ления производственного механизма и вращающего мо- мента двигателя.

При изменении момента сопротивления производствен- ного механизма автоматически изменяется вращающий момент двигателя вследствие изменения э. д. с. в якоре

гл. VIII).

Допустим, имеются две механические ха- рактеристики конвейе- ра для транспортировки зерна: 1 — при холо-

стом ходе, 2 — при за- грузке зерном и меха- ническая характеристи- ка 3 асинхронного дви- гателя, приводящего в движение этот конвейер (рис. 284).

При холостом ходе конвейера двигатель ра- ботает со скоростью п_1г

а вращающий момент двигателя М _л. равен моменту сопротивления конвейера при холостом ходе М_п,, Мд, = М_щ. При транспортировке зерна скорость дви- гателя снижается до величины п₂, благодаря чему увеличивается скольжение и ток в роторе (см. § 2, гл. XXVI), что увеличивает момент двигателя М_Д2 до вели- чины момента сопротивления конвейера М_щ, М_Дз = М_Пг.

§ 2. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Уравнение (52)

и - Д/'л

П = —£-ф (об/мин)

представляет собой зависимость скорости вращения дви- гателя от тока якоря. Для получения уравнения механи- ческой характеристики необходимо установить зависи- мость скорости вращения от момента двигателя. Согласно формуле (46) * _{= (HM)t}

Т ^М

следовательно, 1_Ч — Q-ф.

или роторе двигателя (см. § 3,

Рис. 284. Механические характери- стики конвейера и асинхронного двигателя.

408

/я В	формулу (52),	получим
и	MRa	(229)
■СЕФ	СшСвФ3
и	MRa	(230)
- к 1<:	кеК№’
КЕ =	СеФ,	(231)
А м =	смф.	(232)

Коэффициенты isT_E и К и по величине незначительно отличаются один от другого, так как С_в^1,03 С_ш.

Так как у двигателя параллельного возбуждения маг- нитный поток Ф почти постоянная величина, то коэффи-

циенты К-& и isT_M при- нимаются постоянными независимо от нагрузки.

При этом действием ре- акции якоря пренебре- гают.

Механическая ха- рактеристика двигателя при постоянных U, Ф и И_я представится пря- мой линией (рис. 285).

На рисунке 285 по- казаны механические характеристики двига- теля параллельного воз- буждения при различ-

ных сопротивлениях цепи якоря i?„. При значении мо- мента, равном нулю, все характеристики проходят через одну точку на оси ординат п₀. Эту скорость п₀ называют скоростью идеального холостого хода и определяют из выражения

^п« = с^' ⁽²³³⁾

При скорости п₀, когда ток в цепи якоря равен нулю, э. д. с. якоря равна и противоположна напряжению сети

U — E_KB или U — Е_яв = 0.

Рис. 285. Механические характери- стики двигателя параллельного возбуждения.

409

Второй член уравнения (229) характеризует собой перепад скорости относительно скорости идеального холостого хода

Д п

MR_H С_ЕСм^ф* ■

(234)

На основании изложенного уравнение для скорости вращения двигателя может быть записано так

п = щ— Ап. (235)

Верхнюю характеристику 1 (рис. 285) называют естественной. Естественной называют такую характеристику двигателя, которую получают при отсутствии внешних сопротивлений в цепи якоря и номинальных значениях напряжения и момента. Перепад скорости для естественной характеристики определяют по формуле (234).

При включении в цепь якоря сопротивлений реостата изменяется сопротивление цепи якоря

Ия I =/?я-Ь-Яр1»

Ra_& =Я_я + Яр₃ И Т. Д.

При изменении сопротивления цепи якоря получаются другие значения перепада скорости, если в формулу (234) подставить значения изменившегося сопротивления цепи якоря R_Hl, Л_Я2 и т. д. и соответственно другие характеристики— 2,3 ит. д. (рис. 285), которые называют искусственными или реостатными. Реостатные характеристики имеют больший наклон к оси моментов, чем естественная характеристика, т. е. они обладают меньшей жесткостью. Чем больше сопротивление реостата, введенного в цепь якоря, тем круче идет характеристика, тем меньше ее жесткость.

Рассмотренные нами механические характеристики, расположенные в первом квадранте координатных осей, соответствуют двигательному режиму. Иногда для быстрой остановки рабочей машины или изменения направления ее вращения двигатель должен работать в тормозном режиме. Существуют три способа электрического торможения двигателя параллельного возбуждения:

1. генераторное, с отдачей энергии в сеть;

2. динамическое;

3. торможение противовключением.

410

Каждому способу торможения соответствуют механические характеристики, изображенные на рисунке 286.

Рассмотрим подробнее механические характеристики для каждого способа торможения.

Генераторное торможение с отдачей энергии в сеть осуществляют в том случае, когда скорость вращения машины больше скорости идеального холостого хода п₀, а э. д. с. якоря Е_№ больше приложенного напряжения U.

Рис. 286 Механические характеристики двигателя параллельного возбуждения при различных режимах работы.

Электрическая машина постоянного тока работает в этом случае генератором параллельного возбуждения параллельно с сетью, ток при этом изменяет свое направление, что следует из формулы (50)

Так как согласно формуле (46) М — С_ШФ1_Я, то при изменении знака тока изменяет знак и момент М_Т = —М. В этом случае уравнение (229) примет такой вид

п —

U

С_ЕФ

(236)

411

Так как наклон механической характеристики опре-

деляется множителем второго члена уравнения - - „,

который по абсолютной величине будет таким же, как и в двигательном режиме, то наклон механической характе- ристики в генераторном режиме будет таким же, как и в двигательном. Поэтому графически механические харак- теристики электрической машины в режиме генераторного торможения с отдачей энергии в сеть являются естествен- ным продолжением характеристик двигательного режима в область второго квадранта координатных-осей (рис. 286),

они проходят влево, вверх от точки п₀.

Этот способ торможе- ния возможен, например, в подъемных механизмах при спуске груза.

Генераторное торможе- ние экономично, так как сопровождается отдачей энергии в сеть, но этот способ торможения при- меняют редко, так как скорость вращения при торможении пД> п₀.

Как видно из рисунка 286, чем больше сопротив- ление в цепи якоря, тем

выше должна быть скорость вращения в генераторном ре- жиме для создания того же тормозного момента М_т, на- пример, так как R_a^>R_n, то п₂ Д> и_х.

Динамическое торможение происходит при отключении якоря двигателя от сети и замыкании его на сопротивле- ние R, при подключенной к сети обмотке возбуждения (рис. 287). Этот способ торможения иногда называют реостатным.

При динамическом торможении электрическая машина также работает в генераторном режиме, но при этом элек- трическая энергия не отдается в сеть, а выделяется в виде тепла на сопротивлениях цепи якоря Л_я и i?_p.

Ток якоря определяют из формулы (49)

U = Едв -J-1_ЯП_Я.

Рис. 287 Схема включения дви- гателя параллельного возбужде- ния при динамическом торможе- нии.

412

Так как э. д. с. якоря при торможении сохраняет тот же знак, что и в двигательном режиме, a U = 0, то

= (237)

л_я

Тормозной момент при динамическом торможении может быть определен из формулы (46)

М_т = С_шФ1_а.

Подставляя в эту формулу значение тока /_я из формулы (237) и значение э. д. с. из формулы (18) Е = С^Фп, получим _т

М_т = — С_ЕС_ш~п. (238)

При постоянном значении магнитного потока Ф = = const получим

п = -Мч₁Щ_г, (239)

^л Е^Ли

где TsT_E и К_ы взяты из формул (231) и (232).

При динамическом торможении механические характеристики электрической машины представляют прямые 1 и 2, проходящие через начало координат во втором квадранте (рис. 286). Как видно из этого рисунка, жесткость характеристик уменьшается с увеличением сопротивления цепи якоря. Так, наклон характеристики 2 более крутой, чем характеристики 1, так как i?_Hl )>7?_я.

Торможение противовключением осуществляют при переключении двигателя для быстрой остановки на противоположное направление вращения или в том случае, когда обмотки двигателя включены для одного направления вращения, а его якорь вращается в противоположную сторону. Это может быть в приводе подъемника, когда двигатель включен на подъем, а якорь двигателя вращается в сторону спуска груза под воздействием момента, развиваемого грузом, большего момента, развиваемого двигателем.

Механические характеристики при торможении противовключением являются продолжением характеристик двигательного режима в область четвертого квадранта (рис. 286, характеристики А и Б).

Рассмотрим торможение противовключением, которое часто применяют для быстрой остановки привода. Направ

413

ление вращения изменяют переключением обмотки якоря, так как переключать обмотку возбуждения на ходу не рекомендуется вследствие того, что в ней будет индуктироваться при этом большая э. д. с. самоиндукции.

После переключения обмотки якоря э. д. с. Е_№ будет направлена согласно с напряжением сети, а момент дви-

Рис. 288. Механические характеристики двигателя параллельного возбуждения при торможении противовключением.

гателя направлен против направления вращения якоря. Величина тока в цепи якоря определится уравнением

/я

^и+^Е_№

^Дя

(240)

Как видно из формулы (240), величина тока будет больше, чем при двигательном режиме, поэтому и величина тормозного момента также возрастает, что способствует быстрому торможению двигателя. Для ограничения тока якоря в его цепь включают дополнительное сопротивление. Механические характеристики при торможении противовключением представлены на рисунке 288.

При переключении обмотки якоря электродвигатель, работавший до этого со скоростью п₁ и вращающим моментом М, соответствующим точке К квадранта I, пере

414