книги из ГПНТБ / Тасбулатов Х.Т. Электропривод в сельском хозяйстве

с параллельным возбуждением остается по­ стоянной, вследствие этого и магнитный поток, зависящий от него, будет величиной постоян­

' выражение для механической характеристики:

а это и есть уравнение прямой линии. Поскольку механическая характеристика

данного электродвигателя, выраженная урав­

9

нением (7), представляет собой прямую ли­ нию, то при разных значениях сопротивления якорной цепи R получается семейство прямых, характеризующих механические свойства дан­ ного электродвигателя.

На рисунке 3 представлено указанное се­ мейство характеристик n = f(M) при разных R. Чем больше внешнее сопротивление, введен­ ное в цепь якоря двигателя, тем круче идет характеристика. Характеристика без внешнего добавочного сопротивления (пусковые или ре­ гулировочные реостаты) в цепи якоря назы­ вается основной, или естественной, а осталь­ ные— реостатными, или искусственными.

Как видно из уравнения (6), при М = 0 все

зависящее от величины сопротивления якор­ ной цепи. Эта скорость при моменте, равном нулю, носит название скорости идеального холостого хода (п0) .

Скорость идеального холостого хода полу­ чается при отсутствии тока в якорной цепи, т. е. когда э.д.с. якоря, направленная навстре­ чу приложенному напряжению, равна послед­ нему по абсолютному значению. Величина этой скорости определяется напряжением сети и магнитным потоком двигателя, что вытекает

10

Второй член уравнения (б) характеризует со­ бой перепад скорости:

Таким образом, уравнение для скорости мо­ жет быть записано так:

Двигатель параллельного возбуждения принадлежит к числу двигателей с жесткой характеристикой, у которых число оборотов при увеличении нагрузки меняется незначи­ тельно. Степень жесткости механической ха­ рактеристики характеризуется отношением:

<- _ п0 —п

п0

где по— число оборотов при холостом ходе; п — число оборотов при нагрузке.

Перегрузочная способность двигателя оп­ ределяется отношением

1 Мтах К- ~ Ѣ Г '

гдеЖв„ — максимальный момент, развивае­ мый двигателем;

Мн — номинальный момент двигателя.

У двигателя параллельного возбуждения величина К равна 2—2,5. Перегрузка больше чем 2—2,5 раза вызывает ухудшение условий коммутации, сопровождающейся сильным иск­ рением на коллекторе. Величина ее ограничи­ вает предел механической прочности двигате­ ля. Максимальное значение пускового момен-

11

Рис. I. Механические характеристики электрических

двигателей.

----------------------- •

Рис. 2. Схема включения двигателя постоянного тока

параллельного возбуждения.

--------------------- •

Рис. 3. Естественная характеристика и семейство рео­

статных механических характеристик двигателя парал­ лельного возбуждения.

----------------------- •

Рис. 4. Схема включения двигателя постоянного тока

последовательного возбуждения.

Рис. 5. Механические характеристики серпесіюго

двигателя.

--------------------- •

Рис. 6. Схемы включения двигателеіі постоянного тока с параллельным (а) и последовательным (б) возбужде­

нием.

12

та получается при выведенном реостате в цегіп возбуждения, поэтому при пуске двигателя рукоятку этого реостата устанавливают таким образом, чтобы обмотка возбуждения оказа­ лась под полным напряжением сети. Это соот­ ветствует максимальному току в цепи обмотки возбуждения и максимальному значению маг­ нитного потока, а следовательно, и максималь­ ному значению пускового момента.

Механические характеристики электро­ двигателя постоянного тока последо­ вательного возбуждения

Двигатель постоянного тока последователь­ ного возбуждения состоит из якоря и обмотки возбуждения, включенной последовательно с якорем (рис. 4). Уравнение скорости враще­ ния, так же как и в случае двигателя парал­ лельного возбуждения, имеет вид:

ния и внешнего сопротивления рео­ стата.

Так как Ія —Ів и магнитный поток пропорцио­

t4

т. е. вращающий момент двигателя последова­

тельного возбуждения пропорционален квад­ рату тока якоря.

Подставив в равенство для скорости двига­ теля (3) значение из последнего уравнения (12), получим искомое выражение для меха­ нической характеристики:

п -

постоянные величины.

Отсюда следует, что уравнение механиче­ ской характеристики двигателя выражается уравнением кривой (рис. 5), из которого вид­ но, что с уменьшением нагрузки резко увели­ чивается скорость двигателя, и наоборот.

Пользуясь различными значениями сопро­ тивления пускового или пускорегулировочного реостата, получим ряд зависимостей n=f ( M) , представляющих механические характеристи­ ки электродвигателя с последовательным воз­ буждением.

Как и в двигателе с параллельным возбуж­ дением, механическая характеристика при отсутствии внешнего сопротивления называет­ ся естественной, а остальные — искусственны­ ми. Из естественной характеристики видно, что двигатель последовательного возбужде­ ния, снижая свои обороты, способен прини­ мать большие перегрузки. Это весьма ценное свойство двигателей с последовательным воз-

15

Суждением позволяет использовать их в каче­ стве тяговых двигателей в подъемно-транс­ портных устройствах.

Из уравнения (3)— рисунок 5 — видно, что этот двигатель при холостом ходе и при малых нагрузках, когда ток в якоре, а следовательно, и магнитный поток невелики, идет вразнос, т. е. число его оборотов увеличивается до не­ допустимых пределов. Поэтому двигатель по­ следовательного возбуждения рекомендуется включать только под нагрузкой не менее 25% от номинальной. По этой же причине не реко­ мендуется соединять двигатель с рабочей ма­ шиной ременной передачей, так как ремень может соскочить во время работы н двигатель пойдет вразнос.

Из механических характеристик видно, что с изменением нагрузки двигатель может ме­ нять число оборотов в больших пределах. Та­ кая характеристика, как было сказано выше, -называется мягкой.

Для ограничения пускового тока включают пусковой реостат. Сопротивление реостата вы­ бирается таким образом, чтобы пусковой мо­ мент равнялся (2-т-2,5) Мн.

16

ют лишь тогда, когда ее понижение произво­ дится кратковременно или более совершенные способы регулирования экономически нецеле­ сообразны.

Третий способ регулирования скорости осу­ ществляется ослаблением магнитного потока. Для этого последовательно или параллельно с обмоткой возбуждения включается сопро­ тивление гв (рис. 6). Первая схема приме­ няется для двигателей параллельного возбуж­ дения, вторая для последовательного возбуж­ дения. При ослаблении магнитного потока, как следует из уравнений (3) и (6), получают ско­ рости выше идеального холостого хода. Мак­ симальное значение скорости ограничивается величиной статического момента, конструктив­ ными данными машин, условиями их нагрева и коммутации. Для машин нормального испол­ нения серии ПН допускается повышение ско­ рости вращения на 25—100% от номинальной, а у двигателей с последовательным возбужде­ нием при номинальной нагрузке допускается повышение скорости вращения только на 50%, что объясняется значительным остаточным на­

конструкции можно повысить скорости в 3—- 5 раз выше номинальной.

Этот способ регулирования является более экономичным по сравнению с предыдущими, он обусловливает меньшую потерю мощности, плавность регулирования и почти неизменную жесткость механических характеристик двига­ теля.

18

Реверсйрование электродвигателей постоянного тока

Изменение направления вращения (ревер­ сирование) двигателей постоянного тока мо­ жет быть достигнуто изменением направления тока или только в обмотке якоря, или только в обмотке возбуждения. Обычно меняется на­ правление тока в якоре. На приведенной схе­ ме (рис. 7) реверсирование осуществляется переключением концов обмотки якоря. Тогда изменяется направление действия вращающе­ го момента, в результате чего получается ре­ верс.

Торможение электродвигателей постоянного тока

Возможность быстрой и плавной остановки электродвигателей имеет немаловажное зна­ чение в деле повышения производительности труда п уменьшения времени простоев ма­ шины.

Из большого числа способов торможения электродвигателей для сельскохозяйственных электроприводов практический интерес пред­ ставляют следующие три способа: генератор­ ное торможение с отдачей энергии в сеть, ди­ намическое торможение п торможение протнвовключеннем.

Генераторное торможение с отдачей энер­ гии в сеть осуществляется в том случае, когда скорость двигателя оказывается выше скоро­ сти идеального холостого хода и э. д. с. его Е