4.1 Регулирование скорости дпт с нв
При анализе этого уравнения не трудно сделать вывод, что возможно 3 способа регулирования:
1. реостатное регулирование
(
)
2. Регулирование магнитным потоком
3. Регулирование напряжением на зажимах якоря
Схема реостатного регулирования ДПТ с НВ аналогична схеме реостатного пуска рассмотренного в предыдущем курсе. Однако при этом реостаты вводимые в цепь якоря по сравнению с пусковыми реостата должна быть рассчитаны на более длительную работу.
Рис.94 Схема реостатного регулирования ДПТ с НВ
При изменении добавочного сопротивления вводимого в цепь якоря регулировочные характеристики будут иметь вид:
Рис.95 Регулировочные характеристики ДПТ с НВ при реостатном регулировании
Показатели качества регулирования:
1. направление однозонное «вниз»
2. стабильная низкая
3. плавность – зависит от числа ступеней, но в целом - низкая
4. допустимая нагрузка на валу. Как уже
говорилось, в процессе регулирования,
должно быть выполнено условие использования
двигателя по нагреву, что достигается
поддержанием тока якоря равным
номинальному. Так как при реостатном
регулировании поток постоянен, то
.
т.е. реостатное регулирование относится
к регулированию скорости при постоянном
моменте.
4. Энергетические показатели. При
реостатном регулировании
мощность потребляемая из питающей сети
Таким образом, потери мощности в двигателе при реостатном регулировании можно представить как произведение мощности на относительный перепад скорости. Отсюда видно, что при уменьшении угловой скорости в 2 раза потери мощности будет составлять 50%, т.к. реостатное регулирование энергически не эффективно.
Учитывая очень низкие показатели электрические показатели и эффективность составит:
Определим величину добавочного
сопротивления. которое необходимо
ввести в цепь якоря для того чтобы
уменьшить угловую скорость вращения:
Существуют способы, с помощью которых можно улучшить некоторые показатели реостатного регулирования.
Например: плавность. С этой целью используют так называемое импульсно-параметрическое регулирование.
Рис. 96 Схема при импульсно-параметрическом регулировании
Сущность заключается в том, что в цепь
якоря вводится одноступенчатое добавочное
сопротивление, которое с высокой
частотой, примерно р 600-800Гц, попеременно
вводиться в цепь якоря (ключ к находится
в разомкнутом состоянии) и выводится
(
).
При этом
-
замкнутого состояния ключа,
-
время разомкнутого состояния.
-
представляет из себя силовой ключ
(транзистор или тиристор). При этом
величина равная
-
называется скважность.
При этом изменяется соотношение
и
,но
.
При изменении
изменяется
,
,
а уравнение механической характеристики,
принимает вид:
Изменяя
можно регулировать скорость вращения
с высокой степенью плавности.
2. Регулирование скорости изменением
магнитного потока
.
Этот способ регулирования реализуется с помощью изменения тока возбуждения. Учитывая то, что цепь возбуждения является слаботочной, то изменение тока можно производить плавно:
Из этих уравнений видно, что при изменении потока, изменяется (скорость идеализированного х.х.):
и перепад скоростей
.
При этом семейство характеристик будет следующего вида:
а) б)
Рис. 97 Электромеханическая (а) и механическая (б) характеристики при изменении магнитного потока
Следует отметить то, что возрастание потока относительно номинального возможно только в очень небольших пределах в силу того что магнитный поток ДПТ находится в состоянии близком к насыщению. Еще следует отметить такую особенность, что в области меньших моментов на валу двигателя уменьшение потока, приводит к увеличению угловой скорости и в области больших моментов на валу двигателя приводит к уменьшению .
Если просуммировать эти характеристики то получим гиперболическую кривую.
Показатели качества регулирования:
1) плавность – высокая;
2) энергетически эффективен, т.к. изменение тока возбуждения не приводит к большим потерям мощности;
3) направление регулирования: теоретическая двузонная, но практически - однозонное «вверх»;
4) стабильность низкая. Жесткость характеристик при уменьшении, поток резко уменьшается;
5) допустимая нагрузка на валу:
.
Так как поток изменяется, то изменяется момент.
Рассмотрим изменяется ли мощность двигателя при изменении потока.
Таким образом регулирование скорости изменяем магнитного потока относится к регулированию с постоянной мощности;
6. Диапазон регулирования
.