1) Изменяя сопротивление в цепи якоря;

Рис. 5.12

При увеличении сопротивления в цепи якоря, уменьшается величина напряжения, подводимого к обмоткам якоря, что приводит к уменьшению скорости вращения.

2) Изменяя подводимое к цепи якоря напряжение;

Рис. 5.13

При уменьшении напряжения уменьшается скорость холостого хода, но наклон характеристики остается при этом неизменным. Недостаток: увеличение напряжения приводит к ухудшению коммутации.

3) Изменяя магнитный поток главных магнитных полюсов ф с помощью регулировочного реостата Rр.

Рис. 5.14

При увеличении сопротивления в цепи обмотки возбуждения уменьшается магнитный поток, что приводит к увеличению скорости холостого хода. (Rp↑ → IB↓ → Ф↓ → n0↑). Недостаток: магнитный поток можно увеличивать не более, чем в два раза, т.к. увеличение скорости приводит к ухудшению коммутации.

Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением:

Рис. 5.15

Рис. 5.16

Из механической характеристики видно, что при уменьшении момента на валу до нуля, скорость вращения стремится к бесконечности, т.е. двигатель «идет в разнос».

Скорость вращения двигателя постоянного тока можно регулировать тремя способами:

1) Изменяя сопротивление в цепи якоря;

Рис. 5.17

2) Изменяя напряжение сети;

Рис. 5.18

Увеличивая сопротивление реостата R_р3, уменьшается величина напряжения, подводимого к обмотке якоря, что приводит к уменьшению скорости вращения

3) изменяя поток возбуждения (путем включения реостатов параллельно обмотке якоря или обмотке возбуждения).

Если реостат включается параллельно обмотке возбуждения, то магнитный поток уменьшается от номинального до минимального и скорость вращения увеличивается (рис.5.19).

Если реостат включается параллельно обмотке якоря, то магнитный поток увеличивается, а частота вращения уменьшается (рис.5.20).

Рис. 5.19

Рис. 5.20

Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением:

Рис. 5.21

Рис. 5.22

Механическая характеристика двигателя со смешанным возбуждением (3) располагается между характеристиками двигателя с параллельным возбуждением (2) и двигателя с последовательным возбуждением (1). Такая характеристика позволяет получить значительный пусковой момент и исключает возможность разноса двигателя при холостом ходе.

Регулирование скорости осуществляется аналогично двигателю с параллельным возбуждением.

11. на лист.

12.,с 12-15.13 уравнения с 42-43 метод

14. с 394-402.

15.Существует три способа торможения двигателей постоянного тока: 1) рекуперативное ( с возвратом энергии в сеть); 2) динамическое; 3) противовключение. [5]

Во всех указанных режимах электромагнитный момент М воздействует на якорь в направлении, противоположном и, т. е. является тормозным.

Рекуперативное торможение. Двигатель с параллельным возбуждением переходит в режим рекуперативного торможения при увеличении его частоты вращения и выше п₀ = U/c_eФ. В этом случае ЭДС машины становится больше напряжения сети и ток согласно (8.80) изменяет свое направление, т. е. двигатель переходит в генераторный режим. В этом режиме машина создает тормозной момент, а выработанная электрическая энергия отдается в сеть и может быть полезно использована.

В машине с параллельным возбуждением (рис. 8.71, а) механические характеристики генераторного режима являются

Рис. 8.71. Схема и механические характеристики машины постоянного тока в двигательном и генераторном режимах

продолжением механических характеристик двигательного режима в область отрицательных моментов (рис. 8.71, б). Поэтому переход из двигательного режима в генераторный может происходить автоматически, если под действием внешнего момента якорь будет вращаться с частотой n > n₀. Можно перевести машину в генераторный режим и принудительно, если перевести ее на работу с характеристики 1 на характеристику 2, уменьшив n₀ путем увеличения магнитного потока (тока возбуждения) или снижения напряжения, подводимого к двигателю, В этом случае некоторой частоте вращения и соответствует на характеристике 1 двигательный режим (точка А), а на характеристике 2 — режим рекуперативного торможения (точка В).

Двигатели с последовательным возбуждением не могут переходить в резким рекуперативного торможения. При необходимости рекуперативного торможения схему двигателей в тормозном режиме изменяют, превращая двигатели в генераторы с независимым возбуждением.

Рис.  8.72.  Схема  и  механические характеристики двигателя с параллельным  возбуждением  в  режиме динамического торможения

Двигатели со смешанным возбуждением могут автоматически переходить в генераторный режим, что обусловило их применение в троллейбусах, трамваях и других устройствах с частыми остановками, где двигатель должен обладать мягкой механической характеристикой.

Динамическое торможение. При этом виде торможения двигателя с параллельным возбуждением обмотку якоря отключают от сети и присоединяют к ней реостат R_до6 (рис. 8.72, а) При этом машина работает как генератор, создает тормозной момент, но выработанная электрическая энергия бесполезно гасится в реостате. Регулирование тока I_a = Е/(ΣR_a + R_доб), т. е. тормозного момента М, осуществляют путем изменения сопротивления R_доб, подключенного к обмотке якоря

(рис. 8.72, б), или ЭДС Е (воздействуют на ток возбуждения). При n = 0 тормозной момент Мравен нулю, следовательно, машина не может быть заторможена в неподвижном состоянии.

Рис. 8.73. Схемы машины с последовательным возбуждением в режимах двигательном (в) и динамического торможения (б)

Двигатель с последовательным возбуждением может работать в режиме динамического торможения при независимом возбуждении и при самовозбуждении. При независимом возбуждении обмотку возбуждения отключают от обмотки якоря и подключают к питающей сети последовательно с резистором, сопротивление которого выбирают так, чтобы ток возбуждения не превышал номинального значения. При этом механические характеристики двигателя линейные (см. рис. 8.72, б). При самовозбуждении при переводе машины в генераторный режим необходимо переключить провода, подводящие ток к обмотке возбуждения (рис. 8.73, а, б). Последнее необходимо для того, чтобы при изменении направления тока в якоре (при переходе с двигательного режима в генераторный) направление тока в обмотке возбуждения оставалось неизменным и создаваемая этой обмоткой МДС F_в совпадала по направлению с МДС F_ост от остаточного магнетизма. В противном случае генераторы с самовозбуждением размагничиваются.

Рис. 8.74. Зависимости ЭДС от тока якоря для двигателя с последовательным возбуждением в режиме динамического

На рис. 8.74 показаны зависимости ЭДС Еот тока якоря I_а при различных частотах вращения (n1 > n2 > n3 > n4) и вольт-амперные характеристики I_а(ΣR_a + R_доб) = f(I_a) полного сопротивления, включенного в цепь якоря (R_доб1> R_доб2 > R_доб3).

Точки пересечения А₁, А₂ и А₃ указанных зависимостей определяют значения тока якоряI_a = с_еnФ/(ΣR_a + R_доб), при котором работает машина в режиме динамического торможения, а следовательно, и значение тормозного момента — М. При увеличении n и неизменном значении R_доб возрастает ЭДС, ток якоря и тормозной момент.

Самовозбуждение оказывается возможным только при частоте вращения, большей некоторого критического значения n_кр, при котором вольт-амперная характеристика сопротивления цепи якоря располагается по касательной к зависимости Е = f(I_a). Так, например, при подключении к машине реостата, с сопротивлением R_доб1 тормозной режим при частоте вращения n₁ может быть реализован (точка А₁);

Рис. 8.75. Зависимость частоты вращения от тока двигателя в режиме динамического торможения якоря (а) и механические характеристики (б)

при уменьшении же ее до значения n₂ он невозможен. На рис. 8.75,а показаны зависимости частоты вращения от тока якоря, а на рис. 8.75,б

Рис.8.76. схема и механические характеристики двигателей в режиме электромагнитного торможения

— механические характеристики двигателя при работе в режиме динамического торможения. В соответствии с рис. 8.74 при увеличении R_доб динамическое торможение оказывается возможным при более высоких частотах вращения (n_кр1 > n_кр2 > n_кр3). Двигатель со смешанным возбуждением также может работать в режиме динамического торможения.

Торможение электродвигателей постоянного тока

В электроприводах с электродвигателями постоянного тока применяют три способа торможения: динамическое, рекуперативное и торможение противовключением.

Динамическое торможение электродвигателя постоянного тока осуществляется путем замыкания обмотки якоря двигателя накоротко или через резистор. При этом электродвигатель постоянного тока начинает работать как генератор, преобразуя запасенную им механическую энергию в электрическую. Эта энергия выделяется в виде тепла в сопротивлении, на которое замкнута обмотка якоря. Динамическое торможение обеспечивает точный останов электродвигателя.

Рекуперативное торможение электродвигателя постоянного тока осуществляется в том случае, когда включенный в сеть электродвигатель вращается исполнительным механизмом со скоростью, превышающей скорость идеального холостого хода. Тогда э. д. с, наведенная в обмотке двигателя, превысит значение напряжения сети, ток в обмотке двигателя изменяет направление на противоположное.Электродвигатель переходит на работу в генераторном режиме, отдавая энергию в сеть. Одновременно на его валу возникает тормозной момент. Такой режим может быть получен в приводах подъемных механизмов при опускании груза, а также при регулировании скорости двигателя и во время тормозных процессов в электроприводах постоянного тока.

Рекуперативное торможение двигателя постоянного тока является наиболее экономичным способом, так как в этом случае происходит возврат в сеть электроэнергии. В электроприводе металлорежущих станков этот способ применяют при регулировании скорости в системах Г - ДПТ и ЭМУ - ДПТ.

Торможение противовключением электродвигателя постоянного тока осуществляется путем изменения полярности напряжения и тока в обмотке якоря. При взаимодействии тока якоря с магнитным полем обмотки возбуждения создается тормозной момент, который уменьшается по мере уменьшения частоты вращения электродвигателя. При уменьшении частоты вращения электродвигателя до нуля электродвигатель должен быть отключен от сети, иначе он начнет разворачиваться в обратную сторону.

16.

Рассмотрим три основных способа электрического торможения асинхронных двигателей.

Торможение по способу противовключения, как было указано, производится при переключении двигателя на ходу. Магнитное поле при этом вращается в другую сторону относительно направления вращения двигателя, и вращающий момент двигателя является тормозным — действует против направления вращения.

Генераторное торможение имеет место при переключении многоскоростного двигателя на ходу с большей скорости на меньшую, т.е. при переключении машины с меньшего числа полюсов на большее. В первый момент переключения скорость двигателя оказывается намного больше скорости  его поля, т.е., скольжение получается отрицательным и машина переходит в режим работы генератором. Торможение происходит с превращением кинетической энергии вращающихся частей в электрическую энергию, которая за вычетом потерь в машине отдается в сеть. Генераторное торможение может быть также в подъемнике при спуске тяжелого груза, разгоняющего двигатель до скорости, превышающей синхронную; тогда машина начинает отдавать в сеть энергию, сообщаемою ей опускающимся грузом.

Торможение в режиме работы генератором возможно только при сверхсинхронной скорости. Если двигатель в конце торможения должен быть остановлен, то к концу торможении следует перейти на механическое торможение или на другой вид электрического (динамическое, противовключение). Фиксации положения в конце при необходимости производится только с помощью механического тормоза.

При динамическом торможении обмотка статора двигателя отключается от трехфазной сети и включается в сеть постоянного или однофазного переменного токи. При этом возможны различные способы соединения фаз обмотки статора.

Обмотка статора, питаемая постоянным током, создает неподвижное магнитное поле. Аналогично тому, как при нормальной работе двигателя его вращающееся поле увлекает за собой ротор, неподвижное поле при динамическом торможении заставляет ротор быстро останавливаться. Кинетическая энергия вращающихся частей переходит в теплоту, выделяющуюся в цепи ротора за счет токов, индуктированных в ней неподвижным полем статора. Плавность торможения обеспечивается регулированием напряжения на зажимах статора, Тормозной момент двигателя с фазным ротором может регулироваться также реостатом в цепи ротора. Недостатком динамического торможения является необходимость наличия источника постоянного тока с низким напряжением.

5.