Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторные работы по электроприводу / Мет.указ. Электропривод 2014 ЛР 2, 3, 4.doc
Скачиваний:
29
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
1.12 Mб
Скачать

2. Исследование механических характеристик машины постоянного тока независимого возбуждения в двигательном и генераторном режиме и противовключении

Ц е л ь  р а б о т ы: исследовать работу машины постоянного тока с независимым возбуждением в двигательном и генераторном режиме и противовключении, построить соответствующие механические характеристики [].

2.1. Краткие теоретические сведения

Электрическая машина любого типа (как постоянного так и переменного тока), используемая в системах электропривода, может работать в двигательном и тормозных режимах.

Для отражения свойств приводной электрической машины применяют следующие характеристики:

- электромеханическую, представляющей собой зависимость угловой скорости или частоты вращенияnдвигателя от тока, протекающего по обмотке якоря: = f (Iа) илиn = f (Iа);

- механическую, представляющей собой зависимость угловой скорости или частоты вращенияnдвигателя от электромагнитного моментаМ: = f (М) илиn = f (М).

Принятая единица измерения угловой скорости – рад/с, а частоты вращенияn– об/мин.

Известно уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для цепи якоря двигателя постоянного тока в установившемся режиме его работы [],

Uа = Eа + RаIа = kФ + (rа + Rр)Iа , (2.1)

Где Ua – напряжение, подключенное к обмотке якоря;

Ea – электродвижущая сила (ЭДС), наводимая основным магнитным потоком в обмотке якоря;

Ia – ток, протекающий в обмотке якоря (в генераторном режиме направление тока якоря меняется на противоположное);

k – коэффициент, обусловленный конструктивными параметрами машины;

Ф – основной магнитный поток;

Ra – суммарное сопротивление в цепи обмотки якоря, равное Ra = rа + Rр ;

rа – сопротивление обмоток машины, включенных последовательно в цепь якоря, графитовых щеток, переходного скользящего контакта и соединений, выполненных в цепи якоря непосредственно в самой электрической машине;

Rр – сопротивление реостатов, подключенных последовательно к обмотке якоря.

Выразив из (2.1) угловую скорость, получим скоростную, или электромеханическую, характеристику:

. (2.2)

Известна зависимость для определения электромагнитного момента МПТ [],

М = kФIа . (2.3)

Выразив из (2.3) ток якоря и подставив его в выражение (2.2), получим:

. (2.4)

Как видно из выражения (2.4),если не учитывать размагничивающее действие реакции якоря, механическая харак­те­рис­тика машины постоянного тока с неза­висимым воз­буж­дением при не­измен­ных зна­ченияхUа,ФиRапредс­тавляет собой прямую линию (рис. 2.1).

При моменте, равном нулю (М = 0), все характеристики, соответствующие различным значениямRр, проходят через одну точку, лежащую на оси ординат. Угловая скорость в этой точке имеет значение (0 = Uа / kФ), не зависящее от значения сопротивления цепи якоря. Режим работы машины с такой скоростью вращения ротора называетсяидеальным холостым ходом. В таком режиме работы ток в цепи якоря отсутствует (Iа = 0), ЭДС обмотки якоря равна напряжению (Еа = Uа). Такой режим может возникнуть при движении привода под действием внешней силы, например, силы тяжести, которая скомпенсировала силу трения, противодействующую движению.

Второе слагаемое уравнения (2.4) характеризует изменение угловой скорости , т. е. наклон (жесткость) механической характеристики.

Естественная характеристика двигателя получается при Rр = 0 (т.е.Rа =rа), номинальных значениях напряженияUаи магнитного потокаФ. Механические характеристики, получаемые при включении в цепь обмотки якоря реостата (Rp > 0), называются искусственными, или реостатными.