4.3. Регулирование частоты вращения двигателей изменением сопротивления в цепи якоря

Этот способ регулирования отличается универсальностью и простотой реализации. Применяется, когда не требуется высокого качества регулирования [9; 14]. Диапазон регулирования небольшой: . В зависимости от характера изменения добавочного сопротивления, включенного в цепь якоря (рис. 4.1), регулирование может быть плавное, может быть ступенчатое (ступенчатое чаще). Регулирование осуществляется вниз от номинальной скорости. С увеличением добавочного резистора жесткость характеристик снижается (рис. 4.4). При этом все характеристики выходят из одной точки .

Оценим допустимую нагрузку

(4.6)

- относительный перепад скорости (статизм).

Рис. 4.4. Семейство механических характеристик ДПТ НВ:

R_д =0 – естественная и R_дn – искусственные характеристики

Значение , приблизительно соответствует D=2, в этом случае потери двигателя: - следовательно, КПД приблизительно равен 50%, то есть регулирование не экономичное, большие потери в якорной цепи. Этот способ используется в приводах небольшой мощности. Учитывая, что магнитный поток двигателя постоянный, момент, развиваемый двигателем на регулировочных характеристиках, равен номинальному. Следовательно, допустимая нагрузка на двигателе при работе на искусственных характеристиках равна номинальной .

Способ регулирования частоты вращения ЭП, который характеризуется равенством, получил название регулирование при «постоянном моменте».

На практике чаще всего резистор R_д секционирован, и при помощи контактора в процессе изменения скорости шунтируются ступени этого добавочного резистора в цепи якоря.

В приводах небольшой мощности используется импульсное регулирование скорости. Суть этого способа (рис. 4.5): шунтирование R_д ключом К, замыкаемого с определенной частотой.

Рис. 4.5. Схема включения ДПТ НВ.

Соотношение длительностей замкнутого t₁ и разомкнутого t₂ состояния ключа (рис. 4.6) характеризуют относительной величиной ε – называемой скважностью управляющих импульсов.

,

где - время замкнутого состояния ключа,

- время разомкнутого состояния ключа

Рис. 4.6. Изменение скорости привода при изменении

Очевидно, что с увеличением при неизменной нагрузке на валу угловая скорость двигателя будет расти.

Рис. 4.7. Механические характеристики привода при

импульсном регулировании скорости

При =1 двигатель работает на естественной характеристике (рис. 4.7) (ключ К - замкнут). При =0 двигатель работает на реостатной характеристике соответствующей R_д (ключ К - разомкнут).

, (4.7)

. (4.8)

Учитывая, что скорость двигателя зависит от нагрузки и величины в цепи якоря, мы можем изменять среднюю скорость двигателя, поддерживая её постоянной при колебаниях нагрузки или изменяя по определенному закону. В результате мы получаем возможность управления приводом, аналогичную рассмотренной ранее при тех же механических характеристиках. Только на искусственных характеристиках указывают скважность, которая соответствует R_дэ (рис. 4.7). Как видим из выражения (4.8), характеристики линейны. Такой способ применяется в приводах небольшой мощности.