4) Реверс электродвигателя. Физический смысл. Схема. Механическая характеристика

Для описания процесса опять используем формулу закона Ома для работающего электродвигателя: . Найдем из этой формулы .

 

следовательно, чтобы обороты (n) стали отрицательными (-n), нам нужно либо поменять полярность напряжения ( ) на обмотке якоря (оставив неизменным магнитный поток ), либо изменить направление магнитного потока ( ), оставив без изменения полярность напряжения на якоре.

Следовательно, для изменения направления вращения ЭД постоянного тока необходимо:

- изменить полярность напряжения на обмотке якоря, оставив прежним направление магнитного потока

- изменить направление магнитного потока, оставив неизменным полярность на обмотке якоря

Одновременное изменение полярности на обмотке якоря и обмотке возбуждения реверса не вызовет!!!

Схема, реализующая реверс:

- изменением полярности на обмотке якоря (при постоянном магнитном потоке):

- схема, реализующая реверс изменением направления магнитного потока (при неизменной полярности напряжения на якоре) аналогична предыдущей, только в реверсивный контур заключается обмотка возбуждения (ОВ), а якорь подключается напрямую (ОВ и Я поменять местами). Однако, подобная схема реализуется крайне редко (Автор подобных схем не встречал), так как исходя из формулы в момент переключения и последующего перемагничивания магнитной цепи машины , а, следовательно, , т.е. возможен «разнос» электродвигателя.

Механическая характеристика реверса представляет собой прямую параллельную естественной механической характеристике.

5) Регулирование оборотов электродвигателя. Физический смысл. Механические характеристики

И з формулы закона Ома для работающего электродвигателя , получим или , где - обороты идеального холостого хода (пограничная частота вращения), перепад оборотов ЭД, вызванный изменением нагрузки на его валу (момента сопротивления).

Как видно из этих формул регулирование скорости ЭД можно осуществлять:

- изменением величины подводимого напряжения, т.к. ;

- изменением сопротивления в цепи якоря (R);

- изменением величины магнитного потока ( ).

Для регулирования оборотов величиной подводимого напряжения существует множество схем, а также регулирование напряжения на самом источнике (Поэтому конкретных схем в данном пособии не приводится. Данные вопросы рассматриваются в курсе электроэнергетических систем м электронной техники).

А механическая характеристика регулирования представляет собой семейство механических характеристик параллельных естественной механической характеристике.

Предположим, мы работали на естественной механической характеристике в точке А ( ).

Для регулирования оборотов (их уменьшения) уменьшили подводимое напряжение (с до ) в этом случае (т.к. скорость мгновенно измениться не может) мы перешли в точку (а) на характеристику при .

В точке (а) момент электромагнитный ( ) меньше момента статического ( ), следовательно, электропривод тормозится (по искусственной механической характеристике при ) до тех пор, пока момент электромагнитный не станет равным моменту статическому (точка B). При необходимости еще уменьшить скорость, уменьшаем напряжение до - электропривод переходит на работу в точку (b) (т.к. скорость мгновенно измениться не может) и в этой точке (b) момент электромагнитный меньше момента статического ( ), следовательно, электродвигатель тормозится (по искусственной механической характеристике при ) до тех пор, пока (точка С).

Схема регулирования оборотов электродвигателя путем изменения сопротивления в цепи обмотки якоря имеет вид:

А механическая характеристика регулирования имеет вид:

Предположим, что двигатель работает на естественной механической характеристике в точке А ( ). Для уменьшения оборотов мы вводим в цепь якоря часть регулировочного сопротивления . Электродвигатель переходит на искусственную механическую характеристику ( ) в (а) (т.к. скорость не изменится мгновенно). В точке (а) момент электромагнитный меньше момента статического, следовательно двигатель тормозится до точки B (когда ). Вводим еще часть сопротивления . Электродвигатель переходит на искусственную механическую характеристику ( )в точку (b). В точке (b) , следовательно, двигатель тормозится до точки С ( ).

Схема регулирования оборотов изменением величины магнитного потока имеет вид:

А механическая характеристика – прямые с изменяющейся жесткостью, уменьшение магнитного потока делает механическую характеристику более мягкой (т.е. скорость более зависит от момента), а увеличение – более жесткой.

Механическая характеристика процесса:

В первоначальный момент электродвигатель работает в точке А на естественной механической характеристике ( ). Вводим часть сопротивления ( ) в цепь обмотки возбуждения, т.е. уменьшим магнитный поток, электродвигатель переходит на характеристику (1) в точку (а). В точке (а) , следовательно, двигатель разгоняется по искусственной характеристике (1) пока (точка B). Вводим еще часть сопротивления , т.е. еще сильнее уменьшим магнитный поток ( ) – двигатель перейдет на искусственную механическую характеристику (2) в точку (b) и т.к. станет больше двигатель разгоняется по характеристике (2) пока не станет равным (точка С).