Вопрос 17. Режимы работы двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Э лектрическая машина обладает так называемым свойством обратимости, т.е. она может работать как двигателем, преобразуя центрическую энергию в механическую, так и генератором, осу­ществляя обратное преобразование энергии. При этом переход из одного режима в другой может происходить без изменения схемы включения. При работе двигателей в генераторном режиме на валу электрической машины создается тормозной момент, обеспечива­ющий интенсивное принудительное торможение движения ЭП и, следовательно, расширяющий его возможности по управлению движением исполнительного органа (в частности, при его торможении и реверсе). Энергетический режим работы электрической машины можно определить исходя из взаимных направлений двух переменных: элек­трических (ЭДС и тока) или механических (момента и скоро­сти w).

Режим холостого хода. Двигатель не получает энергии ни из электрической сети (за исключением электроэнергии на возбуждение), ни с вала. (см. рис. а)

Двигательный режим. В этом режиме электрическая энергия поступает из сети, а механическая энергия с вала двигателя передается исполнительному органу (см. рис. б).

Генераторный режим при параллельном соединении с сетью. Двигатель получает механическую энергию от рабочей машины и отдает ее (рекуперирует) в виде электроэнергии в сеть (см. рис. в).

Режим короткого замыкания. В этом режиме электроэнергия поступая из сети, рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи. Механическая энергия с вала двигателя не отдается, т.к. w=0 (см. рис. г).

Генераторный режим при последовательном соединении с сетью. В этом режиме электроэнергия поступает из сети и вырабатывается самим двигателем за счет механической энергии рабочей машины и рассеивается в виде тепла в резисторах цепи якоря (см. рис. д).

Режим автономного генератора. Электроэнергия вырабатывается за счет поступающей с вала механической энергии рабочей машины и рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи (см. рис. е).

Вопрос 18. Расчет мощности и выбор двигателей.

Выбор двигателя производится в следующей последовательности: расчет мощности и предварительный выбор двигателя, проверка выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузки, проверка по нагреву. Если выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям, то выбор на этом заканчивается. Если нет, то выбирается другой двигатель.

Выбор электродвигателя предполагает:

а) выбор рода тока и номинального напряжения, исходя из экономических соображений, с учетом того, что самыми простыми, дешевыми и надежными являются асинхронные двигатели, а самыми дорогими и сложными — двигатели постоянного тока.

б) выбор номинальной частоты вращения,

в) выбор конструктивного исполнения двигателя, учитывая три фактора: защиту его от воздействия окружающей среды, способ и обеспечение охлаждения и способ монтажа.

Вопрос 19. Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения включением резисторов в цепь якоря. Расчет регулировочных резисторов.

Регулирование скорости с помощью резисторов отличается простотой, т.к. она зависит от последовательного соединения резисторов с обмоткой якоря. Диапазон регулирования небольшой, причина – снижение жестких характеристик по мере увеличения сопротивления резистора. Чаще всего этот способ обеспечивает ступенчатое регулирование скорости. В то же время при использовании этого способа получаются большие потери мощности и соответственно электроэнергии. Потери мощности определяются разностью мощностей: Р1 = Рэл = UI и полезной механической на валу P2 = Pмех = Mw.

Р = Р1-Р2 = UI – Mw

Этот способ применяется для регулирования скорости движения ИО при небольших диапазонах или кратковременной работе на пониженных скоростях.

Расчет регулировочных резисторов.

Метод пропорций. Основан на использовании формулы для перепада скорости:

Rд = Rя (и/с – 1)

Метод отрезков. Этот метод в отличии от предыдущего не требует данных о собственном спротивлении якоря двигателя, которое не всегда указывается в его паспорте, и позволяет определять его по естественной характеристике.

R = Rном /0 = Rном ac/ad

Rд = Rном bc/ad

Rя = Rном ab/ad

Таким образом для нахождения Rд следует по характеристикам определить длины отрезков bc и ad при номинальном токе или моменте, рассчитать номинальное сопротивление Rном = Uном/Iном и затем воспользоваться формулой Rд = Rном bc/ad.