12. Математическое описание днв

удвигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДНВ) обмотка возбуждения питается от независимого источника постоянного тока.

Ст.з. внутренних процессов двигатели постоянного тока независимо от способа возбуждения являются машинами переменного тока, т.к. по обмоткам их якорей течет переменный ток. Поэтому уравнения, описывающие процесс преобразования энергии в ДНВ, являются частным случаем обобщенного математического описания процессов электромеханического преобразования, полученного ранее.Модели ДНВ соответствует включение обмоток двухфазной обобщенной машины по приведенной ниже схеме. Здесь обмотка статора по оси включена на постоянное напряжение U_В, а обмотка по оси  не используется. Обмотки фаз 2_d и 2_q ротора питаются переменными токами i_2d и i_2q от преобразователя частоты ПЧ, осуществляющего коммутацию этих токов(преобразование из постоянного) в функции угла от поворота ротора _эл с частотой _эл.

Обмотки ротора с переменными токами создают вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью _эл в направлении, противоположном направлению вращения ротора. Поскольку в качестве ПЧ в машинах постоянного тока используется механический коллектор, то изображенная схема представляет модель двигателя постоянного тока. Если в качестве ПЧ используется тиристорный преобразователь частоты (ТПЧ), коммутируемый датчиком положения ротора, то это же схема является схемой модели вентильного двигателя, выполняемого на базе синхронной машины.

добавочных полюсов и компенсационной обмотки (при Р>100кВт). Поэтому схема модели двигателя в осях ,  с учетом сказанного имеет вид, изображенный на рис.

Для получения уравнений динамической характеристики ДНВ воспользуемся преобразованными уравнения обоб. машины в осях , .

В соответствие с изображенной схемой модели ДНВ, можно принять:

Имея это в виду и обобщенную 2-х фазную модель ДНВ, выразим потокосцепления через соответствующие токи.

Здесь L_я - суммарная индуктивность обмотки якоря, ДП и КО.

С учетом всего этого написанные выше преобразованные уравнения будут иметь вид:

Последний член 2-го из этих уравнений – это ЭДС двигателя:

Момент двигателя:

Здесь в системе СИ. Таким образом:

Здесь Т_в, Т_я – соответственно электромагнитные постоянные цепи возбуждения и цепи якоря. Обмотки ДП и КО являются вспомогательными. Поэтому в дальнейшим на схеме двигателя из изображать не будем, а их сопротивления и индуктивности учитываются в R_я и L_я.

18. Динамические свойства днв при питании от источника напряжения

Воспользуемся системой уравнений:

Перепишем эту систему в виде:

Здесь - коэффициент, соответствующий линейной части кривой намагничивания;;- электромагнитные постоянные цепи возбуждения и якорной цепи.

Этим Ур-ям соответствует структурная схема, на ней: канал управления потоком двигателя, которому соответствует управляющее воздействие U_B и канал управления по цепи якоря с управляющим воздействием U_Я. Из схемы следует, что при отсутствии реакции якоря при U_B=const и процессы в цепи возбуждения протекают независимо от процессов в якорной цепи, а процессы в последней зависят от изменения Ф.

Цепь возбуждения представляет собой апериодическое звено с постоянной времени Т_В, которая находится в пределах (0,25,0)с. Индуктивность ее можно определить по формуле:

Гн Здесь W_B – число витков обмотки возбуждения на одном полюсе; - коэффициент насыщения, аI_B.ЛИН – ток возбуждения

Обычно при питании от источника напряжения ДНВ работает при Ф=Ф_Н=const И уравнение динамической механической характеристики имеет вид