2.3 Электромеханические свойства двигателей

2.3.1 Электромеханические свойства двигателей постоянного тока независимого, последовательного и смешанного возбуждения.

2.3.2 Электромеханические свойства асинхронных двигателей.

2.3.3 Электромеханические свойства синхронных двигателей.

Литература: Л.1, с. 41 – 88; Л.2, с. 102 – 242

В данном разделе изучаются процессы электромеханического преобразования энергии в электродвигателях постоянного и переменного тока. Необходимо уяснить, направление потоков энергии при работе электрических машин в двигательных и тормозных (генераторных) режимах работы двигателей и природу основных ограничений (по нагреву и перегрузочной способности), накладываемых на процессы электромеханического преобразования энергии в электродвигателях. Уяснить, что основными качественными и количественными характеристиками, отражающими электромеханическое преобразование энергии в электродвигателях, являются электромеханические ω = f(i), или i = f(ω), и механические ω = f(M) или M = f(ω)характеристики.

Знать формулы и методы расчета электромеханических и механических характеристик различных двигателей. Естественные и искусственные характеристики, влияние на их вид параметров двигателей и питающей сети. При этом следует обратить внимание на величину допустимых нагрузок и энергетические характеристики (КПД и cosφ) привода при работе на естественных и искусственных характеристиках в двигательных и тормозных режимах, допустимых пределах изменения его скорости.

Вопросы для самопроверки

1. Количественные характеристики процессов электромеханического преобразования энергии (электромеханической связи) в системах электропривода.

2. Какие ограничения накладываются на процессы электромеханического преобразования энергии в двигателях постоянного и переменного тока?

3. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в двигателе постоянного тока независимого возбуждения (ДПТНВ), уравнения статических электромеханической и механической характеристик.

4. Как влияет изменение сопротивления якорной цепи (R_яц), напряжение якоря (U_я) и магнитного потока (Φ) на вид электромеханических и механических характеристик?

5. Особенности электромеханических и механических характеристик и методов их расчета для двигателей постоянного тока последовательного (ДПТПВ) и смешанного (ДПТСВ) возбуждения.

6. Почему перегрузочная способность ДПТ ПВ и ДПТ СВ по моменту, при равной перегрузочной способности по току, выше чем у ДПТ НВ?

7. Чем ограничивается скорость идеального холостого хода в реальном ДПТ ПВ?

8. Тормозные режимы работы ДПТ НВ, ДПТ ПВ и ДПТ СВ, уравнение электромеханических и механических характеристик при работе их в тормозных режимах, условия самовозбуждения ДПТ ПВ при его работе в режиме динамического торможения.

9. Схемы замещения и векторная диаграмма асинхронного двигателя (АД), статические электромеханические характеристики токов статора I₁ = f(ω), ротора I₂’ = f(ω) и механическая характеристика M = f(ω). Формула Клосса.

10. Характер изменения I₁, I’₂, cosφ₂, Φ и М АД при изменении скольжения (S), скорости в двигательном и тормозных (рекуперативного торможения и торможения противовключением) режимах работы.

11. Влияние параметров R₁, R₂, X₁, X₂ и величины напряжения питающей сети U₁ на вид электромеханических и механических характеристик АД.

12. Почему при регулировании скорости изменением частоты питания f₁ необходимо одновременно регулировать U₁ на статоре.

13. Основные законы частотного регулирования и вид механических характеристик АД, соответствующих данным законам регулирования.

14. Тормозные режимы работы АД. Схемная реализация и характеристики АД при динамическом торможении с самовозбуждением.

15. Механическая и угловая характеристики синхронного двигателя (СД).

16. Тормозные режимы работы СД.

17. Принцип работы, схема и механические характеристики вентильного двигателя на базе синхронной машины.