2) Пуск электродвигателя. Анализ процесса. Механические характеристики

Как и все переходные процессы в электродвигателях постоянного тока данный переходный процесс описывается формулой закона Ома для работающего электродвигателя .

В нашем случае при пуске , следовательно, ЭДС равная и, следовательно, в нашем случае (при пуске) формула примет вид: , где достаточно мало, следовательно, пусковой ток нужно уменьшить, что достигается согласно полученной формуле для пуска ( ) либо уменьшением величины подводимого напряжения , либо введением добавочного сопротивления в цепь якоря.

В первом случае (изменение величины подводимого напряжения) механические характеристики будут представлять собой семейство механических характеристик параллельных естественной механической характеристики (почему так – рассмотрим ниже в разделе – регулирование оборотов электродвигателя).

Пуск происходит при каком-то напряжении . В момент пуска и электродвигатель разгоняется по прямой (3) до того, когда не станет равен моменту статическому ( ). Затем мы увеличиваем напряжение до . Скорость мгновенно измениться не может, а электродвигатель переходит на искусственную механическую характеристику (2). И т.к. двигатель снова разгоняется по характеристике (2) до того, пока не станет равным моменту статическому ( ). Затем увеличиваем напряжение до номинального ( ), двигатель переходит на естественную механическую (1), снова , двигатель разгоняется по естественной механической характеристике (1) до того, пока не станет равен . Пуск завершен, двигатель работает на естественной механической характеристике в точке A.

Во втором случае схема пуска будет иметь вид рис. A, а механическая характеристика имеет вид рис. Б.

А)

Б)

В момент пуска введены оба пусковых сопротивления .

После пуска т.к. двигатель разгоняется по характеристике (2) пока не станет равным (точка С). Затем шунтируется (выводится, закорачивается) сопротивление и двигатель переходит на характеристику (1) и начинает разгоняться (т.к. станет больше ) до точки B (когда ), затем шунтируется сопротивление и двигатель выходит на естественную механическую характеристику и начинает разгоняться до точки А (когда ). Пуск закончен, двигатель работает на естественном мехарактеристике в точке А.

3) Торможение электродвигателя. Схемы. Анализ процесса. Механические характеристики

Тормозные режимы являются переходными процессами в электродвигателе. Следовательно, для двигателей постоянного тока они могут описываться формулой закона Ома для работающего электродвигателя .

Тормозные режимы бывают:

а) динамическое торможение

б) генераторное торможение

в) торможение противовключением

а) динамическое торможение достигается, когда якорь электродвигателя отключается от сети и замыкается на добавочное сопротивление ( ).

Схема имеет вид:

Проанализируем процесс, используя формулу закона Ома для работающего электродвигателя: , т.к. питающее напряжение отсутствует ( ), а в цепь якоря введено добавочное сопротивление, то это выражение (эта формула) примет вид: .

Из полученного выражения видно, что ток I поменял свой знак (а ток возбуждения, следовательно, и магнитный поток остались неизменными), следовательно, поменял свой знак и электромагнитный момент и стал не двигательным, а тормозящим. Механическая характеристика данного режима имеет вид:

Угол наклона характеристики динамического торможения зависит от .

б) генераторное торможение возможно, когда за счет исполнительного механизма (спуск груза) скорость вращения становится больше пограничной частоты вращения (обороты идеального холостого хода), либо, когда осуществлен переход с более высокой скорости вращения на более низкую.

Так как , то следовательно и, следовательно, согласно формуле , ток I меняет свой знак (при постоянном магнитном потоке ) и электромагнитный момент меняет свое направление и становится тормозным. Кроме этого, т.к. - происходит отдача энергии в сеть (почему этот вид торможения и называется генераторным).

Механические характеристики будут иметь вид:

а) торможение за счет исполнительного механизма

б) торможение за счет перехода с более высокой скорости на более низкую

в) торможение противовключением достигается изменением полярности на якоре ЭД.

Проанализируем формулу . Напряжение на якоре меняет свой знак, т.е. становится . И выражение примет вид или . Следовательно, ток I меняет свой знак (при постоянном магнитном потоке ) и, следовательно, электромагнитный момент двигателя из движущего становится тормозным.

Схема, обеспечивающая данный режим, имеет вид:

Механическая характеристика этого режима торможения имеет вид: