- •1. Основные сведения об электро-
- •1.2. Краткий исторический обзор развития
- •2. Механика электропривода
- •2.1. Уравнение движения
- •2.2. Приведенное механическое звено
- •2.3. Совместная работа электродвигателя и
- •2.3.1. Механические характеристики рабочего
- •2.3.2. Механические характеристики электродвига-
- •2.4. Установившийся режим работы электро-
- •3. Механические и электромеханичес-
- •3.1. Электромеханическое преобразование электрической энергии в механическую
- •3.2. Механические и электромеханические характе
- •3.2.1. Построение механических и электромеха-
- •3.2.2. Механическая и электромеханическая характеристики в относительных единицах
- •3.2.3. Искусственные электромеханические и
- •3.2.3.1. Реостатные характеристики
- •3.2.3.2. Изменение магнитного потока
- •3.2.3.3. Изменение питающего напряжения
- •3.2.4. Режимы работы электродвигателя и
- •3.2.4.1. Двигательный режим работы
- •3.2.4.2. Режимы торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •3.2.5. Режим пуска дпт нв
- •3.3. Механические и электромеханические харак
- •3.3.1 Искусственные характеристики дпт пв
- •3.3.2. Тормозные режимы электродвигателя постоян-
- •3.3.3 Режим реостатного пуска дпт пв
- •3.4. Электромеханические и механические
- •3.5. Электромеханические и механические
- •3.5.1. Общие сведения
- •3.5.2. Электромеханические и механические характеристики асинхронного двигателя
- •3.5.3. Построение механических и электромехани-
- •3.5.4. Искусственные характеристики
- •3.5.4.1 Реостатные характеристики
- •3.5.4.2.Изменение напряжения питания
- •3.5.4.3.Изменение числа пар полюсов
- •3.5.4.4 Изменение частоты питающей сети
- •3.5.5. Механические характеристики асинхрон-
- •3.5.5.1 Рекуперативное торможение
- •3.5.5.2. Торможение противовключением
- •3.5.5.3. Динамическое торможение
- •3.5.6. Реостатный пуск асинхронного двигателя
- •3.6. Механическая и угловая характеристики
- •3.5.1. Электромеханическое преобразование энергии
- •3.5.2. Пуск синхронного двигателя
- •3.5.3. Режимы торможения сд
- •3.5.4. Компенсация реактивной мощности
- •3.7 Механические характеристики
- •3.7.1. Многодвигательные электроприводы с
- •3.7.2. Многодвигательные электроприводы с
- •4. Переходные процессы в электро-
- •4.1. Общие сведения о переходных процессах
- •4.1.1. Время ускорения и замедления привода
- •4.1.2 Графическое и графо – аналитическое ре-
- •4.2. Механические переходные процессы
- •4.2.1. Механические переходные процессы при линей-
- •4.2.2. Механические переходные процессы в ре-
- •4.2.3. Механические переходные процессы в режиме
- •4.2.4. Переходные процессы при реостатном пуске
- •4.2.5. Переходные процессы при линейном изменении
- •4.2.5.1. Пуск на холостом ходу
- •4.2.5.2. Пуск двигателя при реактивном стати-
- •4.2.5.3. Переходные процессы при торможении
- •4.2.6. Механические переходные процессы при не-
- •4.3. Электромагнитные переходные процессы
- •4.3.1. Форсирование эпп в обмотке возбуждения
- •4.4. Электромеханические переходные
- •4.4.1. Электромеханические переходные процессы при
- •4.4.2. Переходные процессы при изменении магнитно-
- •4.4.3. Переходные процессы при экспоненциальном
- •4.5. Тепловые переходные процессы
- •5. Выбор мощности
- •5.1. Режимы работы электроприводов
- •5.1.1. Длительный режим работы (s1)
- •5.1.2. Кратковременный режим работы (s2)
- •5.1.3. Повторно-кратковременный режим
- •5.2. Нагрузочные диаграммы электроприводов
- •5.3. Выбор мощности электродвигателя для
- •5.3.1. Метод средних потерь
- •5.3.2. Методы эквивалентных величин
- •5.4. Выбор мощности электродвигателя
- •5.5. Выбор мощности электродвигателя для
- •3.7. Механические характеристики многодвигатель-
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14.
3.3.1 Искусственные характеристики дпт пв
Искусственные характеристики ДПТ ПВ можно по-лучить следующими способами:
1) введением в цепь якоря добавочного сопротивления Rд (реостатные характеристики);
2) изменением подводимого напряжения Uc;
3) изменением магнитного потока.
Для построения искусственных реостатных харак-теристик применяют уравнение (3.32)
, (3.32)
где Rдв = Rя+Rв , Rя , Rв – соответственно сопротивления обмоток якоря и возбуждения. Задаваясь рядом значений Iя, по характеристике ω = f(Iя) находят значения ωе, которые подставляют в уравнение (3.32) при заданном внешнем сопротив-
лении Rд, напряжении Uc и определяют скорость ωи.
Для построения икусственных характеристик изменени-
ем подводимого напряжения Uс применяют уравнение (3.33)
(3.33)
где - подводимое напряжение для искусственной характе-ристики. Построение искусственных характеристик проводят
по аналогии с построением реостатных характеристик Из этих.
выражений видно, что искусственные характеристики будут
находиться ниже естественной;
51
при этом жесткость реостатных характеристик по сравнению с ес-тественной характеристикой будет уменьшаться (рис.3.17 и рис.3.18)
Рис. 3.17. Реостатные харак- Рис. 3.18. Искусственные
теристики ДПТ ПВ характеристики ДПТ ПВ
при изменении Uс
Рис. 3.19. Схема и механические характеристики ДПТ 52
ПВ при ослаблении потока возбуждения
Регулирование магнитного потока двигателя постоянно-
го тока последовательного возбуждения возможно путем
52
шунтирования обмотки возбуждения. На рис. 3.19 представлены электрическая схема включения ДПТ ПВ при шунтировании обмотки возбуждения (а) и механические характеристики при различных сопротивлениях Rш1 и Rш2 (б).
3.3.2. Тормозные режимы электродвигателя постоян-
ного тока последовательного возбуждения
Для этого двигателя возможны два вида электри-ческого торможения:
1) динамическое торможение;
2) торможение противовключением.
Рекуперативное торможение невозможно, пос-кольку ДПТ ПВ не имеет частоты вращения идеального холостого хода ω0.
Динамическое торможение с независимым воз-буждением выполняется путем ограничения тока в обмотках возбуждения и якоря добавочными резисторами RД1 и RТ1 по схеме, приведенной на рис. 3.21,а.
а) б)
Рис. 3.20. Схема и механическая характеристика ДПТ ПВ
в режиме динамического торможения с независимым
возбуждением
Недостатком динамического торможения с независимым
возбуждением ДПТ ПВ является потребление из сети мощности, близкой к номинальной. Сопротивление ограничения Rт1,
53
включенное последовательно с обмоткой возбуждения, в режиме динамического торможения обычно выбирают из условия, чтобы ток в обмотке возбуждения не превышал номинального значения Rт1 = (Uc/Iн) – Rв.
Динамическое торможение с самовозбуж-
дением
Е
Iя
Рис.3.21 Схема динамического торможения
ДПТ ПВ с самовзбуждением
Первым условием самовозбуждения[3] является наличие остаточного потока такого знака, чтобы при данном направле-
нии вращения э.д.с., наводимая остаточным потоком, вызывала ток возбуждения, увеличивающий поток двигателя. Если двигатель работал в двигательном режиме при ω > 0, то его э.д.с. в режиме торможения при ω > О
54
создает ток, направленный противоположно току якоря в предшествующем режиме. Этот ток, протекая по обмотке возбуждения, создает м. д. с., уменьшающую поток остаточного
намагничивания, и самовозбуждение исключается. Если при этом изменить направление вращения (ω < 0), двигатель самовозбудится, а это можно осуществить, изменив направление вращения якоря с помощью активного момента нагрузки Мс, по величине большего чем момент короткого замыкания. Механическая характеристика ДПТ ПВ в этом случае будет находится в четвертом квадранте. Обеспечить торможение во втором квадранте можно, переключив либо выводы якоря, либо выводы обмотки возбуждения.
Iнас
Рис. 3.23 Зависимости, поясняющие условие самовоз-
буждение ДПТ ПВ
Второе условие самовозбуждения поясняется рис.3.22.
Здесь приведен ряд зависимостей Е (/я), соответствующих
различной скорости движения якоря (при различных сопротивлениях Rд.я). Если воспользоваться кусочно-линейной аппроксимацией кривой намагничивания, показанной на рис. 3.15, зависимости Е (Iя) приближенно линеаризуются, причем при Iя > Iнас поток принимается приближенно
55
постоянным. На рис.3.22 показана также прямая Iя =f(Е) = Е/Rя∑. При самовозбуждении Е (Iя) = Iя(Е) и второе условие самовозбуждения графически выражается наличием точки пересечения этих зависимостей. Это условие на рис. 3.22 выполняется только при ω ≥ ω2, причем критическое значение скорости ωкр ≈ ω2. Таким образом, самовозбуж-дение может наступить только после достижения скорости ωкр, при которой наклон линейной части характеристики Е (/я) совпадает с наклоном прямой Iя = Е/Rя∑. Следовательно, при увеличении суммарного сопротивления цепи якоря самовозбуждение наступает при более высоких скоростях ωкр.
Рис. 3.23. Идеализированная и реальная механические
характеристики ДПТ ПВ в режиме динамического
торможения с самовозбуждением
Следовательно, форма механической характеристики
будет линейно возрастающей только после Iнас, а в интервале от 0 до Iнас будет горизонтальной прямой на уровне ωкр ( рис.3.23 ), т.е. при ω < ωкр самовозбуждение отсутствует и Iя=0. При ω = ωкр двигатель самовозбуждается, ток якоря при принятой аппроксимации возрастает до Iя = Iнас и
при дальнейшем увеличении скорости двигатель имеет ли-
56
нейную зависимость ω (Iя), соответствующую Ф = Фнас ≈ const. Поэтому при принятой идеализации электромеханическая характеристика при динамическом торможении с самовозбуждением имеет вид ломаной 1 на рис. 3.23. В связи с наличием остаточного потока ток при ω < ωкр несколько возрастает, а реальная форма кривой намагничивания приводит к дополнительным отклонениям фактической зави-симости ω (IЯ) (кривая 2 на рис. 3.23) от приближенной зависимости (кривая 1 на рис. 3.23). Форма механической характеристики в этом режиме аналогична форме электромеханической характеристики (кривая 2 на рис. 3.23), в этом можно убедиться, рассматривая приведенные на рис.3.24 ме-
Рис. 3.24. Механические характеристики ДПТ ПВ в ре-
жиме динамического торможения с самовозбуждением
ханические характеристики динамического торможения с самовозбуждением при различ-ных добавочных сопротивлениях якорной цепи Rд.я.
При торможении противовключением ДПТ ПВ
возможны два случая
1).С активным статическим моментом путем введения большого добавочного сопротивления R1 (рис.3.25), в резуль-
57
тате уменьшается ток в цепи якоря, а, следовательно, момент двигателя. Последний начинает тормозиться до ω = 0 (т. С), а затем якорь изменяет направление вращения (рис. 3.25, кривая CD). При равенстве моментов М = Мс наступает установившийся режим вращения якоря с частотой вращения –ωу.
Рис. 3. 25. Механические характеристики ДПТ ПВ в
режиме торможения противовключении
При реактивном статическом моменте Мс торможение противовключением выполняют путем изменения полярности напряжения на зажимах якоря двигателя, оставляс неизменным направление тока в обмотке возбуждения (во избежание перемагничивания машины). Для ограничения тока в цепи якоря в режиме торможения противовключением вводится добавочное сопротивление Rд, поскольку в этом случае ЭДС и напряжение сети направлены согласно.
. (3.34)
Торможение противовключением в этом случае осуществ-
ляется по характеристике FK. Из-за зависимости магнитного
потока от тока якоря ДПТ последовательного возбуждения обладают повышенными пусковыми и перегрузочными способностями.
.
58