§ 14. Регулирование скорости двигателей постоянного тока

Для электроприводов тележки грузоподъемных механизмов обыч­но используются двигатели параллельного возбуждения, и заданные режимы работы они обеспечивают на естественной или реостатных ха­рактеристиках.

Механизмы подъема груза, как было отмечено ранее, работают в более сложных условиях, и применяемые для их привода двигатели с последовательным возбуждением не могут обеспечить всех режимов на обычных реостатных характеристиках. Широкое применение в грузовых электроприводах получили схемы комбинированного включения обмоток двигателя с соответствующими сопротивлениями, к каким относятся:

– шунтирование двигателя сопротивлением при наличии общего последовательного сопротивления;

– шунтирование обмотки якоря;

– параллельное включение обмоток якоря и возбуждения при на­личии общего последовательного сопротивления.

Двигательные режимы при незначительном моменте на валу, а так­же тормозные режимы, применяе­мые при опускании тяжелых грузов, можно осуществить двига­телем с последовательным воз­буждением при параллельном включении обмоток якоря и возбуждения при наличии общего последовательного сопротивления (рис.15). Необходимые ме­ханические характеристики мож­но рассчитать следующим обра­зом.

Работу схемы на рис.15 определяет система уравнений

где в соответствии со схемой обозначено:

Для выбранного двигателя, очевидно, будут известными напря­жение U и сопротивления обмоток r_А и r_В. Для получения требуе­мой характеристики необходимо задаться значениями сопротивлений r_Ш, r_П, r_ПА. Тогда, решая систему уравнений относительно Е, получим

откуда

Таким образом, задаваясь значениями тока нагрузки I_А, можно построить электромеханическую характеристику. Значения сФ при этом можно определить так.

Для заданного значения I_А в результате решения первого и третьего уравнений исходной системы найдем I_В:

по которому из кривой намагничивания Ф = f (I_В) определится по­ток Ф.

Значение постоянного коэффициента с можно определить из но­минального режима работы двигателя на естественной характеристи­ке:

Из кривой намагничивания Ф = f (I_Н). Тогда

Пользуясь известным соотношением

от электромеханической характеристики можно перейти к механической:

Расчет электромеханической и механической характеристик удобно свести в табл.4.

Задаваясь добавочными сопротивлениями в схеме включения дви­гателя, следует иметь в виду:

– уменьшение сопротивления r_Ш вызывает уменьшение скорости идеального холостого хода двигателя и крутизны механической харак­теристики;

– увеличение сопротивления r_П вызывает уменьшение скорости идеального холостого хода ω₀ и увеличение крутизны механической характеристики, при r_П = ∞ двигатель переходит в режим динами­ческого торможения;

– включение сопротивления r_ПА, не изменяя скорости ω₀, смещает максимум момента из перового квадранта в четвертый.