3.2. Естественные электромеханическая и механическая

характеристики ДПТ ПВ

Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ ПВ являются естественными, eсли , и = 0. На практике для построения естественных характеристик используют обобщенные зависимости (универсальные характеристики) для двигателей данного типа (рис.3.4).Универсальная характеристика

дается в относительных величинах: ; ;

Рис. 3.4.Универсальные характеристики двигателей ДПТ ПВ.

где I, M и - текущие значения тока, момента и угловой скорости двигателя; , и - номинальные значения тока, момента и

угловой скорости двигателя. Для построения характеристик двигателя задаемся несколькими относительными значениями тока двигателя на универсальной характеристике и по кривым и определяем значения и [18]. Абсолютные значения тока, угловой скорости

и момента: При построении характеристик стремятся значения относительных величин выбирать по возможности равномерно. Результаты расчетов заносим в табл.3.1.

Затем задаемся значением и определяем координаты второй точки. Результаты заносим в ту же таблицу. Таким образом, для заданного диапазона изменения угловой скорости или тока получим

серию расчетных точек (не менее пяти).

Таблица 3.1

Данные для расчета электромеханической и механической

характеристик ДПТ ПВ

3.З. Искусственные механические характеристики ДПТ ПВ

Механические характеристики ДПТ ПВ являются искусственными в следующих случаях:

в цепь якоря последовательно включают добавочный резистор; изменяют напряжение питания машины; параллельно якорю или обмотке возбуждения включают резистор. На искусственных механических характеристиках двигатель работает при регулировании частоты вращения, ограничении пусковых токов и во многих других случаях, например, при снижении напряжения при пуске мощного двигателя. Искусственные механические

характеристики строят различными методами. Аналитический метод построения искусственной характеристики при изменении добавочного сопротивления в якорной цепи. Добавочное сопротивление в якорную цепь вводится для ограничения пускового тока или регулирования частоты вращения. Для любого значения частоты вращения и соответствующего тока I двигателя на естественной электромеханической характеристике уравнение ЭДС можно записать в виде _. (3.6) где - магнитный поток двигателя, соответствующий току .

При введении в цепь якоря добавочного сопротивления двигатель будет работать на искусственной характеристике. Тогда

(3.7)

где , , - магнитный поток, угловая скорость и ток

двигателя на искусственной характеристике. Определим значения угловых скоростей и из уравнений (3. 6) и (3.7 ) и возьмем их отношение:

(3.8)

а б

Рис.3.5. Электромеханические характеристики ДПТ ПВ при введении

добавочного резистора.

Если у двигателя на естественной и искусственной электромеханических характеристиках токи равны, т.е. , то равны и

потоки возбуждения: (рис.3.5 ).

Выражение (3.8) с учетом сказанного запишем следующим образом: (3.9)

откуда

(3.10)

Таким образом, задаваясь на естественной электромеханической характеристике значениями тока и угловой скорости , определяем угловую скорость на искусственной характеристике при введенном в цепь якоря добавочном сопротивлении для того же тока. Построение искусственных электромеханических и механических характеристик при введении в цепь якоря добавочного сопротивления выполняем следующим образом. По универсальной характеристике и паспортным данным двигателя строим естественные механическую и электромеханическую характеристики. Определяем значение

сопротивления резистора : (3.11)

где - сопротивление обмотки возбуждения; = 0,5 ;

. По выражению (3.10 ) строим искусственную электромеханическую характеристику для заданного сопротивления . Для этого

задаемся током и определяем (рис.3.6). (3.12)

Рис. 3.6. Построение искусственных механических и

электромеханических характеристик ДПТ ПВ аналитическим

методом при включении добавочного сопротивления.

После этого принимаем значения тока: (не менее пяти точек в рассматриваемом диапазоне) и рассчитываем соответствующие угловые скорости и т.д. По полученным данным строим

искусственную электромеханическую характеристику. Для построения искусственной механической характеристики поступают следующим образом: при угловой скорости (токе ) значение момента двигателя равно . На искусственной электромеханической характеристике при угловой скорости значение тока не изменилось, следовательно, не изменился и момент, т.е. . Аналогично определяем моменты для и т.д. Соединив полученные точки, получим искусственные механическую и электромеханическую характеристики (рис.3.6). Графический метод построения искусственных механических характеристик двигателей последовательного возбуждения заключается в в следующем. Если ток двигателя последовательного возбуждения постоянен, т.е. I = const, то постоянным будет и поток возбуждения (Ф = соnst). Из уравнения ЭДС двигателя определяем зависимость

сопротивления якорной цепи от угловой скорости: (3.13)

откуда

(3.14)

3начит, при одном и том же токе двигателя между угловой скоростью и сопротивлением существует линейная зависимость. Для построения графика искусственной механической характеристики в требуемом диапазоне задаемся пятью-шестью значениями токов: . Графики изменения сопротивления от угловой скорости

R = f( ) при заданных значениях токовстроим во втором квадранте по двум точкам. Для тока координаты первой точки ( = 0; ; второй - ( ). Для тока координаты следующие: первой точки ( ; второй и т.д. Таким образом, получаем семейство линейных характеристик R = f( Искусственную электромеханическую характеристику при заданном добавочном сопротивлении строят вследующем порядке (рис.3.7 ): от сопротивления дополнительно по оси R откладываем в масштабе (точка б); через точку б проводим прямую, параллельную оси . Эта прямая пересекает графики в пяти точках: 1”, 2”, 3, 4”, 5”. Эти точки определяют значения угловой скорости двигателя при введенном добавочном сопротивлении для токов Для графического построения электромеханической характеристики = (I) проводим прямую, параллельную оси I ‚ через 1” до пересечения с точкой в точке , которая лежит на искомой электромеханической характеристике = f (t ).

Рис. 3.7. Графический метод построения электромеханической характеристики ДПТ ПВ при изменении добавочного резистора. Аналогичные построения выполняются для точек т.д. Соединив эти точки плавной линией, получим график электромеханической характеристики при добавочном сопротивлении . Механическую характеристику строят так же, как при

аналитическом методе. Искусственные механические характеристики двигателя последовательного возбуждения при изменениях напряжения отражают изменения момента и угловой скорости при регулировании частоты вращения двигателя и при ограничении пускового тока. Для этого используется специальный регулируемый источник: система Г-Д, управляемый тиристорный выпрямитель и т.д. Механические характеристики при изменениях напряжения можно построить по полученным ранее соотношениям. Уравнение ЭДС двигателя (3.7 ) при работе на искусственной характеристике для заданного тока I :

. (3.15)

В этом случае необходимо в уравнении (3.7) принять и . Тогда

(3.16 )

Для заданного значения примем значения токов и определим угловые скорости по выражению (3.16). Построим искусственную электромеханическую характеристику. Механическая характеристика строится аналогично.