Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 66
Текст из файла (страница 66)
При этом уменьшатсн частота вращения и ЭДС якоря, а направление >ока в его обмотке изменится на обратное: (! 3.6) /„= ((/ — К„)/г„. Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем машины, буцет созцзвать вращающий электромагнитный момент, Обратим внимание на роль ЭДС якоря // в двигателе, Так как она 'н в этом случае направлена навстречу току, то ес принято называть проги-эдс. На рис, 13.36 показана пспь цвигзтсля с пусковым г и регулиравоч. н ным г реостатами, Пусковой реос>ат необходим для того, чтобы огра. ничить ток в якоре при пуске, пока ЭЛС якоря равна нулю или мала, так как он включается послецовательно с г и' 404 л = (Г-г 1 ))г„.Ф (13.7) — уравнение частоты врщцения двигателя с параллельным возбуждением, Общее уравнение электромагнитного момента (!3.2) машины по.
стоящпнсэ чока опре1тсляст вранающий момент двигателя с параллельным возбуждением: М =г Ф!. за аг н' (13.8) Вращающий момент урзвнонсшивзст тормозной, приложенный к валу двигатели (сгатичсский момент) При увеличении нагрузки на валу двигателя сначала рзвновесие мо. ментов нарушается и частота нрзшсция двигателя несколько уменьша. вл ~э эь Рн 13 т" 05 г ьгглумгрмм 405 Электродвижущая сила / пропорциональна потоку Ф, причем же'н лательно, чтобы при пуске двигателя она возрастала возможно быстрее. По этой причине при пуске обмотку возбуждения следуе~ включать сразу нз полное напряжение сети при иыведснном регучировочном реоспте г, Вращающий момент двигателя (см.
(13.2) ] также пропорциош' нзлен магниююму потоку Ф, поэтому если пуск двигателя происходит при нзибольцюм потоке, то наибольшего энзченил достигает и вращающий момент, что существенно облегчает процесс пуска Так кзк 1 =г Фл, то, у пиыизя (13.6), получаем 'я ь ется. Но это вызывает уменьшение ((я, а следовательно, и увеличение 7„. Пропорционально 7„возрастает вращающий момент, и при немного понизившейся частоте вращения и равновесие моментов восстанавливается, На основании (13,7) и (13.8) зависимость и от врагдающего момента выразим также следующим образом: и и = — — М (13.9) с .Ф "" срсй!Ф' Реакция-якоря может оказывать некоторое влияние на работу двигателя.
При увеличении тока якоря ! Уменьшается главный магнита ный поток Ф (в наибольшей степени у двигателей без дополнительных полюсов). Согласно уравнению (13,9) ослабление потока увеличивает и, а следовательно, противодействует снижению частоты вращения, которое вызывается увеличением т ! Вместе с тем ослабление потока я я' уьяньшзет вращающий момент, з следовательно, вызывает увеличение тока якоря, необходимое для поддержания равновесия моментов, Большинство двигателей с параллельным возбуждением для компенсации влияния реакции якори на главный магнитный поток имеет дополнительную последовательную обмотку возбуждения из небольшого числа витков, называемую стабилизирующей обмоткой, Она соединяется согласно с параллельной обмоткой возбуждения и нз вид характеристик двигателя практически не влияет; поэтому двигзтелн с такой дополнительной обмоткой рассматриваются как двищтели с парзллельным возбуждением, хотя фактически в них осуществлено смецвнное возбуждение.
Однако наличие этой дополнительной обмотки необходимо учитывать, если двищтель применяется для каких-либо специальных целей. Если считать магнитный поток Ф неизменным, то согласно (13.9) естественная механическая характеристика двигателя с параллельным возбуждением н(М ) изображается прямой линией, слегка наклоненвр ной в сторону оси абсцисс (рис. 13.37) При изменении нагрузки на валу двигателя от холостого хода до номинальной частоты вращения большинства двигателей параллельного возбуждения уменьшается лишь на 3 — 8% (тем меньцю, чем больше номинальная мощность двигателя).
Таким образом, естественную механическую характеристику двигателей с параллельным возбухсдением следует считать зяесткои. Угол наклона механической характеристики можно изменить, включив последовательно с якорем реостат г. В этом случае вместо (13.7) уравнение частоты вращения двигателя будет и (т„ + .)т„ (13.10) с.Ф Характеристика и(! ) назьтается злектромсханическои 406 Изменяя сопротивление реостата г, можно получить семейство искусственных механических характеристик более мягких, чем естественная механическая характеристика двигателя. Все эти характеристики будут пересекать ось орцинат в одной и той же точке, опрецеляемой условием 1 =0 или Е' =с н Ф = 17; здесь н — частота вращения якоря и и е л л при идеальном холостом хоце двигателя. Заметим, что идеальный холостой ход двигателя соответствует отсутствию тормозного момента на его валу.
Так как трение в поцвижных частях двигателя всегда создает тормозной момент, то ицеальный холостой ход можно получить только воздействием на вал машины внешнего вращающего момента от вспомогательного двигателя. Если при неизменном моменте на валу постепенно увеличивать сопротивление реостата г в цепи якоря, то точка н, показывающая на рис, 13,37 частоту вращения двигателя, будет перемешаться с одной характеристики на другую (точки и, — н,).
Следовательно, при помощи реостата г можно регулировать частоту вращения двигателя. Однако такое регулирование неэкономично из-за значительной мощности потерь гг' и применяется лишь шзя двигателей небольших мощностей, и Более совершенен метод регулирования частоты вращения изменением напряжения якоря На рис. 13.38 приведены механические характеристики двигателя (13.9) при таком регулировании и постоянном потоке возбуждения. Уравнение (13 10) показывает, что частота вращения л обратно пропорциональна главному магнитному потоку Ф, а этот поток, пока магнитная цепь машины не насьппена, можно считать пропорциональным току возбуждения ! Следовательно, частоту вращения двигатси ля можно регулировать изменением тока возбуждения, для чего в цепь возбуждения вводится реостат и Зависимость и(г ) — гинср- Ш' и бона — показана на рис.
13.39 Процесс регулирования при постоянном тормозном моменте на валу двигателя протекает следующим образом. При увеличении сопротивления реостата г уменьшается ток возбужш дения 7, вследствие чего уменьшается и магнитный поток Ф, и индукв' Фет ии илг н Н лиг. „ и |эта Рис 13 39 407 тируемая им ЭЛС /: в обмотке якоря. Снижение ЭЛС б вь|эываст увеличение тока якоря по (!3,6) з следовательно, увеличение вращающего момента и частоты врмцспия лвигзтсля.
В результате равновесие моментов и равиовесис электрическое и = й. н н н (13.11) восстаиавливаютсн при воэроспл~х частоте вращения л и токе якоря /„. Иэ (13,7) и (13.8) следует необходимое условие такого рсгулироваиия частоты вращения аа/, Са/и энС ( — — — — 'Ф(0, нр /4 'Ь дф г и и что возможно при ф > (//(2лс ). Иные уашвия имеют месго, сели нагрузка ца валу двигателя требует постоянства мощпосп1 г' .'!'зк как Р =.М ьэ с С Ф/ Эпл/60 = нр нр М н = /гф/эи, то Умепьшеш4с мш нитного потока бУдет вызывать Увеличение частоты вращения и умслыпспис врзшаюшего момента при цеизмспшэм токе / .
Следовательно, регулировзиие частоты вращения двигзгеля н' путем иэмеиеиия токз возбуждении выгодно при постоянстве лющпости ча валу, По этой причине тзкое регулирование иаэывз~от регуглиргл яаиием с иогтоллиой предельно допустимой моьилосгью. Механические характеристики двлгзтеля при различном воэбуждеиии иаклоиеиы иеодипзково к осп абсцисс (рис. 13.40). Чем меньше магнитный поток, тем больше при том жс вращзюшем моменте М ар = с Ф/ должеи быль ток /, з слсловзтсльпо, тем большее изменение н н' л = ((l — г / )/с Ф вызывает изменение нагрузки, т.
е. с ослзблспием н н магнитного потока мсхзничсскзя характеристика двигателя стаиовится мягче. Так как ток возбуждения / отпосительио мзл — примерно 2. З,н /, то и дополпитсльныс мощности потерь г / при регулировании чан' н н стоты врзшеиия ослзблсиием мзгпигпого потока Ф отиосительпо малы. благодаря чему такое регулирование весьма экопомично. Однако эпз. чительиое увеличение частоты вращения может привести к перегрузке коллектора и якоря по току, сильному ухудшению условий коммутации, возникновению опасных мехзиических цегпробежиых сил в нко.
ре и т п, По этим причинам сериипые двигатели параллельного возбуждения рассчитываются иа регулирование частоты вращения в преде. лах до 2: 1. Возможность регулирования частоты вращения нагруженного двигателя в более па(роких пределах (3: 1; 4 !) требует соответствующих копстрэкппшыл и ьмелспии. 4па Энергетическая диаграмма двигателя с парю1лельным возбуждением дана на рис.
13.41. Мощность Р, энергии, подводимой из сети, делится между цепью якоря Р„(большая часть) и цапью возбуждения Р = И (несколько процентов). Небольшую часть мощности цепи яко. в в ря составляет мощность потерь на нагревание обмотки, остальную часть — механическая мощность Р,„. Однако чтобы определить полезную мощность Р, на валу двигателя, нужно отнять от механической мощности мощность потерь в стали Р, (из-эа гистерезиса и вихре- с вых токов) и мощность механических потерь на трение Р „; в под- мел.п ' щи пинках,щеток на коллекторе и о воздух Для машины с параллельным возбуждением может быть построена универсальная характеристика (рис, 13.42), Если посредством какого.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
