2.5. Контрольные вопросы.
2.5.1. Почему естественные и искусственные характеристики электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения пересекаются в одной точке?
2.5.2. Какие причины влияют на жёсткость механических характеристик электродвигателя независимого возбуждения?
2.5.3. В каких квадрантах осей координат располагаются характеристики электродвигателя независимого возбуждения?
2.5.4. Укажите в каких режимах работают электродвигатели лабораторной установки при работе машины М1 в генераторном режиме?
2.5.5. Почему в режиме х.х. ток якоря М1 равен нулю?
2.5.6. В каких режимах работы М1 машина М3 работает генератором, а в каких двигателем?
3.Лабораторная работа n3
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ В СИСТЕМЕ «ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ».
3.1. Цель работы:
3.1.1. Приобрести практические навыки в регулировке электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения в системе «генератор-двигатель».
3.1.2. Получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о работе системы «генератор-двигатель».
3.2. Краткие теоретические сведения.
Принципиальная схема включения ДПТ с независимым возбуждением по системе Г-Д приведена на рис.3.1. Здесь генератор М3 с постоянной угловой скоростью приводится во вращение асинхронным двигателем М4. Питание цепей возбуждения генератора М3 и исполнительного двигателя М2 осуществляется от независимых источников постоянного тока ШИП-3. Якорь двигателя М2 присоединяется непосредственно к якорю генератора М3. Электродвижущая сила генератора определяется по формуле
Следовательно, при постоянной частоте вращения генератора его ЭДС будет определяться магнитным потоком, который легко регулируется током возбуждения.
В соответствии со вторым законом Кирхгофа для цепей якоря машин М2 и М3 можно записать
или ,
где Iя – ток якоря генератора и двигателя; Rг – сопротивление цепи якоря генератора; Rя.дв – сопротивление цепи якоря двигателя; Фг,Фдв – соответственно магнитный поток генератора и двигателя;Rя.г,Rя.дв - сопротивления якорных цепей генератора и двигателя.
Отсюда частота вращения двигателя
Т
ак
как ,то
Механические характеристики двигателя располагаются в четырёх квадрантах Рис.3.2. Как видим система Г-Д обеспечивает двухзонное регулирование частоты вращения – до основной скорости изменением ЭДС генератора при постоянном потоке двигателя, а выше основной регулированием тока возбуждения двигателя при постоянной, равной номинальному значению ЭДС генератора.
Верхний предел частоты вращения при регулировании с постоянным потоком двигателя ограничивается номинальным значением ЭДС генератора и тем перепадом скорости, который обусловлен нагрузкой и сопротивлением якорной цепи. Нижний предел регулирования определяется заданным относительным перепадом частоты вращения при заданном изменении нагрузки. Этот относительный перепад, называемый статизмом, определяется при минимальной частоте вращения для случая изменения момента нагрузки от нуля до Мном как
или
.
Рис.3.2
Отсюда допустимый диапазон регулирования
где n0max – максимальная частота вращения двигателя при номинальной ЭДС генератора; n0min – минимальная частота вращения при минимальной ЭДС генератора; n*ном – относительный перепад частоты вращения при Ег.ном.