Б И Л Е Т № 17

1. Естественные и искусственные характеристики электропривода с двигателями последовательного возбуждения.

Уравнение механической характеристики w=(U-I∙R)/кФ

R – Сумарное сопротивление якорной цепи.

Т.к. нет точного аналитического выражения для кривой намагничивания, то трудно дать и точное аналитическое выражение для механической характеристики двигателя последовательного возбуждения.

Если для упрощения анализа предположить, пренебрегая насыщением магнитной системы, линейную зависимость между (Ф и I) (показано пунктиром), т.е. считать что Ф=α∙I, то момент двигателя М=кФ∙I=α∙R∙I².

Подставив в равенство для угловой скорости двигателя значение тока, получим выражение механической характеристики:

(1)

Отсюда следует, что при насыщеной магнитной цепи двигателя механическая характеристика имеет вид:

Уравнение (1) даёт лишь общее представление о механической хар-ке двигателя последовательного возбуждения.

При расчётах этим уравнением пользоватся нельзя, т.к. обычно не делают машины с ненасыщеной магнитной системой.

На практике построение хар-к ведут графо-аналитическим методом, или по каталогам.

Построение Искуственных характеристик

Уравнение естественной хар-ки:

w_е=(U-I∙R_а)/кФ или

где R_a= R_Я+R_В;

При включении в цепь двигателя резистора R_Д , двигатель будет работать на реостатной характеристике.

Поделим: w/w_e=[U-I(R_a+R_Д)]/(U-I∙R_a)

получим:

Или в относительных

единицах:

где

Ra*=Ra/R_ном;

w*=w/w_ном;

w_e*=w_e/w_ном; I*=I/I_ном;

1 Введение Rд

Большие эл. Потери Rд должен быть рассчитан по-другому чем Rпуск. При пуске двигателя tпуска мало Rпуск работает мало до tдоп не успевает нагреться. Rд в работе находится дольше греется больше. Rд должен быть рассчитаны на больший ток

Регулирование осуществляется при постоянстве момента.

Недостаток

- большие потери(низкие энергетические показатели)

При малом Мс регулирование – в малых пределах - двигатель работает на повышенных скоростях.

Способ применяется в крановых и металлургических приводах, в транспорте – при больших нагрузках.

Но учитывая особенности двигателя последов возбуждения П-Д не применяется. В транспорте удобно использовать приведённые схемы (где несколько двигателей питаются от одного Uпит). U измен путём последовательно – параллельного включения двигателей

Uзависит от числа двигателей.

Регулирование скорости шунтированием возбуждения обмоток ДПТ последов возбужд

*шунтирование ОЯ

*шунтирование ОВ

Уравнение механических характеристик для каждой из схем могут быть получены, если для них записать уравнения по 1 и2 законам Кирхгофа. После преобразований этих уравнений получим:

При условии что Rп = const, Rш= var получены хар-ки:

при шунтировании ОЯ вместе с ОВ хар-ки становятся более пологими при малых нагрузках могут получить большой диапазон изменения скорости

но регулирование неэкономичное – большие потери в Rш. Регулирование вниз от основной при М=const

Применяется для механизмов, требующих высокий диапазон регулирования скорости при малых напряжениях.

б ) примен чаще всего

показ. Какая часть напряжения сети прикладывается к двигателю

Здесь можно:

- менять Rш при Rп= const

-менять Rп при Rш = const

Рассмотрим вид хар-к,когда Rп – var, Rш= const

3 ) Rп1Rп2 Достоинство этой схемы в отличии от схемы а) – в том что можно получить устойчивые скорости из х.х

Используется для двигателей подъёмных механизмов. При спуске груза можно получить устойчивую скорость из х.х

Жёсткость,а и стабильность выше

Но большие потери

Регулирование скорости вниз от номинального значения при М= const

При малых напряжениях D ниже. Регулирование ступенчатое

в )

Хар-ки близки к характеристикам для схемы б)

Шунтирование ОВ

Можно записать исходные уравнения:

2ой закон для первого контура (нижней цепочки)

- для второго контура

Применяется для мех-мов, требующих увеличение скорости при нормальных нагрузках. Считают допустимым увеличение скорости не более чем в 2 раза.

2. СУЭП постоянного тока с отрицательной обратной связью по напряжению двигателя.

В случаях когда не предъявляется высоких требований к качеству регулирования, используются САР скорости с отрицательной обратной связью по напряжению.

Uон=Кон ∙ Ud;

Кон=(10–8) /Еdo;

Кон=Кдел∙Кдн;

Кдел=R₁/(R₁+R₂)=Кон;

Кдн=1;

Ud=ed – ia∙Rтп –Lтп∙di/dt; ;

Ud(P)=ed(P) – ia(P)∙ (Rтп+P∙Lтп); ;

Данная структура используется для коррекции системы и для анализа динамики. Структурная схема в статике вырожденная Р –> 0.

На основании принципиальной схемы или исходных соотношений можно записать:

(1); (2);

На основании структуры в статике или по соотношениям (1) и (2) имеем:

(3);

w=f (I);

w=f (M);

Крн – контурный коэффициент регулятора напряжения разомкнутой системы. Крн=Кр∙Ктп∙Кон;

Введение отрицательной обратной связи по напряжению позволяет снизить влияние на жесткость механической характеристики в 1/Крн раз по сравнению с разомкнутой системой. При этом понижается _∆w_c , повышается точность и диаппазон регулирования скорости.

При Крн –> ∞ _∆w_с –> (R_C∙Rа)/кФ – в пределе естественной.

3. С какой целью в контур регулирования скорости в системах с двухзонным регулированием скорости включают корректирующее звено? Каковы способы реализации этого звена?

При изменении потока возбуждения (при регулировании скорости потоком) изменяется настройка контура регулирования скорости.

Для компенсации влияния этого изменения и обеспечения неизменных динамических свойств системы регулирования коэфициент усиления регулятора скорости автоматически изменяется обратно-пропорционально степени ослабления поля. Это обеспечивается введением в конур регулирования скорости множительно-делительного устройства (МДУ), с помощью которого выходное напряжение РС умножается на сигнал, пропорциональный скорости двигателя и делится на сигнал, пропорциональный ЭДС двигателя. МДУ изменяет коэффициент усиления контура регулирования скорости только при ослаблении потока возбуждения двигателя. Это обеспечивается за счёт введения на множительном и делительном входах МДУ схем выделения большего из 2-х положительных сигналов, реализованых на 4-х диодах.

Прп ослаблении потока возбуждения скорость и ЭДС двигателя превышают номинальные значения (w₀ и E₀) и открываются диоды D2 и D3 и МДУ повышает коэффициент усиления регулятора скорости.

При ослаблении потока возбуждения, пропорционально ему ослабляется и эл. магнитный момент. С этим ослаблением уменьшается коэффициент в прямом канале, следовательно снижается быстродействие, увеличивается статическая просадка скорости.

Принцип построения:

МДУ строится по время-импульсному принципу перемножения, и поэтому его выходной сигнал представляет собой серию импульсов с различной скважностью.(3-ий вопрос 1-го билета)