В этих условиях электромагнитный момент станет отрицатель-

ным, и частота вращения якоря будет уменьшаться, пока не достигнет

нулевого значения. Если в этот момент цепь якоря не отключить от

сети, то произойдет реверсирование двигателя и его якорь под дейст-

вием момента, который прежде был тормозным, начнёт вращение в

противоположную сторону, поэтому операцию торможения проти-

вовключением автоматизируют, чтобы при нулевом значении частоты

вращения цепь якоря отключалась от сети.

+

U

–

IЯ

EЯ

RЯ

E1

E2

СA1

IВ

A1

A2

S1

S1

IЯ

RТ

RТ

а

ЕЯ

+UЯ

б

+

–

иRЯ

U

E1

E2

n

A2

Рис. 9.23. Схемы торможения двигателя с параллельным возбуждением:

б

а – торможение противовключением;

б – динамическое торможение

При динамическом торможении двигателя параллельного воз-

буждения цепь якоря отключают от источника питания и замыкают на

тормозное сопротивлениеАRТ (рис. 9.23, б). ПротивоЭ

С якоря EЯ не

меняет своего направления, но поскольку якорь отключен от сети

(UЯ = 0), ток якоря изменит направление на противоположное, так как

будет создаваться только противоЭДС, и машина переходит в генера-

торный режим, работая на нагрузочное сопротивление. При этом

электромагнитный момент двигателяДтакже изменит направление и

станет тормозным (генераторным). Данный тормозящий момент ис-

чезнет вместе с противоЭДС якоря EЯ, т.е. с остановкой якоря (n = 0).

9.11. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока

И

Рассмотренные в подр. 9.9 характеристики двигателей постоян-

ного тока позволяют сделать заключение, что частоту вращения мож-

но регулировать тремя способами [7, 12]:

•

изменением (ослаблением) магнитного потока машины;

• изменением сопротивления в цепи якоря (тока якоря);

•

изменением подводимого напряжения.

Наиболее экономичным является способ регулирования ослаб-

лением магнитного потока Ф, т.е. снижение тока IВ в обмотке возбуж-

дения. Такой способ работает только на повышение частоты враще-

ния. уменьшением Ф, согласно формулам (9.27) и (9.28), частота

вращения возрастает по отношению к номинальной. Однако верхний

предел регулирования частоты вращения ограничен механической

прочностью машины, поэтому уменьшать ток возбуждения следует

осторожно, чтобы не допустить аварийной ситуации. Это обстоятель-

ство является недостатком данного способа регулирования.

В дв гателях параллельного возбуждения ослабление магнитно-

го потока (р с. 9.24, а) вызывает обратно пропорциональное измене-

С

частоты

деального холостого хода n0, поэтому искусственные

механ ческ е характер стики,

полученные при различных значениях

тока возбужден я, пересекают ось ординат в разных точках. Кроме

того, при уменьшен

магнитного потока снижаются жёсткость ха-

рактер ст к

пусковой момент, что необходимо учитывать при вы-

ние

боре реж ма

пуске двигателя.

A1

+

работы n

IЯ

RД

IВ2 < IВ1

ЕЯ

n2

E1

U

а

IВ1 < IВН

RЯ

IВ

n1

n

nн

IВН

А

A2

E2

–

0

MН

M

A1

+

IВ2 < IВ1

Д

IЯ

n

IВ1 < IВН

ЕЯ

n2

IВН

U

б

n1

RЯ

n

nн

И

IВ

D1

D2

A2

–

0

MН

MД

RД

Рис. 9.24. Схемы и характеристики ДПТ при изменении магнитного потока:

а – с параллельным возбуждением; б – с последовательным возбуждением

254

распределению тока якоря IЯ между обмоткой возбуждения и шунтом,

вызывая уменьшение тока возбуждения IВ при уменьшении сопротив-

С

ления RД.

В двигателях смешанного возбуждения регулирование произво-

дят изменен ем тока параллельной обмотки. Реакция машины на ос-

лаблен е магн тного потока здесь такая же, как в двигателях парал-

иусилвается

скрен е, поэтому диапазон регулирования частоты

лельного возбужден я.

Ослаблен е магн тного потока приводит к неустойчивой работе

двигателя. При

уменьшении магнитного потока пропорционально

E1

+

RД

IВ

n

nн

A1

IЯ

IЯН

U

а

n1

ЕЯ

n

n2

IЯ1 < IЯН

RЯ

IЯ2 < IЯ1

A2

E2

–

0

MН

MД

A1

+

С

RД

n

IЯ = IВ

nн

IЯН

ЕЯ

U

R

n1

IЯ1 < IЯН

иЯ n

n2

IЯ2 < IЯ1

A2

D1

D2

–

0

MН

MД

Рис. 9.25.бСхемы и характеристики ДПТ при изменении тока якоря:

а – с параллельным воз уждением;

– с последовательным возбуждением

Третьим параметром, влияющим на частоту вращения ДПТ, яв-

ляется напряжение UАЯ, подводимое к якорю машины. Поскольку ра-

бота двигателя при UЯ

> UЯН недопустима, то изменение частоты воз-

можно только в сторону её понижения.

В последнее время в качестве регулируемых источников питания

ДПТ применяются в основном импульсные полупроводниковые преоб-

Д

разователи. При питании от сети постоянного тока используют широт-

но-импульсные регуляторы (ШИР), а при питании от сети переменного

тока – управляемые выпрямители (УВ) [12].

Принцип широтно-импульсного регулирования заключается в

формировании импульсов напряжения UЯ(t) длительностью ti постоян-

И

ной частотой f. Ток якоря IЯ из-за собственной индуктивности имеет

пульсирующий характер. Его можно разложить на постоянную состав-

ляющую +IЯ и переменную составляющую

IЯ. Вращающий момент

создаётся постоянной составляющей тока,

которая будет зависеть от

скважности импульсов напряжения S. Из-за переменной составляющей

тока якоря приходится несколько снижать мощность двигателя или

256

включать в цепь якоря дроссель, уменьшающий пульсации тока. Кроме

того, пульсации тока вызывают соответствующие пульсации электро-

Механические характеристики двигателя параллельного возбу-

ждения при изменении напряжения UЯ

смещаются параллельно, со-

храняя жёсткость (рис. 9.26, а). Такая реакция на управляющее воз-

действие является оптимальной для построения регулируемых и ав-

томатизированных электроприводов.

E1

+

IВ

A1

ШИР

S

n

С

nн

IЯ

UЯН

ЕЯ

U

а

n1

UЯ

UЯ1 < UЯН

n2

RЯ

UЯ2 < UЯ1

n

и

0

MН

MД

E2

A2

–

A1

+

б

n

IЯ = IВ

ЕЯ

UЯ

УВ

UУ

~U

б

nн

UЯН

n1

UЯ1 < UЯН

RЯ

n

Аn2

UЯ2 < UЯ1

D2–

A2 D1

0

MН

MД

Рис. 9.26. Схемы и характеристики

при изменении напряжения якоря:

а – с параллельным возбуждением;ДПТб – с последовательным возбуждением

Для двигателей последовательного возбуждения применяются

тиристорные управляемые выпрямители (рис. 9.26, б). Регулирование

напряжения осуществляется посредством управляющего сигнала в ви-

И

де импульсов напряжения UУ, подаваемого на тиристоры выпрямителя.

Очевидно, что жёсткость характеристик в зависимости от UЯ меняется,

но в ограниченном диапазоне нагрузок, вблизи номинального значения

момента, можно считать, что они смещаются параллельно.

Изменением подводимого напряжения можно получить диапа-