изменением магнитного потока:

1 – естественная механическая характеристика; 2 – искусственная механическая характеристика при шунтировании обмотки возбуждения

n

U1>U2

n1

n2

U2 M

Рис. 96. Механические характеристики при регулировании частоты вращения изменением подводимого к якорю напряжения

Недостатками такого способа регулирования, как и для двигателя с параллельным возбуждением, являются:

1)большие потери мощности в регулировочном сопротивлении;

2)регулирование частоты вращения ступенчатое, а не плавное;

3)уменьшение жесткости механических характеристик.

Более экономичным является регулирование частоты вращения

изменением магнитного потока Ф. В этом случае регулировочным реостатом шунтируют обмотку возбуждения (рис. 94), вследствие чего ток обмотки возбуждения уменьшается и, следовательно, уменьшается магнитный поток, а частота вращения увеличивается

(рис. 95).

Однако верхний предел регулирования частоты вращения ограничен механической прочностью машины.

Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения U

возможно только путем снижения его величины. При уменьшении подводимого напряжения происходит уменьшение частоты вращения. Механические характеристики в этом

5.9. Характеристики двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением

Электрическая

 

 

 

 

принципиальная

 

схема

+

U

двигателя постоянного тока со

I Iв1

 

смешанным

 

возбуждением

 

 

 

 

 

представлена на рис. 97.

 

 

 

 

У двигателей со смешанным

Rв1

Rр

 

возбуждением

 

имеются

две

Е

Iя=Iв2

 

обмотки

 

возбуждения,

 

 

 

включенные последовательно и

 

Rв2

Rд

параллельно якорю. Основной

Rя

 

 

обмоткой

 

возбуждения

Рис. 97. Электрическая принципиальная

считается та, которая создает не

схема двигателя постоянного тока

менее

70%

всей

со смешанным возбуждением

намагничивающей силы.

 

 

 

 

Последовательную обмотку включают согласно с параллельной обмоткой так, чтобы их намагничивающие силы складывались. В этом случае двигатель приобретает свойства и характеристики, являющиеся средними между свойствами и характеристиками двигателей с параллельным и последовательным возбуждением.

n

2

4

3

1

Мн М

Рис. 98. Механические характеристики двигателя с параллельным (1), последовательным (2) и смешанным (3,4) возбуждением

В зависимости от соотношения магнитных потоков параллельной и последовательной обмоток механическая характеристика двигателя со

смешанным возбуждением расположена ближе к характеристике 1 или к характеристике 2 (рис. 98).

Одним из достоинств двигателя со смешанным возбуждением является то, что он, обладая «мягкой» механической характеристикой, может работать на холостом ходу, так как частота вращения холостого хода n0 имеет конечное значение.

5.10. Генераторные и тормозные режимы работы двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Одним из режимов работы машины постоянного тока является тормозной, когда электромагнитный момент направлен в сторону, противоположную по отношению к вращению якоря.

Различают три способа торможения двигателя постоянного тока: -рекуперативное; -динамическое; -противовключением.

Рекуперативное торможение является наиболее экономичным по сравнению с остальными.

n

n0

Рекуперативное торможение nн

Генераторный

Двигательный

режим

режим

-М

М

 

0

Мн

Рис. 99. Механическая характеристика, иллюстрирующая рекуперативное торможение

Данный способ торможения возникает в том случае, когда момент сопротивления приводного механизма совпадает по направлению с электромагнитным вращающим моментом двигателя. В этом случае частота вращения якоря возрастает, достигает частоты холостого хода n0 и, увеличиваясь далее, обусловливает переход машины из двигательного режима в генераторный (рис. 99). В этом режиме ЭДС, наводимая в якоре,

становится больше напряжения сети U. При этом двигатель не только забирает энергию из сети, но и отдает энергию в сеть (рекуперирует). Показателем смены режима работы машины является изменение направления тока якоря при сохранении направления тока в обмотке возбуждения:

 

U E

Iя .

(215)

 

 

Rя

 

Согласно уравнению (188) М=СмФIя. Из уравнения видно, что при изменении направления тока якоря изменяется направление вращающего момента. Он становится тормозным.

Примерами работы двигателя в этом режиме являются режимы работы двигателей в грузоподъемных механизмах при спуске легких грузов или режимы работы двигателей на электротранспорте при его движении под уклон (например, трамвай движется под уклон).

Уравнение механической характеристики двигателя, работающего в режиме рекуперативного торможения, имеет вид

n

U

 

0,105М Rя

.

(216)

СеФ

 

 

 

(СеФ)2

 

Достоинством рекуперативного торможения является возврат электрической энергии от машины обратно в сеть.

Динамическое торможение (рис. 100) возникает после отключения якорной обмотки машины от сети контактами ЛК и подключения ее к сопротивлению динамического торможения Rдт контактами КТ, причем обмотка возбуждения остается подключенной к сети.

Согласно уравнению (191) Iя U Е .

Rя

При отключении якорной обмотки машины от сети и подключении к ней сопротивления Rдт U=0 и ток якоря в начале торможения оказывается

+

U

 

I

Iв

 

Rв

 

ЕIя

ЛК ЛК

КТ Rя Iят

Rдт

Рис. 100. Схема включения двигателя при динамическом торможении

I

янт

 

 

Ен

 

,

(217)

R

 

 

 

 

я

R

 

 

 

 

 

 

дт

 

т.е. машина переходит в генераторный режим, при этом ток якоря изменяет направление. Поэтому согласно уравнению (188) изменяет направление и вращающий момент. Он становится тормозным. Величина тормозного момента в начале торможения

МнтмФIя нт,

где Iя нт – ток якоря в момент начала торможения.

Время торможения определяется величиной сопротивления Rдт. Уравнение механической характеристики двигателя в

динамического торможения имеет вид

n 0,105М (Rя Rдт) . (СеФ)2

(218)

режиме

(219)

Графики механической характеристики двигателя в режиме динамического торможения при различной величине Rдт представлены на рис. 101.

Rдт1>0 Rдт2>Rдт1 n

n0 nн

М

Мнт1 Мнт2 0

Мн

Рис. 101. Графики механической характеристики двигателя

в режиме динамического торможения при различной величине Rдт: Мнт1, Мнт2 – моменты начала торможения

Режим динамического торможения используется для быстрой остановки двигателя, работающего с большой нагрузкой на валу. При завершении динамического торможения двигатель останавливается. Достоинством

динамического торможения является простота его осуществления.

 

 

+

U

Торможение противовключением

 

I

 

возникает после смены полярности

 

Iв

напряжения,

приложенного

к

 

Rв

 

обмотке якоря (рис. 102).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механическая

характеристика

 

КТ

ЛК

двигателя

для

этого

случая

 

 

приведена на рис. 103. При работе

 

 

 

машины в

двигательном

режиме

 

Iя

Iят Rдт

замкнуты

контакты

ЛК

и

 

разомкнуты контакты КТ (см. рис.

 

Е

Rя

102). Электромагнитный

момент

 

 

является

вращающим.

 

При

 

ЛК

КТ

ЛК

 

размыкании

контактов

и

 

 

 

замыкании контактов КТ ток якоря

Рис. 102. Схема включения двигателя

меняет направление, за счет

чего

при торможении противовключением

электромагнитный

 

момент

Источник: https://studfile.net/preview/16407881/