18.Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока.
Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения производится следующими способами:
А) Система генератор-двигатель (Г-Д).
Б) Тиристорный преобразователь-двигатель (ТП-Д).
В) Широтно-импульсное регулирование.
А) Система Г - Д, рис.54.
Рис. 54.
.
Увеличивая ток возбуждения генератора iвг, возрастает поток Фг и Ег, а следовательно увеличивается напряжение на якоре двигателя и скорость возрастает. Регулирование происходит плавно при малых потерях энергии.
Эта система используется при большой мощности двигателя (подъёмники, прокатные станы, экскаваторы и т.д).
Б) Тиристорный преобразователь-двигатель.
В системе Г - Д используется большое число машин, что увеличивает стоимость установки и снижает надежность.
Поэтому в последнее время для регулируемого напряжения все чаще используются статические преобразователи, рис.55.
Рис. 55.
Увеличивая угол управления - площадь полупериода уменьшается, уменьшается среднее значение напряжения - Uср, а следовательно уменьшается скорость вращения.
В) Широтно-импульсное регулирование.
Идея регулирования напряжения подводимого к двигателю заключается в том, что, изменяя длительность подключения двигателя ключом (К) к сети, изменяется среднее значение напряжения, рис. 56. В качестве ключа используются схемы на базе тиристоров или транзисторов.
Рис. 56.
19.Пуск двигателей постоянного тока: прямое включение, от вспомогательного преобразователя и с помощью пускового реостата.
При пуске двигателя в ход необходимо: 1) обеспечить надлежащий пусковой момент и условия для достижения необходимой скорости вращения; 2) предотвратить возникновение чрезмерного пускового тока, опасного для двигателя.
Возможны три способа пуска двигателя в ход: 1) прямой пуск, когда цепь якоря подключается непосредственно к сети на ее полное напряжение; 2) пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений, включаемых последовательно в цепь якоря; 3) пуск при пониженном напряжении цепи якоря.
Прямой пуск
При n = 0 также Eа = 0 и, согласно выражению (5), в статье "Общие сведения о двигателях постоянного тока"
|
Iа = Uа / Rа . |
В нормальных машинах Rа = 0,02 – 0,1, и поэтому при прямом пуске с U = Uн ток якоря недопустимо велик:
Iа = (5 – 10) Iн .
Вследствие этого прямой пуск применяется только для двигателей мощностью до нескольких сотен ватт, у которых Rа относительно велико и поэтому при пуске Iа ≤ (4 – 6) Iн, а процесс пуска длится не более 1 – 2 с.
Пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений.
Рисунок 1. Схема пуска двигателя параллельного возбуждения с помощью пускового реостата (а) и пусковых сопротивлений (б).
Для двигателей с параллельным возбуждением самым распространенным является пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений (рисунок 1).
При этом вместо выражения (5), в статье "Общие сведения о двигателях постоянного тока" имеем
а в начальный момент пуска, при n = 0,
где Rп – сопротивление пускового реостата, или пусковое сопротивление. Значение Rп подбирается так, чтобы в начальный момент пуска было Iа = (1,4 – 1,7) Iн [в малых машинах до (2,0 – 2,5) Iн].
Рассмотрим подробнее пуск двигателя параллельного возбуждения с помощью реостата (рисунок 1, а).
Перед пуском (t < 0) подвижный контакт П пускового реостата стоит на холостом контакте 0 и цепь двигателя разомкнута. В начальный момент пуска (t = 0) подвижный контакт П с помощью рукоятки переводится на контакт 1, и через якорь пойдет ток Iа, определяемый равенством (3). Цепь обмотки возбуждения ОВ подключается к неподвижной контактной дуге д, по которой скользит контакт П, чтобы во время пуска цепь возбуждения все время была под полным напряжением. Это необходимо для того, чтобы iв и Фδ при пуске были максимальными и постоянными, так как при этом, согласно выражению (8), в статье "Общие сведения о двигателях постоянного тока", при данных значениях Iа развивается наибольший момент М. С этой же целью регулировочный реостат возбуждения ставится при пуске в положение Rп.в = 0.