3.3.1 Искусственные характеристики дпт пв

Искусственные характеристики ДПТ ПВ можно по-лучить следующими способами:

1) введением в цепь якоря добавочного сопротивления R_д (реостатные характеристики);

2) изменением подводимого напряжения U_c;

3) изменением магнитного потока.

Для построения искусственных реостатных харак-теристик применяют уравнение (3.32)

, (3.32)

где R_дв = R_я+R_в , R_я , R_в – соответственно сопротивления обмоток якоря и возбуждения. Задаваясь рядом значений I_я, по характеристике ω = f(I_я) находят значения ω_е, которые подставляют в уравнение (3.32) при заданном внешнем сопротив-

лении R_д, напряжении U_c и определяют скорость ω_и.

Для построения икусственных характеристик изменени-

ем подводимого напряжения U_с применяют уравнение (3.33)

(3.33)

где - подводимое напряжение для искусственной характе-ристики. Построение искусственных характеристик проводят

по аналогии с построением реостатных характеристик Из этих.

выражений видно, что искусственные характеристики будут

находиться ниже естественной;

51

при этом жесткость реостатных характеристик по сравнению с ес-тественной характеристикой будет уменьшаться (рис.3.17 и рис.3.18)

Рис. 3.17. Реостатные харак- Рис. 3.18. Искусственные

теристики ДПТ ПВ характеристики ДПТ ПВ

при изменении U_с

Рис. 3.19. Схема и механические характеристики ДПТ 52

ПВ при ослаблении потока возбуждения

Регулирование магнитного потока двигателя постоянно-

го тока последовательного возбуждения возможно путем

52

шунтирования обмотки возбуждения. На рис. 3.19 представлены электрическая схема включения ДПТ ПВ при шунтировании обмотки возбуждения (а) и механические характеристики при различных сопротивлениях R_ш1 и R_ш2 (б).

3.3.2. Тормозные режимы электродвигателя постоян-

ного тока последовательного возбуждения

Для этого двигателя возможны два вида электри-ческого торможения:

1) динамическое торможение;

2) торможение противовключением.

Рекуперативное торможение невозможно, пос-кольку ДПТ ПВ не имеет частоты вращения идеального холостого хода ω₀.

Динамическое торможение с независимым воз-буждением выполняется путем ограничения тока в обмотках возбуждения и якоря добавочными резисторами R_Д1 и R_Т1 по схеме, приведенной на рис. 3.21,а.

а) б)

Рис. 3.20. Схема и механическая характеристика ДПТ ПВ

в режиме динамического торможения с независимым

возбуждением

Недостатком динамического торможения с независимым

возбуждением ДПТ ПВ является потребление из сети мощности, близкой к номинальной. Сопротивление ограничения Rт1,

53

включенное последовательно с обмоткой возбуждения, в режиме динамического торможения обычно выбирают из условия, чтобы ток в обмотке возбуждения не превышал номинального значения Rт1 = (U_c/I_н) – R_в.

Динамическое торможение с самовозбуж-

дением

Е

Данный вид торможения возникает при замыкании цепи якоря и обмотки возбуждения на тормозное сопротивление (рис. 3.20, а). Если с помощью внешнего источ­ника механической энергии (например, за счет активной нагрузки) привести якорь двигателя во враще­ние, то при выполнении определенных условий двигатель самовозбуждается и развивает зависящий от скорости тормозной момент.

I_я

Рис.3.21 Схема динамического торможения

ДПТ ПВ с самовзбуждением

Первым условием самовозбуждения[3] является наличие остаточного потока такого знака, чтобы при данном направ­ле-

нии вращения э.д.с., наводимая остаточным потоком, вызывала ток возбуждения, увеличивающий поток двига­теля. Если двигатель работал в двигательном режиме при ω > 0, то его э.д.с. в режиме торможения при ω > О

54

создает ток, направленный противоположно току якоря в предшествующем режиме. Этот ток, протекая по обмотке возбуждения, создает м. д. с., уменьшающую поток оста­точного

намагничивания, и самовозбуждение исключается. Если при этом изменить направление вращения (ω < 0), двигатель самовозбудится, а это можно осуществить, изменив направление вращения якоря с помощью активного момента нагрузки М_с, по величине большего чем момент короткого замыкания. Механическая характеристика ДПТ ПВ в этом случае будет находится в четвертом квадранте. Обеспечить торможение во втором квадранте можно, переключив либо выводы якоря, либо выводы обмотки возбуждения.

I_нас

Рис. 3.23 Зависимости, поясняющие условие самовоз-

буждение ДПТ ПВ

Второе условие самовозбуждения поясняется рис.3.22.

Здесь приведен ряд зависимостей Е (/_я), соответствующих

различной скорости движения якоря (при различных сопротивлениях R_д.я). Если воспользоваться кусочно-линейной аппроксимацией кривой намагничивания, показанной на рис. 3.15, зависимости Е (I_я) приближенно линеаризуются, причем при I_я > I_нас поток принимается приближенно

55

постоянным. На рис.3.22 показана также прямая I_я =f(Е) = Е/R_я∑. При самовозбуждении Е (I_я) = I_я(Е) и второе условие самовозбуждения графически выражается наличием точки пересечения этих зависимостей. Это условие на рис. 3.22 выполняется только при ω ≥ ω₂, причем критическое значение скорости ω_кр ≈ ω₂. Таким образом, самовозбуж-дение может наступить только после достижения скорости ω_кр, при которой наклон линейной части характеристики Е (/_я) совпадает с наклоном прямой I_я = Е/R_я∑. Следовательно, при увеличении суммарного сопротивления цепи якоря самовозбуждение наступает при более высоких скоростях ω_кр.

Рис. 3.23. Идеализированная и реальная механические

характеристики ДПТ ПВ в режиме динамического

торможения с самовозбуждением

Следовательно, форма механической характеристики

будет линейно возрастающей только после I_нас, а в интервале от 0 до I_нас будет горизонтальной прямой на уровне ω_кр ( рис.3.23 ), т.е. при ω < ω_кр самовозбуждение отсутствует и I_я=0. При ω = ω_кр двигатель самовозбуждается, ток якоря при принятой аппроксимации возрастает до I_я = I_нас и

при дальнейшем увеличении скорости двига­тель имеет ли-

56

нейную зависимость ω (I_я), соответствующую Ф = Ф_нас ≈ const. Поэтому при принятой идеализации электромеханическая характеристика при динамическом торможении с самовозбуждением имеет вид ломаной 1 на рис. 3.23. В связи с наличием остаточного потока ток при ω < ω_кр несколько возрастает, а реальная форма кривой намагничивания приводит к дополнительным откло­нениям фактической зави-симости ω (I_Я) (кривая 2 на рис. 3.23) от приближенной зависимости (кривая 1 на рис. 3.23). Форма механической характеристики в этом режиме аналогична форме электромеханической характеристики (кривая 2 на рис. 3.23), в этом можно убедиться, рассмат­ривая приведенные на рис.3.24 ме-

Рис. 3.24. Механические характеристики ДПТ ПВ в ре-

жиме динамического торможения с самовозбуждением

ханические характе­ристики динамического торможения с самовозбуждением при различ-ных добавочных сопротивлениях якорной цепи R_д.я.

При торможении противовключением ДПТ ПВ

возможны два случая

1).С активным статическим моментом путем введения большого добавочного сопротивления R₁ (рис.3.25), в резуль-

57

тате уменьшается ток в цепи якоря, а, следовательно, момент двигателя. Последний начинает тормозиться до ω = 0 (т. С), а затем якорь изменяет направление вращения (рис. 3.25, кривая CD). При равенстве моментов М = М_с наступает установившийся режим вращения якоря с частотой вращения –ω_у.

Рис. 3. 25. Механические характеристики ДПТ ПВ в

режиме торможения противовключении

При реактивном статическом моменте М_с торможение противовключением выполняют путем изменения полярности напряжения на зажимах якоря двигателя, оставляс неизменным направление тока в обмотке возбуждения (во избежание перемагничивания машины). Для ограничения тока в цепи якоря в режиме торможения противовключением вводится добавочное сопротивление R_д, поскольку в этом случае ЭДС и напряжение сети направлены согласно.

. (3.34)

Торможение противовключением в этом случае осуществ-

ляется по характеристике FK. Из-за зависимости магнитного

потока от тока якоря ДПТ последовательного возбуждения обладают повышенными пусковыми и перегрузочными способностями.

.

58