35. Типовые схемы пуска и динамического торможения дпт.

Режим короткого замыкния возникает при = 0 E = 0. В этом режиме, согласно (4.1) / = I_кз = U/R, электрическая энергия, посту­пая из сети, рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи. Механическая энергия с вала ДПТ не отдается, так как ш = О (см. рис. 4.3, г).

Режим генератора при его последовательном соединении с сетью или торможение противовключением наступает при < 0 (участок III характеристики на рис. 4.1,6). За счет изменения направления скорости ЭДС также меняет свою полярность. Ток в якоре совпада­ет по направлению с напряжением и ЭДС и определяется их сум­марным действием. В результате электроэнер­гия, поступающая из сети и вырабатываемая самим двигателем за счет механической энергии рабочей машины, рассеивается в виде тепла в резисторах цепи якоря (см. рис. 4.3, д).

Режим автономного генератора или динамическое торможение возникает при включении двигателя по схеме рис. 4.2. В этом слу­чае ток в якоре протекает под действием ЭДС и совпадает с ней по направлению. Электроэнергия вырабатывается за счет поступаю­щей с вала механической энергии рабочей машины и рассеивается в виде тепла в резисторах якорной цепи (см. рис. 4.3, е).

Таким образом, торможение ЭП реализуется при трех разновид­ностях генераторного режима работы ДПТНВ.

Эффективность электромеханического преобразования энергии двигателя оценивается коэффициентом полезного действия (КПД), который определяется отношением механической мощности на его валу к потребляемой из сети электрической мощности работы, а при противоположных направлениях скорости и момен­та и одинаковых направлениях ЭДС и тока - генераторный. Гра­ничными между двигательным и генераторным являются режимы холостого хода и короткого замыкания, в которых одна электри­ческая и одна механическая переменные равны нулю. При холос­том ходе нулю равны ток и момент, а при коротком замыкании -ЭДС и скорость.

Рассмотрим режимы работы двигателя (рис. 4.3) на различных участках его характеристик (см. рис. 4.1, б) при положительной по­лярности напряжения U.

Режим холостого хода (точка А). Двигатель не получает энер­гии ни из электрической сети (за исключением электроэнергии на возбуждение), ни с вала. (см. рис. 4.3, а).

Рис. 4.3

Двигательный режим. В этом режиме Е < U, ток I = {U - E)/R совпадает по направлению с напряжением U и не совпадает с ЭДС, электри­ческая энергия (ЭЭ) поступает из сети, а механическая энергия (МЭ) с вала двигателя передается исполнительному органу (см. рис. 4.3, б).

Генераторный режим работы параллельно с сетью или торможе­ние с рекуперацией энергии в сеть (участок // характеристики на рис. 4.1, б). На этом участке > ₀, поэтому ЭДС больше напряже­ния сети, ток и момент изменяют свои направления на противопо­ложные. Двигатель получает механическую энергию от рабочей ма­шины и отдает ее (рекуперирует) в виде электроэнергии в сеть (см. рис. 4.3, в).

36. Регулирование скорости дптпв изменением магнитного потока и напряжения.

Регулирование скорости изменением магнитного потока про­изводится по схеме рис. 4.35, а, в которой для этого изменяется сопротивление резистора 2, включенного параллельно обмотке воз­буждения 3 двигателя. Отметим, что регулирование магнитного по­тока для этого типа двигателей постоянного тока не является пол­ностью независимым, так как ток возбуждения при этом по-пре­жнему пропорционален току якоря /, определяемому нагрузкой ЭП.

Для определения вида и расположения искусственных механи­ческих характеристик двигателя, получаемых при различных со-

противлениях R_m шунтирующего резистора 2, проведем следую­щий анализ.

При R_w = оо (разрыв шунтирующей цепи) двигатель оказывается включенным по своей основной схеме, чему соответствует есте­ственная характеристика 4 (см. рис. 4.35, б).

При 0 < R_m < °° часть тока якоря поступает в шунтирующую цепь (7_ш * 0), поэтому ток возбуждения /_в и магнитный поток Ф уменьша­ются, что в соответствии с (4.60) и (4.61) вызывает увеличение ско­рости двигателя, при этом искусственные механические характери­стики 5 располагаются выше естественной.

При М —» 0,1 —» 0, 7 —> 0, Ф —> 0 и скорость со —> °°, т. е. и в этом случае ось скорости является асимптотой для всех искусственных механических характеристик.

Показатели регулирования скорости ДПТПВ этим способом совпадают с показателями ДПТНВ.

При регулировании скорости изменением напряжения, схема реа­лизации и характеристики которого приведены на рис. 4.36, двига­тель 2 подключается к управляемому выпрямителю 1. Выходное на­пряжение этого выпрямителя U регулируется в соответствии с из­менением входного управляющего сигнала U. При U - U_hom и без учета внутреннего сопротивления управляемого выпрямителя дви­гатель работает по естественной характеристике 3. При снижении напряжения в соответствии с (4.60) и (4.61) его скорость снижается и искусственные характеристики 4 будут располагаться ниже есте­ственной. При / —> 0, М —> 0, Ф—> 0 скорость со —> °°, т.е. ее ось является асимптотой характеристик двигателя.

Показатели регулирования скорости изменением напряжения ДПТПВ соответствуют показателям двигателя постоянного тока не­зависимого возбуждения.

38. Регулирование скорости шунтированием якоря резистором исполь­зуется для получения пониженных скоростей ЭП с ДПТПВ и опре­деленной скорости его идеального холостого хода. Наибольшее распространение получила схема (рис. 4.37), в которой шунтирую­щий якорь 1 резистор R_ui и последовательно включенный резистор R_n вместе с обмоткой возбуждения 2 образуют делитель напряже­ния. За счет этого к якорю двигателя подводится пониженное на­пряжение и его характеристики будут располагаться ниже естествен­ной.

Особенностью рассматриваемой схемы является также то, что при нулевом токе якоря ток возбуждения за счет наличия резисто­ра R_m не равен нулю, поэтому отличен от нуля магнитный поток и двигатель имеет определенную скорость идеального холостого хода со₀.

При скорости двигателя больше ш₀ ток в якоре меняет свое на­правление, и ток возбуждения по мере роста скорости уменьшается. При стремлении тока якоря к значению 1 = - 11/к_ш ток возбуждения и магнитный поток стремятся к нулю, а скорость - к бесконечности. Другими словами, вертикальная линия с абсциссой I - - UI R_m явля­ется асимптотой электромеханической характеристики / (рис. 4.38).

Для получения механической характеристики во втором квад­ранте обратимся к формуле электромагнитного момента двигателя (4.3). При to = ШдТок I - 0 и момент М = 0, а при / —»- Ul R_[u поток Ф —» 0 и момент М —> 0, т.е. ось скорости является вертикальной асимптотой механической характеристики. Момент двигателя, рав­ный нулю при со = 0исо—»°°, в промежуточном интервале скорости