4.3. Реостатное регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Регулирование угловой скорости изменением сопротивления цепи якоря не требует особых пояснений. В главе 3 приведена методика расчета и построения реостатных механических характеристик (рис. 4.5).

При этом способе регулирования изменяется жесткость характеристики, а с ней и стабильность угловой скорости, угловая скорость регулируется вниз от основной, причем полное использование двигателя по току достигается при регулировании с постоянным номинальным моментом, если двигатель имеет независимую вентиляцию.

Если допустить перепад угловой скорости в 25% при изменении момента нагрузки на ±25 % номинального, то диапазон регулирования составит примерно 2:1 (рис. 4.1).

В большинстве случаев реостатное регулирование угловой скорости производится с помощью контакторов, замыкающих отдельные ступени резисторов, т. е. скорость привода изменяется дискретно, поэтому данный способ при контакторном управлении не обеспечивает плавного регулирования.

При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря двигателя постоянного тока потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Это видно из следующих энергетических соотношений. Для двигателя постоянного тока потребляемая мощность в цепи якоря определяется равенством

.

Последнее уравнение может быть переписано так:

,

откуда или, где.

Таким образом, потери мощности в этой цепи пропорциональны потребляемой мощности и перепаду угловой скорости, выраженному в относительных единицах. Так, если момент нагрузки постоянен (следовательно, постоянна потребляемая мощность) и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности, потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой в реостате, т. е. данный способ регулирования являются неэкономичными.

4.4. Регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения изменением подводимого к якорю напряжения

Регулирование угловой скорости осуществляется вниз от основной, так как напряжение, прикладываемое к якорю, не может быть больше номинального.

Допустимый момент при неизменных условиях охлаждения (вентиляции) со снижением угловой скорости остается постоянным, так как допустимый ток якоря и магнитный поток равны номинальным значениям.

Механические характеристики при снижении напряжения представляют собой прямые линии (гл.3), параллельные друг другу (рис. 4.6), т. е. имеют одинаковую жесткость, что определяет относительно высокую стабильность угловой скорости.

Диапазон регулирования в системах привода без обратных связей , в замкнутых системах диапазон регулирования существенно больше и может достигать значений 1000:1 и более.

Плавность регулирования определяется плавностью изменения напряжения питания и обычно характеризуется значением коэффициента плавности .

Потери мощности в якорной цепи при постоянном моменте нагрузки остаются неизменными при регулировании угловой скорости и равными потерям при работе на естественной характеристике. Вследствие малых потерь мощности в цепи якоря этот способ регулирования скорости является экономичным. Однако для полной оценки экономичности необходимо учитывать потери мощности еще в устройстве, посредством которого регулируется напряжение на якоре двигателя, и затраты на это устройство.

В качестве регулируемого источника может быть генератор постоянного тока (система Г-Д) или полупроводниковый (тиристорный) преобразователь (система ТП-Д).