8. Искусственные мех. И элмех хар-ки дпт нв при изменении магнитного потока

Уравнение: представляет собой зависимость скорости двигателя от тока якоря. Такая зависимость наз-тся электромех. хар-кой двигателя. Для получения Ур-ия мех. хар-ки необходимо найти зависимость скорости двигателя от момента. Т.к. М=кФI тогда Магнитный поток машины можно изменять только в сторону уменьшения. При этом скорость холостого хода ω₀ = U_Н/kФ_Н возрастает при неизменном значении тока короткого замыкания I_К = U_Н/R_ЯΣ Момент короткого замыкания М_К = kФI_К при Ф - var снижается.

9. Искусственные мех. и элмех. хар-ки ДПТ НВ при изменении напряжения якоря. Уравнение: представляет собой зависимость скорости двигателя от тока якоря. Такая зависимость наз-тся электромех. хар-кой двигателя. Для получения Ур-ия мех. хар-ки необходимо найти зависимость скорости двигателя от момента. Т.к. М=кФI тогда Напряжение, подаваемое на якорь машины можно изменять только в сторону уменьшения от номинального значения. При этом пропорционально напряжению снижаются и скорость холостого хода ω₀ = U_Н/kФ_Н и значение тока короткого замыкания I_К = U_Н/R_ЯΣ (рисунок 3.4 – электромеханическая характеристика при U - var). Момент машины М = kФI при Ф - const пропорционален току якоря и механическая характеристика имеет аналогичный вид.

10. Реостатные искусственные мех. и элмех. Хар-ки ДПТ НВ Уравнение: представляет собой зависимость скорости двигателя от тока якоря. Такая зависимость наз-тся электромех. хар-кой двигателя. Для получения Ур-ия мех. хар-ки необходимо найти зависимость скорости двигателя от момента. Т.к. М=кФI тогда При R_доб ≠ 0 получаем искусственные реостатные электромеханичеcкие характеристики. Увеличение в уравнениях R_ЯΣ приводит к уменьшению величины тока короткого замыкания (I_К = U_Н/R_ЯΣ) при неизменной скорости холостого хода ω₀ = U_Н/kФ_Н (рисунок 3.1). При неизменном магнитном потоке Ф = Ф_Н, механические характеристики будут аналогичны электромеханическим.

11. Режимы торможения ДПТ НВ. Рекуперативное торможение. В современных электроприводах часто требуется быстро и точно остановить механизм или изменить направление его движения. Во время торможения или перемены направления двигатель работает в тормозном режиме. Сущ. три возможных способа торможения: рекуперативное (с отдачей энергии в сеть), электродинамическое, торможение противовключением. Любой из тормозных режимов явл. генераторным, т.к. энергия поступает в машину с вала, преобразуется в электрическую или отдается в сеть. Рекуперативное торможение (с отдачей энергии в сеть)

Мех. хар-ки данного способа торможения графически можно изобразить путем продолжения хар-к двигательного режима в область квадранта II.Данный способ торможения возможен, например, в приводах транспортных и подъемных механизмов при спуске груза и при некоторых спообах регулирования скорости, когда двигатель, переходя к низшим скоростям, проходит значение ω> ω0. Чем больше сопротивление в якорной цепи двигателя, тем выше его угловая скорость в генераторном режиме работы. На рисунке 3.5 представлены механические характеристики ДПТ НВ грузоподъемного механизма, работающего в режиме рекуперативного торможения.

Направление действия электромагнитного момента электрической машины определяется направлением тока якоря ДПТ и магнитного потока В соответствии с 1.1, ток якоря и его знак зависит от соотношения ЭДС якоря и питающего напряжения. При момент положителен и машина работает в двигательном режиме. При - холостой ход, и при машина работает в генераторном режиме (режим рекуперации мощности в сеть). Для обеспечения рекуперативного торможения необходимо, чтобы частота вращения вала ω была больше скорости холостого хода при данной схеме включения и параметрах питания двигателя.

1 2. Режимы торможения ДПТ НВ. Электродинамическое торможение. В современных электроприводах часто требуется быстро и точно остановить механизм или изменить направление его движения. Во время торможения или перемены направления двигатель работает в тормозном режиме. Сущ. три возможных способа торможения: рекуперативное (с отдачей энергии в сеть), электродинамическое, торможение противовключением. Любой из тормозных режимов явл. генераторным, т.к. энергия поступает в машину с вала, преобразуется в электрическую или отдается в сеть. Электродинамическое торможение происходит при отключении якоря двигателя от сети и замыкании его на резистор, поэтому иногда его называют реостатным торможением. На рисунке 3.6 представлена схема электродинамического торможения ДПТ НВ. Якорь двигателя отключен от сети и замкнут на дополнительное тормозное сопротивление R_Т, обмотка возбуждения подключена к источнику питания. Вследствие того, что ЭДС двигателя сохраняет при торможении такой же знак, как и в двигат. режиме, а ток якоря меняет знак на обратный , то получим выражение:

.

Взаимодействуя с потоком возбуждения, ток якоря образует момент, направленный против скорости вращения якоря двигателя. Уравнения электромеханической и механической характеристик принимают вид

; .

М еханическая характеристика в режиме динамического торможения (рисунок 3.7) проходит через начало координат. Помере снижения скорости тормозной момент уменьшается и в случаях необходимости повысить его величину при сниженных скоростях прибегают к двух- или даже трехступенчатому торможению, уменьшая ступенями сопротивление якорной цепи двигателя по мере снижения его скорости.

13. Режимы торможения ДПТ НВ. Торможение противовключением. В современных электроприводах часто требуется быстро и точно остановить механизм или изменить направление его движения. Во время торможения или перемены направления двигатель работает в тормозном режиме. Сущ. три возможных способа торможения: рекуперативное (с отдачей энергии в сеть), электродинамическое, торможение противовключением. Любой из тормозных режимов явл. генераторным, т.к. энергия поступает в машину с вала, преобразуется в электрическую или отдается в сеть. Торможение противовключением осущ-тся в том случае, когда обмотки двигателя включены для одного направления вращения , а якорь двигателя под воздействием внешнего момента или сил инерции вращается в противоположную сторону. В режиме противовключения изменяет знак скорость двигателя при сохранении знака момента или знак момента двигателя при сохранении знака скорости. Первый случай имеет место при воздействии активного момента статической нагрузки, превышающего момент короткого замыкания на данной характеристике (рисунки 3.7, 3.8).

В результате изменения знака скорости ЭДС двигателя будет совпадать с приложенным напряжением и ток в якоре определится, как

.

Этот режим используется в подъемных установках для спуска груза с малыми скоростями («силовой спуск»).Режим противовключения чаще используется для остановки или изменения направления вращения двигателя путем перемены полярности напряжения, подводимого к якорю (рисунки 3.9, 3.10). При этом ток якоря изменит направление на обратное, изменится соответственно и знак момента двигателя, который будет направлен, до остановки двигателя, в сторону, противоположную скорости:

.

1 4. Естественные мех. и элмех хар-ки ДПТ ПВ Схема включения ДПТ последовательного возбуждения приведена рис. Основной особенностью ДПТ последовательного возбуждения является включение его обмотки возбуждения ОВ последовательно с обмоткой якоря, вследствие чего ток якоря одновременно является и током воз­буждения. При получении выражений для статических характеристик ДПТ последовательного возбуждения используем те же допущения, что и для ДПТ независимого возбуждения, и исходные формулы в которых принято R=R_а+R_о,в+R_д. Электромеха­ническая и механическая характеристики ДПТ последовательного возбуждения, выражаются формулами Магнитный поток Ф и ток I якоря связаны между собой кривой намагничивания, которая показана на рис.сплошной линией. В общем случае эта кривая не имеет точного аналитического выраже­ния, поэтому нельзя получить и точных выражений для характеристик ДПТ последовательного возбуждения. Тем не менее можно представить эту кривую с помощью какого-либо приближенного аналитического вы­ражения, что позволит проанализировать вид характеристик ДПТ по­следовательного возбуждения. В простейшем случае можно представить кривую намагничивания прямой линией, как это показано штриховой линией на рис. Та­кая аппроксимация означает пренебрежение насыщением магнитной си­стемы ДПТ последовательного возбуждения и позволяет выразить за­висимость потока от тока следующим образом: (3) где α =tg φ (см. рис.)

П ри принятой аппроксимации момент ДПТ является квадратичной функцией тока (4) Подстановка (3) в (1) приводит к следующему выражению для электромеханической характеристики ДПТ последовательного воз­буждения: (5) Если теперь в (5) с помощью выражения (4) выразить ток через момент, то получится следующее выражение для механической характеристики: (6) Для графического изображения характеристик ДПТ последователь­ного возбуждения отметим следующие положения, вытекающие из ана­лиза выражений (5) и (6)

1. При I→0, M→0, ω→ , т. е. ось скорости является вертикальной

асимптотой для характеристик ДПТ последовательного возбуждения.

2 . При I→ , M→ , ω→ т. е. прямая с ординатой ω_а= является горизонтальной асимптотой характеристик ДПТ.

3. Зависимости ω(I) и ω(M) имеют гиперболический характер.

Выполненный анализ позволяет представить характеристики ДПТ в виде кривых, показанных на рис. Рассмотрим с их помощью энергетические режимы работы ДПТ последовательного возбуждения. Особенностью такого ДПТ является отсутствие у него генератор­ного режима работы параллельно с сетью (режима рекуперативного торможения). Характеристики ДПТ не пересекают ось скорости и не переходят во второй квадрант. Для ДПТ последовательного возбужде­ния не может быть однозначно определена скорость идеального холос­того хода ω₀, так как теоретически при I→0, M→0, Ф→0, ω→ . От­метим, что из-за наличия потока остаточного намагничивания Ф_ост практически такая скорость может существовать. В этом случае она определяется выражением

15. Искусственные мех. и элмех. хар-ки ДПТ ПВ при изменении сопротивления двигателя. Если посмотреть на формулы, кот. выражены для естественных мех. и электромех. характеристик ДПТ НВ . Очевидно, что при увеличении сопротивления скорость двигателя при постоянном моменте уменьшается и хар-ка сместится вниз. Жесткость хар-ки уменьшится с ростом доб. сопр-ия в якорной цепи, т.е. стабильность угловой скорости невысока. Диапазон регулирования угловой скорости на превышает 2-2,5 и зависит от нагрузки.

Реостатные характеристики двигателя (схема на рисунке 5) можно построить, используя естественную характеристику.

Если скорость двигателя на естественной характеристике при некоторой нагрузке ω_е, а на искусственной – ω_и, то

. (4.3)

Если задана величина скорости на реостатной характеристике при определенном значении нагрузки, то соотношение (3) позволяет решить обратную задачу: найти величину добавочного сопротивления, которое нужно включить, чтобы характеристика прошла через заданную точку. Несмотря на большие потери в резисторах этот способ находит применение в крановых и тяговых установках, поскольку он явл. одним из простейших для ДПВ и работа данных установок происходит с перерывами.