Б25 (Шпоры к экзамену по элтеху (теория))

25.Схема двигателя параллельного возбуждения приведена на рис. 2.24. В цепь якоря включены пусковой РП и регулировоч­ный РЯ реостаты, в цепи возбуждения - реостат РВ для регулирования тока возбуждения. Обмотка возбуждения этого двига­теля может быть включена на напряжение другого источника. Независимое возбуждение расширяет возможности регулиро­вания частоты вращения двигателя.

Эксплуатационные свойства двигателей постоянного тока определяются механическими характеристиками - зависимо­стью частоты вращения п от вращающего момента М_вр = М _9и = - М двигателя, т. е. п(М) при U « const, R_pj> = const, R_pj{ = const.

Выведем аналитическое выражение механической характе­ристики двигателя и выясним возможности регулирования час­тоты его вращения. Из выражения для ЭДС (2.8а) найдем, что

Заменив/_я на М/(с^Ф_п) получим уравнение механической характеристики

частота вращения при "идеальном" XX (М_с = 0); М_п0 =

* ^См*п4 ^в са/фп^/*я - начальный пусковой момент при пус­
ковом токе /_п = u/rx .

Таким образом, механическая характеристика двигателя па­раллельного возбуждения представляет наклонную прямую, проходящую через точку XX (п„) на оси ординат (рис. 2.25) и точку пускового момента М_по (на рис. не показана) на оси абсцисс.

Механическая характеристика двигателя при номинальных напряжении и магнитном потоке (U = U_HOU, Ф_п = Фном) и отсутствии пусковых и регулировочных реостатов (R_n = О, R_ря = О, Rр_В ~ 0) называется естественной. Поскольку при пуске без реостата (R_п = 0) М_пд » М_п, точка М_по выходит за пределы гра­фика. Естественная характеристика проходит через точку но­минального режима n_ном, М_ном. При М = М_ном снижение час­тоты вращения пропорционально отношению R_яIя.ном/Uном и составляет всего 3-7% от n₀. Естественная механическая ха­рактеристика двигателей параллельного и независимого воз­буждения является "жесткой".

При пуске двигателя с пусковым реостатом пусковой момент ограничивается до допустимого зна­чения М_п, а разбег происходит по пусковой (искусственной) механической характеристике. Когда пусковой реостат выво­дят (R_п = 0), двигатель переходит на естественную характе­ристику.

Как указывалось, вследствие свойства саморегулирования, частота вращения устанавливается постоянной тогда, когда вращающий момент двигателя равен моменту сопротивления рабочего механизма. Значение установившейся частоты вра­щения легко определить по точке пересечения механической характеристики двигателя с механической характеристикой механизма М_с (см. рис. 2.25), которая может иметь различный вид. Очевидно, что при изменении вида механической харак­теристики двигателя будет изменяться частота вращения ис­полнительного механизма.

Рассмотрим способы регулирования частоты враще­ния двигателя постоянного тока при постоянном моменте сопротивления, который имеют, например, лебедки, гранспортеры, подъемники. Как следует из выражения (2.14) частоту вращения можно регулировать тремя способами: )реостатным - изменением суммарного сопротивления це­пи якоря (Rр.я = var); 2) полюсным - изменением магнитно­го потока полюсов (R_р-в = var); 3) якорным - изменением на­пряжения, подводимого к якорю (U = var).

Реостатное регулирование частоты вращения осуществляют введением реостата РЯ в цепь якоря. Механическая характе­ристика становится круто падающей (см. рис. 2.25, где вместо R_n введено R_р._я)- При заданной зависимости М_с(п) частота вращения падает тем значительнее, чем больше R_p.я и М_с. Оче­видно, данный метод позволяет уменьшать частоту вращения двигателя.

Проследим за электромеханическим переходным процессом изменения частоты вращения. При введении реостата РЯ ток якоря и вращающий момент падают, вращение двигателя на­чинает замедляться. Но при этом уменьшается противо-ЭДС, а ток и момент возрастают. Когда вращающий момент снова сравняется с моментом сопротивления, переходный процесс закончится и установится пониженная частота вращения. При М_с = const ток якоря будет прежним, поэтому электричес­кая мощность Р_э = UI не изменится, а механическая мощность Pмех ⁼ MO уменьшится. КПД двигателя резко уменьшится. Реостатное регулирование - не экономичное, его применяют только для двигателей небольшой мощности.

Полюсное регулирование частоты вращения осуществляется изменением магнитного потока за счет регулирования тока возбуждения с помощью реостата РВ в цепи возбуждения. В со­ответствии с формулой (2.16) частота вращения при XX обрат­но пропорциональна магнитному потоку, который определя­ется током возбуждения. При значительном уменьшении по­тока возбуждения ток якоря 1_Я и частота вращения ненагру­женного двигателя резко увеличиваются, что может привести к механическому повреждению двигателя. Поэтому двигатели снабжают аппаратурой автоматической защиты, которая от­ключает их от сети при чрезмерном уменьшении тока возбуж­дения.

Рис. 2.25. Механические характерис­тики двигателей параллельного и независимого возбуждения