2.2 Дпс послідовного збудження (пз) .

2.2.1 Загальні відомості .

Схема ДПС ПЗ та його елементи показані на рис. 2.6 :

,

Рис 2.6

Як відомо з курсу “Електричних машин”, у цього двигуна струм збудження Ія = Із, тому магнітна характеристика є залежність магнітного потоку від струму якоря Ія.

Вона має вигляд :

Рис. 2.7

Тому немає аналітичного виразу залежності Ф(Ія). Але, як відомо пряма ділянка характеристики, яка проведена під кутом γ до осі ординат, продовжується приблизно до струму І ≈ 0.8Іном. Таким чином, можливо у першому наближені вважати, що: (2.21)

тоді , а

(2.22)

2.2.2 Електромеханічна та механічна характеристики дпс пз

Якщо у рівняння електромеханічної характеристики (2.1) підставити магнітний потік з (2.21), одержимо рівняння електромеханічної характеристики ДПС ПЗ:

(2.23)

- - нова постійна величина.

Відомо ,що рівняння (2.23) – це рівняння гіперболи. Бачимо, що коли Ія→0, то ω→∞, тобто вісь швидкості на рис.2.8 є асимптота характеристики. Можливо вважати, що це явище виникає при Ія≤0.15Ія.ном.

Коли Ія→∞, то ω→( ), тобто це пряма паралельна вісі абсцис із ординатою .

Характеристика перетинає вісь абсцис у точці, яка визначає струм короткого замикання Ікз.

Рис. 2.8

Рівняння механічної характеристики можливо отримати, якщо у (2.3) підставити (2.22) :

(2.24)

Відомо, що це крива гіперболічного вигляду, у якої ω , якщо М а коли М , то , як це показано на рис. 2.9, де відзначений момент короткого замикання Мкз.

Рис 2.9

Аналіз обох характеристик показує, що ДПС ПЗ не має режиму холостого ходу і рекуперативного гальмування (генераторного режиму ), оскільки поки І→0 і М→0, також і Ф→0 згідно (2.21) і (2.22). Але оскільки при цьому ω , то ЕРС Е→U тобто завжди Е<U.

Все, що сказано вище дає лише загальне зображення характеристик , оскільки вони побудовані за виразом (2.21). Але це неможливо враховувати у розрахунках, оскільки магнітна система електричної машини завжди насичена. Тому конкретні характеристики можливо побудувати з використанням так званих “універсальних” характеристик у відносних одиницях ω*(І*), М*(І*).

2.2.3 Побудова штучних (реостатних) характеристик.

Для цього необхідна природна електромеханічна характеристика та її рівняння (2.23), яке можливо записати таким чином

, а (2.25)

рівняння реостатної характеристики:

. (2.26)

Поділивши (2.26) на (2.25) одержимо: (2.27)

Нагадаємо, що у відносних одиницях , , , тоді (2.27) у відносних одиницях буде: . (2.28) Побудова характеристик за рівнянням (2.28) показана на рис. 2.10, вона не потребує додаткових пояснень.

Рис. 2.10

По графіку на рис. 2.10 за допомогою “універсальних” характеристик у таблиці 2.1 можливо побудувати механічну характеристику у відносних одиницях ω*(М*).

Данні таблиці 2.1 можливо використовувати для побудови характеристик ДПС ПЗ потужністю 10 кВт і більше.

Табл. 2.1

За допомогою табл.2.1 можливо визначити . Додамо, що зі зростанням опору Rp=R-Rя кутова швидкість ω при одному тому самому моменті зменшується, також зменшується і жорсткість . Сімейство механічних характеристик з різними значеннями опору Rp показано на рис. 2.11, де R*1 >R*p, а R*3 >R*2> R*1 .

Рис. 2.11