6.14. Регулирование скорости двигателя

Из уравнения скоростной характеристики (6.29) вытекает, что скорость электродвигателя можно регулировать следующими способами:

изменением напряжения на зажимах электродвигателя (напряжение, как правило, можно только снижать относительно номинального значения с помощью регулятора напряжения, поэтому скорость двигателя можно регулировать только вниз – в сторону снижения по сравнению с номинальным значением);
изменением силы тока возбуждения (силу тока возбуждения, как правило, можно только уменьшать относительно номинального значения с помощью реостата в цепи возбуждения, поэтому скорость двигателя можно регулировать только вверх – в сторону повышения по сравнению с номинальным значением);
изменением силы тока якоря (скорость двигателя можно регулировать вниз от скорости идеального холостого хода).

Направление вращения вала электродвигателя можно изменить, поменяв направление тока в обмотке якоря или в обмотке возбуждения (на основании правила «левой руки»), то есть поменяв местами соединительные провода, идущие к зажимам Я1 и Я2 или к зажимам Ш1 и Ш2. При одновременном изменении токов в обмотках электродвигателя направление его вращения не изменится.

Вопросы для самоконтроля

Перечислите способы регулирования скорости двигателя постоянного тока, укажите технические средства для их реализации.
Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока?

6.15. Принципиальная электрическая схема управления двигателем

В соответствии с изложенным выше, составляем принципиальную электрическую схему управления двигателем (рис.6.10).

Н а данной схеме (рис.6.10) приведены следующие обозначения:

РВ – регулировочный реостат в цепи возбуждения;

ОВ – обмотка возбуждения;

Ш1, Ш2 – зажимы обмотки возбуждения;

Я1, Я2 – зажимы обмотки якоря;

Я – якорь электродвигателя;

РП – пусковой реостат в цепи якоря;

РA – амперметр, измеряющий силу тока в обмотке якоря;

РV – вольтметр, измеряющий напряжение на зажимах электродвигателя.

В начальный момент пуска якорь электродвигателя неподвижен, поэтому противо-э.д.с. в обмотке якоря равна нулю (Е = 0). Следовательно, сила тока в обмотке якоря на основании (6.27) равна:

. (6.31)

Сопротивление обмотки якоря незначительное, поэтому сила тока в обмотке якоря в начальный момент пуска во много раз превысит номинальное значение, что является опасным для электродвигателя. Чтобы уменьшить силу тока в обмотке якоря при пуске, последовательно с этой обмоткой включают пусковой реостат РП.

При пуске регулировочный реостат в цепи возбуждения РВ должен быть выведен (R_рв = 0), а пусковой реостат введён.

Пример 6.3

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением, который имеет номинальную мощность 2,2 кВт, номинальную частоту вращения 1500 об/мин, номинальное напряжение 110 В, номинальный коэффициент полезного действия равный 85%, подключён к сети постоянного тока напряжением 110 В. Сопротивление обмотки якоря двигателя (включая сопротивление щёток) равно 0,5 Ом; сопротивление обмотки возбуждения равно 55 Ом.

Составить принципиальную электрическую схему управления электродвигателем; расчётную схему якорной цепи и цепи возбуждения.

Определить: мощность, потребляемую электродвигателем из сети при номинальной нагрузке; номинальный ток электродвигателя; ток в обмотке возбуждения; номинальный ток цепи якоря электродвигателя; пусковой ток цепи якоря электродвигателя; значение пускового сопротивления, которое обеспечивает пусковой ток цепи якоря, равный номинальному току якоря; суммарные потери мощности в электродвигателе.

Решение.

1. Принципиальная электрическая схема управления

электродвигателем приведена на рис.6.10.

С оставляем расчётную схему, состоящую из якорной цепи и цепи возбуждения: